Permafrostböden sind ähnliche Klimaarchive wie Gletschereis. Sie sind ein wichtiges Element in der Erforschung des Klimawandels und der subpolaren Ökosysteme.

Temperaturschwankungen im Permafrost sind ein sensibler Indikator für Klimaänderungen in Jahren bis zu Jahrzehnten und Jahrhunderten. Der Boden "merkt" sich vergangene Temperaturen, Schwankungen lassen sich im Temperaturprofil ablesen. Vor allem langfristige Änderungen der Temperatur schlagen sich im Permafrost nieder.

Bohrung in einem Eiskeil © Geological Survey Canada

Auch Eiskeile sind Gegenstand aktueller Forschung. Sie entstanden vor Jahrtausenden, als sich Frostspalten im Boden mit Schmelzwasser füllten und einfroren. Zusammensetzung und Struktur der Eiskeile und des sie umgebenden Sediments ermöglichen - gemeinsam mit anderen Klimaarchiven - die Rekonstruktion des Klimas.

Ebenso erzählt schon längst abgetauter Permafrost von der Vergangenheit. Fossile Frostpolygonnetze in Böden in Norddeutschland sind Zeugen der Klimaverschlechterungen während des Pleistozäns. Besonders während der Hauptphase der letzten Kaltzeit, etwa 25 000 -18 000 Jahre vor heute, herrschte weitverbreitete Permafrostbildung. Angenommen werden Mächtigkeiten von 90 - 140 m während der letzten Hochphase der Kaltzeit.

Ein bisher wenig erforschtes Phänomen ist der submarine Permafrost: Expeditionen in die sibirische Laptev-See unter Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung gaben Hinweise darauf, dass der tiefere Meeresboden dort vereist ist. Umfang und Entwicklung dieses Eiskörpers wurden mit geophysikalischen Methoden flächenhaft kartiert. Die Wissenschaftler versprechen sich viel von der Erforschung des Permafrosts im Meeresboden, denn er hat vielfältige klimatische und ökologische Entwicklungen konserviert, die bisher in keinem Klimamodell berücksichtigt worden sind.