Einer neuen Studie zufolge könnte das Auftauen des Permafrostbodens infolge des Klimawandels die arktische Bevölkerung wesentlich höheren Konzentrationen des unsichtbaren, lungenkrebserregenden Gases Radon aussetzen.
Professor Paul Glover von der Universität Leeds und seine Mitautoren vermuten, dass der Permafrost in der Vergangenheit als Schutzbarriere gewirkt hat, die Radon daran hinderte, an die Oberfläche zu gelangen und in Gebäude einzudringen.
Radon ist ein unsichtbares, geruchloses, natürlich vorkommendes radioaktives Gas. Es verursacht etwa einen von 10 Todesfällen durch Lungenkrebs und betrifft Raucher wesentlich stärker als Nichtraucher. In subarktischen Gemeinden ist die Sterblichkeitsrate höher, da dort das Rauchen weit verbreitet ist.
In ihrer Studie, die heute in der AGU-Zeitschrift Earth’s Future veröffentlicht wurde, modellierten die Forscher die Radonproduktion, den Fluss durch den Boden, den Permafrost und Modellgebäude – darunter solche mit unterirdischen und oberirdischen Kellern und solche, die traditionell auf Pfählen gebaut sind.
Sie zeigen, dass in unterkellerten Gebäuden das Vorhandensein von Radongas bis zu sieben Jahre lang auf mehr als das Hundertfache des ursprünglichen Wertes ansteigen kann, je nachdem, wie tief der Permafrostboden ist und wie schnell er auftaut.
Dies zeigt, wie wichtig es nicht nur ist, die Permafrostschicht intakt zu halten, um die globale Erwärmung zu begrenzen, sondern hat auch erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheitsvorsorge, Bauvorschriften und Belüftungsempfehlungen.
Es wurde festgestellt, dass das Vorhandensein einer Permafrostschicht wie eine Radonbarriere wirkt, die die Oberflächenstrahlung auf ein Zehntel des Hintergrundniveaus reduziert, aber die Radonkonzentration hinter der Barriere um das bis zu 12-fache erhöht. Dies galt für eine große Bandbreite von Tiefen der Permafrostschicht.
Professor Glover von der School of Earth and Environment in Leeds sagte dazu: „Radon ist bekanntlich die zweitwichtigste Ursache für Lungenkrebs nach dem Rauchen. Rauchen verschlimmert die durch Radon verursachte Lungenkrebsrate um das 26-fache, und Rauchen ist in arktischen Gemeinden bis zu 4,4-mal häufiger anzutreffen.
„Folglich kann eine unerwartete Radonfahne ein gefährliches Gesundheitsrisiko darstellen, wenn sie nicht eingeplant ist. Glücklicherweise ist oft nur eine einfache Belüftung erforderlich, wenn das Problem erkannt wird.
„Wäre der Permafrost stabil, gäbe es keinen Grund zur Besorgnis. Es ist jedoch inzwischen allgemein anerkannt, dass der Klimawandel zu einem erheblichen Auftauen des Permafrosts führt, wobei bis 2050 mit einem Verlust von 42 % des Permafrosts in der arktischen zirkumpolaren Permafrostregion (ACPR) gerechnet wird.
„Das Radon kann dann den Permafrost durchdringen und zu einer Wolke radioaktiven Gases innerhalb von Gebäuden führen, die erst nach mehreren Jahren ihren Höhepunkt erreicht und sich erst nach vielen weiteren Jahren auflöst.
Die Veröffentlichung von Earth’s Future legt nahe, dass das Auftauen der Permafrostbarriere keinen Anstieg der Radonkonzentration im Vergleich zu den Hintergrundwerten für traditionell errichtete Gebäude in der arktischen Gemeinschaft verursacht, die auf Pfählen gebaut sind.
Bei unterkellerten Gebäuden kann das Auftauen des Permafrosts dazu führen, dass die Radonkonzentration je nach Tiefe des Permafrosts und der Auftaurate bis zu sieben Jahre lang über dem Wert von 200 Becquerel pro Kubikmeter (Bq/m3) bleibt, den viele Länder als Aktionsschwelle verwenden.
Professor Glover fügte hinzu: „Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass das aufgestaute Radonreservoir über einen langen Zeitraum in den Kellern von Gebäuden freigesetzt werden kann und vier bis sieben Jahre lang über den Auslösewerten bleibt.
„Da in diesen Gemeinden in der Vergangenheit kein Radonproblem aufgetreten ist und das Gas selbst ohne Spezialgeräte nicht nachweisbar ist, betrachten wir dies als eine bedeutende und völlig vermeidbare Bedrohung für die Gesundheit der nördlichen Gemeinden“.
Professor Glover betont, dass es sich um erste Ergebnisse handelt, bei denen viele Annahmen getroffen werden mussten, nicht zuletzt, weil ein erheblicher Mangel an Daten über die petrophysikalischen Eigenschaften des arktischen Bodens und des Permafrosts besteht.
Es ist möglich, dass Radon sowohl durch Advektion als auch durch Diffusion und entlang von Zonen mit bevorzugtem Auftauen effiziente Wege zur Oberfläche findet, während der Großteil des Permafrosts langsamer auftaut.
Professor Glover gehört zum Institut für angewandte Geowissenschaften und Petrophysik und zur Gruppe Geomechanik. Seine Arbeit umfasst die Theorie, Modellierung, Messung und Anwendung von Erdmaterialien und -prozessen. Er war der Gründer und erste Präsident der Abteilung Energie, Ressourcen und Umwelt der Europäischen Geophysikalischen Union.
Datum: Februar 8, 2022
Quelle: University of Leeds
P. W. J. Glover, M. Blouin. Increased Radon Exposure From Thawing of Permafrost Due To Climate Change. Earth’s Future, 2022; 10 (2) DOI: 10.1029/2021EF002598