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Lexikon der Geographie: Permafrost

Permafrost, Dauerfrost, bezeichnet Boden, Sediment oder Gestein, welches in unterschiedlicher Mächtigkeit und Tiefe unter der Erdoberfläche mindestens 2 Jahre (3 Jahre) ununterbrochen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aufweist. Trockener Permafrost (dry-frozen ground) besitzt durch geringen Wassergehalt nicht genügend Eis als Bindemittel, nicht alle Poren sind eisgefüllt. Bei eisreichem Permafrost (wet-frozen ground) ist sogar ein Gleichgewicht zwischen gefrorenem und ungefrorenem Wasser in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und Korngröße möglich. Gletscher und deren geomorphologischer Formenschatz zählen nicht zum Permafrost. Die synonym gebräuchlichen Begriffe Dauerfrostboden und Pergelisol sind unglücklich, da es sich bei Permafrost nur teilweise um gefrorenen Boden (per Definition) handelt.
Das Eis des Permafrosts kann bis zu 80 % seines Volumens ausmachen, Klareislinsen oder -blöcke können auftreten. Die unterschiedlichen periglazialen Eistypen werden als Grundeis oder Bodeneis bezeichnet. Übersteigt der Eisgehalt die vorhandenen Porenräume und ist klares Eis sichtbar, spricht man von supergesättigtem Permafrost. Sind Eis und Porenräume im Gleichgewicht, liegt gesättigter Permafrost vor. Kann das Eis die Porenräume nicht ausfüllen, ist dies untersättigter Permafrost. Die Neubildung von Permafrost nennt man Permafrostaggradation, seinen Abbau Permafrostdegradation (Thermokarst).
Permafrost besitzt ein charakteristisches vertikales Profil. Unter einer nicht überall auftretenden geringmächtigen Zone hochsommerlicher Austrocknung liegt der sommerliche Auftauboden (Auftauschicht, active layer), der wenige Meter mächtig werden kann. Durch den saisonalen Wechsel von Gefrieren und Tauen finden dort wichtige, den periglazialen Raum prägende geomorphologische Prozesse der Frostdynamik statt (Frosthub, Frostmusterboden, Kryoturbation, Solifluktion). Die Untergrenze des in seiner Mächtigkeit kurz- wie langfristigen Schwankungen unterworfenen Auftaubodens ist die Permafrostfront. Der sich unterhalb befindende Permafrost kann zusätzlich in eine obere Zone periodischen und episodischen Temperaturschwankungen unterworfenen Permafrosts (Eiskeil), sowie in eine darunterliegende Zone isothermen Permafrosts untergliedert werden.
Im Gebiet von kontinuierlichem Permafrost sind nur unter Flüssen, Seen, dem Meer und Gletschern ungefrorene Abschnitte (Talik) vorhanden. Als klimatische Kenngröße wird mit einer Jahresmitteltemperatur unter -6 bis -8°C operiert. Bei diskontinuierlichem Permafrost sind Taliki in den Permafrost eingestreut, der Anteil des Permafrosts liegt aber noch über 50 %. Bei Jahrestemperaturen von höchstens -3 bis -4°C wird diese Zone als reliktisch und ein Neuaufbau von Permafrost nur in Ausnahmen als möglich angesehen. Bei einem Anteil von weniger als 50 % spricht man von sporadischem Permafrost, der inselhaft verbreitet meist ein Relikt ist (Jahresmitteltemperaturen weniger als -1 bis -2°C) ( Abb. ). Neben den polaren und subpolaren Gebieten tritt Permafrost auch in Hochgebirgen auf (periglaziale Höhengrenzen). Unter temperierten Gletschern (Gletschertypen) tritt kein Permafrost auf, unter polaren und subpolaren Gletschern ist dies möglich, selbst wenn es zum Auftreten von Permafrost unter Gletschern widersprüchliche Messungen gibt. Submariner (untermeerischer) Permafrost wird ebenfalls als ein Relikt der letzen Kaltzeit, verursacht durch Meeresregression und die dadurch vorhandene Möglichkeit des Aufbaus von Permafrost, angesehen.
Die maximale Mächtigkeit von Permafrost beträgt in Sibirien 1500 m, wobei diese Mächtigkeiten wahrscheinlich im Verlauf mehrerer Kaltzeiten aufgebaut wurden. Eine geringe isolierende Schneedecke und fehlende Vereisung sind Grundvoraussetzungen für große Mächtigkeiten. Durch die gute Isolationswirkung tritt Permafrost auch unter Moor und Wald auf und erreicht dort teilweise seine größten Mächtigkeiten.

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Permafrost: Permafrost: Verbreitung des Permafrost auf der Nordhalbkugel, wobei das Vorkommen von Permafrost in Grönland als nicht endgültig erwiesen gilt (?).

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Stephan Meyer

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