ThinIce
Unsere Mission:
Das Projekt "Tauende industrielle Hinterlassenschaften in der Arktis - eine Bedrohung für Permafrost-Ökosysteme" (ThinIce) untersucht die kurz- und langfristigen Umweltrisiken, die mit der möglichen Freisetzung kontaminierter Industrieabfälle durch das Auftauen des Permafrosts verbunden sind.
In den letzten Jahrzehnten wurden die Arktis und ihre Ressourcen zu einem wichtigen Faktor für die globale wirtschaftliche Entwicklung. Dies führte zu industriellen Aktivitäten in unberührten und sehr empfindlichen Ökosystemen. Infolgedessen sammelten sich industrielle Abfallprodukte in der Arktis an. Lange Zeit ging man davon aus, dass der Permafrostboden ein perfektes Lager für diese potenziell gefährlichen Abfälle ist. Heutzutage taut der Permafrost in der gesamten Arktis auf und erhöht das Risiko der Freisetzung von Schadstoffen, wodurch sowohl terrestrische als auch aquatische Ökosysteme gefährdet werden. Darüber hinaus sind indigene Gemeinschaften, deren Lebensunterhalt und Gesundheit eng mit intakten Ökosystemfunktionen in der Arktis verbunden sind, diesen Risiken direkt ausgesetzt. Bislang wurden die Umweltrisiken, die von industriellen Altlasten in auftauenden Permafrostgebieten ausgehen, noch nicht in größerem Umfang quantifiziert, da es an Daten mangelt oder sensible Informationen nicht frei zugänglich sind.
Das Projekt ThinIce konzentriert sich auf Bohrschlammgruben, d. h. Gruben, die mit salz- oder kerosinhaltigen Bohrabfällen gefüllt und mit Erdaushub bedeckt sind. Wir werden mehrere dieser Schlammgruben im McKenzie-Delta, Kanada, genau untersuchen.
Das große Ziel des ThinIce-Projekts ist es, wesentliche Erkenntnisse über die ökologischen Risiken im Zusammenhang mit den Bohrschlammbecken im Mackenzie-Delta unter veränderten Klimabedingungen zu gewinnen. Deshalb arbeiten wir auch eng mit regionalen Partnern wie dem Northwest Territories Geological Survey, dem Northwest Territories Department of Lands und lokalen Akteuren wie der Inuvialuit Land Administration zusammen.
Die spezifischen Projektziele sind:
- Bewertung der Anfälligkeit von Bohrschlammbecken im Mackenzie-Delta unter verschiedenen Standortbedingungen und Klimawandelszenarien
- Ermittlung der Auswirkungen toxischer Substanzen auf mikrobielle Schlüsselarten, die für intakte Permafrostökosysteme charakteristisch sind
- Verständnis der Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen gegenüber Schadstoffen (Selbstheilungsfähigkeit)
- Bewertung der durch das Auftauen des Permafrosts verursachten Schadstoffmobilisierung
- Entwicklung von Strategien zur Bewertung und Abschwächung von Umweltrisiken in Zusammenarbeit mit lokalen Interessengruppen
Unser Konzept:
Um die Projektziele zu erreichen, besteht das ThinIce-Projekt aus einem interdisziplinären Forschungsteam, das sich mit den verschiedenen Aspekten der Untersuchung befasst:
AWI - Klimatische Bedingungen und thermische und hydrologische Prozesse
Wir werden die vergangenen, aktuellen und zukünftigen klimatischen Bedingungen des McKenzie Deltas analysieren, um deren Auswirkungen auf den thermischen und hydrologischen Zustand des Permafrostes und der Schlammgruben zu untersuchen. Wir werden Simulationen aus dem neuesten Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) verwenden, um zukünftige Klimaszenarien zu erhalten. Diese werden das CryoGrid Permafrostmodell antreiben, um die thermischen Bedingungen für die Schlammgrubenzu simulieren.
RWTH Aachen - Geotechnischer Zustand und Anfälligkeit von Bohrschlammgruben
Wir werden geophysikalische Methoden einsetzen, um die Geometrie der Standorte zu bestimmen. Außerdem werden wir Permafrostkerne entnehmen, um die geomechanischen Eigenschaften der Schlammgruben und der umliegenden Gebiete zu untersuchen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in einem nächsten Schritt genutzt, um die thermohydromechanischen Prozesse in den Schlammgruben mit Hilfe von numerischen, analytischen und maschinellen Lernmethoden zu modellieren.
LUH - Auswirkungen des Auftauens von industriellen Altlasten auf mikrobiell angetriebene Prozesse in Böden
Wir werden uns auf die Quantifizierung und Bewertung der Folgen der Freisetzung von Schadstoffen aus den Schlammgruben für die umliegenden terrestrischen Ökosysteme konzentrieren. Wir werden die mikrobiellen Prozesse quantifizieren, die Vielfalt der mikrobiellen Gemeinschaft bewerten und die Folgen der Bodenprozesse auf die Freisetzung von Elementen in die Hydrosphäre beurteilen.
TUBS - Verschmutzung von aquatischen Thermokarst-Ökosystemen durch auftauende Industrieabfälle
Wir werden den aktuellen Grad der Verschmutzung sowie die Toleranz und Anpassungsfähigkeit der lokalen aquatischen Ökosysteme bewerten. Sedimente aus Seen in der Umgebung von Bohrschlammgruben werden als Umweltarchiv dienen. Unser Ansatz wird heutige Beobachtungen mit Daten aus der Paläo-Rekonstruktion kombinieren, um Verschiebungen im Schadstoffgehalt, der Wasserqualität und der Artenvielfalt aufzudecken und gleichzeitig stark bedrohte Arten und gefährdete Gebiete zu identifizieren.
Projektdaten
Kontakt | |
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Webseite | https://sites.google.com/view/thinice |
Laufzeit | 01.09.2023 - 31.12.2026 |
Förderer | BMBF |
Leitung | Moritz Langer |
Funktion des AWI im Projekt | Projektleitung und -koordination |
Beteiligte (AWI) | |
Beteiligte (extern) | Raul Fuentes (RWTH Aachen) Aaron Förderer (RWTH Aachen) Antje Schwalb (TU Braunschweig) Emma Cameron (TU Braunschweig) Georg Guggenberger (Leibniz Universität Hannover) Silian Pan (Leibniz Universität Hannover) Danielle Kraak (VU Amsterdam) |
Partner | Inuvialuit Land Administration |
Abteilung (AWI) | Permafrostforschung |