Die Polare/Subpolare Zone

Die polare/subpolare Zone umfasst eine Fläche von 22,0 Mio. km². Das entspricht einem Anteil von 14,8 % am gesamten Festland der Erde. Sie erstreckt sich von ca. 55°bis 90° Nord bzw. Süd.

Sub-Ökozonen sind die Eiswüsten (Fläche 16,0 Mio. km²) sowie die Tundren und Frostschuttgebiete (Fläche 6,0 Mio. km²). Eiswüsten stehen für die polare Zone. Die Tundren und Frostschuttgebiete repräsentieren die subpolare Zone.

Die Ausführungen hier geben nur einen Überblick über die einzelnen Charakteristika der Ökozone. Detaillierte Informationen zu den Ökozonen gibt es im Standardwerk von Jürgen Schultz: Die Ökozonen der Erde (UTB).

Die polare/subpolare Zone – Verbreitung

Ausbreitung der polaren/subpolaren Zone
Bild wurde nachträglich bearbeitet (Hervorhebung); Originale Bildquelle: Von Ökologix – Eigenes Werk, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19879991

Die Verbreitung der Ökozone ist bipolar, d.h. sie ist auf beiden Hemisphären zu finden. Etwa 75 % der Ökozone sind mit Eis bedeckt: die polaren Eiswüsten. Sie umfassen das gesamte südhemisphärische Teilgebiet. Die Nordhemisphäre ist abgesehen von Grönland und einigen polnahen Inseln größtenteils gletschereis frei. Antarktis macht rund zwei Drittel der Zone aus.

Die subpolare Zone kann weiter eingeteilt werden in eine Frostschuttzone und eine Tundrenzone. Hier ist ein jahreszeitlicher Wechsel zwischen Bodeneis und Bodenwasser typisch. Daraus ergibt sich eine sommerliche Auftauschicht des Permafrostbodens.

Die polare/subpolare Zone – Klima

Es liegt ein thermisches und solares Jahreszeitenklima vor.

In der Tundrenzone liegt das Temperaturmittel im wärmsten Monat zwischen +6°C und +10°C und hält sich während maximal drei bis vier Monaten über +5°C. In Richtung Pol sinken die höchsten Monatsmitteltemperaturen in der Frostschuttzone unter +6°C und in den polaren Eiswüsten unter +2°C.

Der Niederschlag ist geringer als 200 mm, wobei der Schneeanteil überwiegt: die polare/subpolare Zone ist ganzjährig humid. Die Schneedecke wird selten mächtiger als 20-30 cm. Der Schnee schützt dabei im Winter auch die Pflanzen vor noch weiterer Abkühlung.

Charakteristisch ist der Wechsel zwischen Polarnacht und Polartag. Es handelt sich also um ein solares Jahreszeitenklima. Daher ist die Strahlungsbilanz auch nur in zwischen April bis September (Nordhalbkugel) bzw. November bis Februar (Südhalbkugel) positiv.

Aufgrund der Menge an Schnee und Eismaße ist die Albedo hoch – je heller der Körper, desto größer die Albedo. Daher wird eine große Menge Sonnenlicht reflektiert. Von der ohnehin schon kleinen Menge Solareinstrahlung, die nur während Polartag überhaupt eintrifft, wird also auch noch der größte Teil zurückgeschickt und nicht absorbiert.

Das  Klimadiagramme von Akureyri in Island 🇮🇸 steht stellvertretend für die subpolare Zone. In den wärmsten Monaten werden Durchschnittstemperaturen um 10°C erreicht.

Bildquelle: https://images.climate-data.org/location/23277/climate-graph.png

Die Diagramme von Illorsuit in Grönland repräsentiert die polare Zone. Im Vergleich zur Station in Island sind sowohl Temperaturen als auch Niederschläge erheblich geringer.

Bildquelle: https://de.climate-data.org/location/871393/

Die polare/subpolare Zone – Hydrologie und Geomorphologie

Im Periglazialbereich (nicht-vergletschert) dominieren linienhafte fluviale Prozesse (Erosion) und flächenhafte Hangabtragungsprozesse (Spüldenudation).

Typisch sind auch frostdynamische Prozesse wie Frostsprengung, Kryoturbation und Gelifluktion. Sie bringen Formungsergebnisse hervor wie:

  • Frostschutt
  • Eiskeile
  • Thufure
  • Palsas
  • Pingos
  • Gelifluktionsdecken

Zur Entstehung eines Pingo (englisch):

Der Abfluss findet fast ausschließlich innerhalb von zwei bis drei Wochen in den Sommermonaten statt, da dann der Schnee schmilzt.  Es ist überall kontinuierlicher Permafrost vorhanden. Im subpolaren Bereich sind verzweigte Flüsse (braided river) charakteristisch. Es handelt sich um ein glaziales Abflussregime.

Die polare/subpolare Zone – Böden

In der polaren/subpolaren Zone liegt fast überall Permafrost vor. Die typischen zonalen Böden der Permafrostregionen werden als Cryosole zusammengefasst. Für sie sind u.a. charakteristisch:

  • Prozesse der Bodenbildung finden nur in der sommerlichen Auftauschicht statt, d.h. sie laufen nur während den Sommermonaten ab und reichen maximal einen Meter tief
  • in der Auftauschicht finden jährlich wiederholende Frostwechsel statt. Daher können sich in der Tiefe keine unterschiedlichen Bodenhorizonte ausbilden
  • es kann kein Schmelz- oder Regenwasser versickern, da unter der Auftauschicht der Untergrund ganzjährig gefroren ist
  • durch die Frostsprengung findet man eher grobkörnige Bodentexturen vor
  • der Humusabbau vollzieht sich sehr langsam, da Luft und Wärme fehlen. Daher liegen hier die weltweit größten Humus– und Streuauflagen vor

Die polare/subpolare Zone – Vegetation

Die Vegetationsperiode (der Temperaturdurchschnitt eines Monats liegt bei mindestens 5°C) ist nur zwischen einem und drei Monaten lang.

Durch die schwierigen Lebensbedingungen in den Tundren und polaren Wüsten können hier nur wenige Pflanzenarten überleben. Die polare/subpolare Zone ist mit rund 2.000 Arten die artenärmste Ökozone. Die meisten Gefäßpflanzenarten gehören zu den sog. Chamaephyten und Hemikrypophyten. Von Chamaephyten spricht man, wenn die Knospen nur maximal 25 cm über dem Boden liegen. Bei den Hemikryptophyten liegen die Knospen während der ungünstigsten Jahreszeit unmittelbar an der Erdoberfläche an.

Heidekräuter (Erica) zählen zu den Chamaephyten
Bildquelle: phxere.com

Die Arktis kann weiter unterteilt werden in niederarktische Tundren (Vegetationsbedeckung > 80 %), hocharktische Tundren (Vegetationsbedeckung 10-80%) und polare Wüsten (Vegetationbedeckung < 10 %). Interzonal kann weiter differenziert werden in Zwergstrauch-, Wiesen-, Moos- und Flechtentundren.

In der polaren Zone liegt die Vegetationsbedeckung bei unter 10 %.  Der jährliche Zuwachs ist sehr gering (< 50g/m²/A) und die Streu zersetzt sich sehr langsam. Es dominieren Kryptogamen (z.B. Algen, Flechte, Moose, Farne). Algen sind dabei die wichtigsten Primärproduzenten.

In der subpolaren Zone kann die Vegetationsbedeckung 80 % überschreiten (niederarktische Tundra). Es besteht kein Baumwuchs. Chamaephyten und Hemikryptophyten (siehe oben) sind die häufigsten Pflanzenarten. Die Pflanzen passen sich an die Extreme bzgl. Kälte und Wind u.a. durch Horst-,, Matten-, Polster- und Zwergfuchs an.

Die gesamte Phytomasse liegt bei maximal 30 Tonnen pro Hektar. Unterirdisch ist sie um ein vielfaches größer als oberirdisch.

Die polare/subpolare Zone – Tiere

In erster Linie handelt es sich in der Fauna der polaren/subpolaren Zone um homoiotherme (gleichwarme) Säugetiere und Vögel. Typisch sind zum Beispiel Rentiere, Karibus, Lemminge, Polarhasen, Gänse, Enten, Robben, Eisbären und Stürmvögel. Das Fell bzw. Gefieder vieler Arten ist ganzjährig weiß.

Viele Vögel- und Säugetierarten beziehen Winterquartiere in wärmeren Zonen und schützen sich durch dickes Fell und/oder Winterschlaf vor der Kälte.

Die polare/subpolare Zone – Nutzung und Ressourcen

Die Bevölkerungsdichte ist sehr gering. Es kann kein Ackerbau betrieben werden. In Nordamerika und Grönland wohnen z.B. noch rund 150.000 Inuit. Fischfang und Jagd bilden Grundlagen der Wirtschaft. Erstere stellt aber mittlerweile in Teilen eine großes Problem dar, da es zu massiver Überfischung gekommen ist.  In letzter Zeit wird der Tourismus immer wichtiger und stellt in manchen Regionen die Haupteinnahmequelle dar. Es gibt große Rohstoffvorkommen an Erdöl, Erdgas, Kohle und Erzen. Der Abbau birgt aber große ökologische Risiken (vgl. Abschnitt „Nachteile“). Für weitere Informationen über die Lebenssituation und die Rohstoffvorkommen in Grönland: Grönland träumt von Rohstoff-Reichtum (DW 2017) und Rubine, versteckt im ewigen Eis (SZ, 2013).

Qaqortoq ist mit 3.500 Einwohnern einer der größten Orte Grönlands
BIldquelle: https://pxhere.com/de/photo/1211031

Der Klimawandel verändert die polare/subpolare stark: die Polkappen schmelzen, der Permafrostboden taut auf, die Gletscher schrumpfen. Mehr zum Klimawandel in der Arktis:

Die polare/subpolare Zone – Zusammenfassung

  • Die polare/subpolare Zone umfasst die Permafrostgebiete und vereisten Gebiete der Erde. Ungefähr das halbe Jahr über ist es dunkel (Polarnacht und Polartag).  Die maximale Temperatur liegt bei +10°C.
  • die Sommer sind kurz und kühl, da vor der Schneeschmelze aufgrund der großen Schnee- und Eismenge ein hoher Anteil der Solareinstrahlung reflektiert wird. Der Boden kann sich also auch nie wirklich erwärmen. Nach der Schneeschmelze kommt es dann zu hohen Energieverlusten wegen der hohen Verdunstung.
  • Geomorphologisch dominieren frostdynamische Prozesse, die zum Beispiel Frostschutt, Eiskeile, Pingos und Gelifluktionsdecken hervorbringen.
  • Die Böden der polaren/subpolaren Zone nennt man Cryosole. In ihnen findet kaum Bodenbildung statt. Es tritt großflächig Permafrost auf.
  • Hinsichtlich der Flora ist die polare/subpolare Zone sehr artenarm. Bei den Gefäßpflanzen handelt es sich in erster Linie um Chamaephyten und Hemikryptophyten.
  • Die meisten Tiere haben ein weißes Fell bzw. Gefieder.  Bekannte Säugetiere sind z.B. Eisbären, Robben und Schneehasen, nennenswerte Vögel u.a. Tölpel und Alken.
  • Die Ökozone ist sehr dünn besiedelt und wirtschaftlich schwach. Sie verfügt aber über große Rohstoffvorkommen.
  • Der Klimawandel wird die polare/subpolare Zone vor große Veränderungen stellen.

Quellen

Schultz, J. (2016): Die Ökozonen der Erde. Stuttgart (UTB). 

Titelfoto: https://pxhere.com/de/photo/940564 – Frei für den persönlichen und kommerziellen Gebrauch

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