Pourquoi avoir choisi de réaliser un film sur une station de ski?
Benoît Dietrich: Il y a en Suisse un vrai besoin de repenser notre relation à la montagne. Comment la percevait-on il y a 200 ans? Comment ces hameaux, autrefois modestes et soumis à des conditions climatiques difficiles, sont-ils devenus des villes sur la neige, dépendant exclusivement d’une activité économique?

Stefano Christen: Il y a deux siècles, la montagne inspirait la crainte. Aujourd’hui, nous n’en tirons que des bénéfices. Dans le contexte du réchauffement climatique, il est essentiel de se poser cette question: quelle place voulons-nous donner à la montagne dans nos vies, notamment d’un point de vue culturel?

Mais pourquoi avoir opté pour le docu-fiction?
Benoît Dietrich: A l’ère des fake news, il devient très difficile de distinguer le vrai du faux. On se questionne rarement sur l’origine des images que l’on regarde. Qui me parle? Pourquoi me suggère-t-on de visionner ce film? Quelles idées véhicule-t-il? Qu’est-ce qui est réel, qu’est-ce qui ne l’est pas? Avec notre collectif, nous trouvons intéressant de jouer avec cette frontière entre réalité et fiction.

Stefano Christen: Se poser ce genre de questions est essentiel, pas seulement pour notre film, mais de manière générale. C’est un aspect qui nous tient particulièrement à cœur.

Vous êtes les lauréats d’une bourse de soutien financier de la Ville de Fribourg et vous êtes en résidence à l’Université de Fribourg. Qu’est-ce que cela vous apporte?
Benoît Dietrich: Dans les milieux artistiques, les phases de recherche sont rarement financées. C’est donc une opportunité incroyable. Nous avons la possibilité de prendre du temps pour développer notre projet en profondeur, ce qui le rendra beaucoup plus solide par la suite.

Et concrètement, comment cela se traduit-il?
Benoît Dietrich: Nous réalisons des essais avec des acteurs et actrices, nous testons le montage pour voir ce que nous pouvons créer de nouveau. Notre objectif est de capter l’attention du public, pour qu’il s’interroge en permanence sur ce qui est vrai ou non, sur ce qui existe ou n’existe pas.

Pour approfondir votre thématique, vous avez rencontré des glaciologues de l’Université de Fribourg. Quelle a été leur réaction?
Stefano Christen: Les scientifiques ont été très intéressés par notre démarche, car elle leur offrait un regard extérieur et différent sur leur travail, qui est souvent très rigoureux et méthodique. Nous, en tant qu’artistes, apportons une approche plus sensible, qui parlera autrement au public.

Vous souhaitez réaliser un court-métrage d’une dizaine de minutes. Quand pourra-t-on le voir?
Benoît Dietrich: Si tout se passe bien, dans un peu plus d’un an. Mais avant cela, nous devons obtenir un financement, ce qui est loin d’être simple. Nous devons rédiger un dossier d’environ 70 pages, incluant le scénario, des notes d’intention, de production, ainsi qu’un budget détaillé. Tout cela prend du temps, et il est difficile à trouver, car nous devons accepter d’autres projets alimentaires qui viennent interférer avec cette étape cruciale.

Stefano Christen: Les glaciologues avec qui nous travaillons connaissent la même réalité : parfois, ils cherchent sans succès. Cette résidence nous permet donc de dépasser nos limitations habituelles. C’est une formidable opportunité pour repousser les frontières de notre créativité!

• de la ville de Fribourg

Le dernier rapport des experts du GIEC est aussi formel qu’alarmant: la capacité d’adaptation de la nature au réchauffement climatique est de plus en plus dépassée. Dans de nombreux endroits de la planète, notamment dans la Corne de l’Afrique, l’aridité accrue provoque déjà de graves crises alimentaires. Pour faire face à cette menace, l’équipe de la biologiste Ora Hazak recherche les gènes qui, chez certaines plantes, pourraient contribuer à les rendre plus résistantes à des périodes de sécheresse plus fréquentes et sévères. «C’est notre rêve, avoue sans fard la chercheuse, face à l’urgence, il convient de comprendre comment les plantes parviennent, au niveau génétique, à s’adapter à un stress hydrique prolongé».

Traiter le problème par la racine
Ora Hazak a choisi pour organismes modèles Solanum lycopersicum, autrement dit la tomate, et Arabidopsis thaliana, une plante modèle de laboratoire. Avec son équipe, elle s’intéresse en particulier aux mécanismes moléculaires qui gouvernent la croissance et l’adaptation de leurs racines. Logique, en somme, puisque c’est cette partie de la plante qui a pour fonction de capter l’eau et les minéraux indispensables à sa croissance. Or, en cas de sécheresse ou lorsque le taux de salinité s’avère trop élevé, ce transport des substances vitales depuis les parties souterraines de la plante vers ses parties aériennes est entravé. Pour y remédier, Ora Hazak et son équipe souhaitent rendre la plante plus résiliente en agissant sur une famille de gènes impliqués dans le développement des tissus vasculaires qui transportent la sève dans les racines. La première étape, et non des moindres, est d’identifier ces derniers.

Une myriade de nouveaux gènes
Alors que 32 de ces gènes avaient déjà été identifiés chez Arabidopsis thaliana, il fallait encore découvrir ceux de la tomate, chez qui ces gènes restaient relativement méconnus malgré son importance pour le maraîchage. «En raison de leur petite taille, nous ne connaissions qu’une poignée de ces gènes, explique Samy Carbonnel, post-doctorant dans l’équipe d’Ora Hazak, c’est grâce à un travail minutieux et des analyses bioinformatiques poussées, en collaboration avec le bioinformaticien Laurent Falquet, que nous avons pu identifier 37 nouveaux gènes, dits CLE, dans le génome de la tomate». Grâce à des bases de données partagées, l’équipe de biologistes a ensuite pu identifier les tissus où ces gènes sont actifs.

Un intérêt international
A l’avenir, la méthode développée par S. Carbonnel et L. Falquet pourra être utilisée pour identifier d’autres gènes essentiels au développement de nombreuses plantes alimentaires. Elle suscite déjà un vif intérêt de la communauté scientifique. «Aussitôt nos résultats rendus publics, nous avons reçu de nombreuses demandes pour connaître la liste des gènes et leur emplacement exact dans le génome», se réjouit Ora Hazak.
La prochaine étape consiste à déterminer le rôle précis de ces gènes dans le fonctionnement des racines de tomate. «Nous voyons par exemple un gène dont l’expression augmente fortement en conditions de sécheresse. Nous voulons maintenant connaître la fonction de ce gène, est ce qu’il permet une meilleure résistance de la plante à l’aridité?» se demandent les biologistes. Pour répondre à ces questions, la méthode est aussi «simple» que laborieuse: il suffit de désactiver un gène après l’autre et d’observer l’effet sur le phénotype de la plante ou, en d’autres termes, l’impact de cette manipulation sur son fonctionnement. Mais «cela prend énormément de temps, environ un an et demi, soupire Ora Hazak, car il faut faire germer les graines, sélectionner les bonnes cellules pour produire un «cal». A partir de ce cal, un petit amas de cellules, on crée de nouveaux plants que l’on peut ensuite faire pousser dans différentes conditions pour mimer un stress hydrique ou osmotique».
A l’instar des agriculteurs, les chercheurs doivent laisser le temps au temps. L’équipe de biologistes de l’Université de Fribourg a cependant déjà pu démontrer l’importance que revêtent certains gènes CLE dans le développement des plantes, notamment en cas de stress hydrique. «Il est donc possible que dans le futur nous puissions utiliser ces résultats pour développer des plantes modifiées capables de mieux résister à des épisodes de sécheresse intense», conclut S. Carbonnel.

Production de plants de tomates transgénique : mode d’emploi

Pour la production des plants de tomates transgéniques, des cellules sont prélevées sur les cotylédons (les premières feuilles qui apparaissent après la germination), puis transformées par co-culture avec des bactéries transportant les gènes voulus. Ensuite un cal se forme, à partir duquel de nouveaux plants sont régénérés.

 

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• Hazak Group

Le névé du Col Gnifetti a beau n’être pas aussi célèbre que les belles langues glaciaires d’Aletsch ou de la Mer de Glace, il n’en possède pas moins des atouts qui le rendent unique aux yeux des glaciologues. Il suffit d’effectuer un carottage au travers de ses strates, dont l’épaisseur cumulée dépasse par endroit les 100 mètres, pour remonter très loin, très très loin dans le temps, jusqu’à 19’000 ans, à une époque où des artistes du Paléolithique supérieur peignaient des aurochs sur les parois de la grotte de Lascaux. Vertigineux!

Installation d’une station de monitorage sur le glacier. Preuve de l’inhospitalité du site, elle sera endommagée par la foudre peu après.

Cette particularité, le névé du Col Gnifetti la doit à sa localisation à très haute altitude et aux très faibles accumulations de neige, vite emportée par les vents tempétueux. Juché à plus de 4000m, il est ce que les spécialistes nomment un névé froid, par opposition au névé tempéré, autrement dit une accumulation de neige dont la température n’atteint que rarement les 0°c. «L’eau ne s’y écoule jamais, sauf à de rares périodes de grandes chaleurs estivales et uniquement en surface, explique Enrico Mattea, c’est ce qui fait que le glacier du Col Gnifetti est si propice à l’étude de l’histoire du climat. Ses couches, très minces, ne subissent pas de perturbations liées à la percolation d’eau.» De par sa situation en plein cœur de l’Europe, ses glaces constituent également une archive précieuse de l’impact des activités anthropiques, notamment de la pollution qui s’y dépose strate après strate, année après année. Le glacier du Col Gnifetti a donc beaucoup de choses à raconter et, de ce fait, compte parmi les structures glaciaires les plus étudiées des Alpes depuis un demi-siècle.

Etude de glacier in silico
Grâce à la puissance des ordinateurs modernes, Enrico Mattea, qui est titulaire d’un Bachelor en physique de l’Université de Milan, a pu modéliser le glacier en incluant une quantité de paramètres inimaginable par le passé: «Il existait déjà des modèles mathématiques simples, réalisés dans les années 1980 mais, dans mon mémoire de master, j’ai pu représenter chaque couche, même les plus fines, avec les équations les plus avancées de la physique.» C’est ainsi la première fois qu’un modèle d’une aussi grande complexité, développé à l’origine pour étudier les glaciers de l’Arctique, a été appliqué à un glacier froid des Alpes. «J’ai dû faire un important travail d’ajustement des équations du modèle originel, puisque la distribution de la neige et les échanges de chaleur diffèrent sensiblement d’une région à l’autre.»

Enrico Mattea a passé des centaines de jours derrière l’ordinateur, mais s’est tout de même rendu deux fois sur le glacier du Col Gnifetti.

Un modèle très précis
Pour soumettre son modèle à l’épreuve de la réalité, Enrico Mattea a utilisé les données fournies par l’observatoire météorologique de la cabane Reine Marguerite, refuge le plus élevé des Alpes (4554m), à proximité immédiate du Col Gnifetti. « C’est un point très important car, à de telles altitudes, il s’avère particulièrement difficile d’avoir de bonnes données météorologiques. Or, c’est bien le climat et son évolution qui vont déterminer la température du glacier!». A partir de ces données, couvrant une période allant de 2003 à 2018, le modèle a pu prévoir la température de la glace à différentes profondeurs avec une précision de 1 à 1,5 degré celsius. «On est très satisfait de cette petite marge d’erreur, sourit Enrico Mattea, et elle s’explique aisément: malgré sa complexité, le modèle ne peut pas prendre en compte tous les processus à l’œuvre. La perfection n’existe pas.»

Massif du Mont Rose et glacier du Gorner, paradis des glaciologues

Modèle universel?
Le chercheur de la Faculté des sciences et de médecine de l’Université de Fribourg souhaite maintenant voir si ce modèle s’avère transposable aux autres glaciers alpins, notamment au sommet du Grand Combin, un autre site idéal pour les carottages. «Les glaciers suivent l’évolution du climat. Si les températures s’élèvent, la neige de surface risque de fondre. L’eau ainsi formée, en s’écoulant, va perturber les couches sous-jacentes et rendre difficile les forages. Le modèle doit nous aider à déterminer quand et où ce point de bascule va survenir.» Enrico Mattea envisage d’esquisser différent scénarios climatiques en fonction des mesures de protection du climat qui seront prises… ou pas, afin de voir l’effet sur le glacier jusque vers les années 2100. Que l’on se rassure toutefois, le glacier de Gnifetti n’est pas prêt de disparaître. La majestueuse langue du glacier du Gorner, située en aval, y passera en premier. En revanche, le réchauffement des glaces du Gnifetti risque d’effacer, en les rendant inexploitables, les inestimables archives qu’elles recèlent, rien de moins que les plus anciennes glaces des Alpes. Le chercheur concède volontiers qu’il est difficile de prévoir l’évolution futur du névé, même s’il s’imagine que celui-ci pourrait, dans un premier temps, évoluer de l’état froid vers celui d’un glacier polythermal, autrement dit, avec certaines zones qui resteront froides tandis que d’autres deviendront plus tempérées. «Une chose est certaine, s’empresse-t-il d’ajouter, le temps est compté et il vaut mieux faire ce travail de modélisation maintenant que dans 50 ans.»

• Lire l’étude:
• Photos: Horst Machguth

Dans la foulée de l’Accord de Paris de 2015, qui vise à limiter à 1,5 degré l’élévation générale de la température par rapport à l’ère préindustrielle, les gouvernements nationaux y vont chacun de leurs objectifs climatiques. Or, plus la notion d’urgence environnementale s’impose dans l’esprit collectif, plus une constatation fait son chemin: pour parvenir à contenir drastiquement le réchauffement, il ne suffira pas aux habitants de la planète de réduire leurs émissions. Selon de nombreux scientifiques et politiciens, le recours à des interventions techniques à grande échelle visant à agir directement sur le système climatique est inévitable.
Parfois réunies sous le terme de «géo-ingénierie», ces techniques peuvent être séparées en deux grandes catégories. La plus extrême – et par conséquent la plus controversée – contient les technologies de gestion du rayonnement solaire, ou SRM. Elles cherchent à lutter contre l’un des symptômes du changement climatique, le réchauffement. Pour y parvenir, la réflexion du rayonnement solaire est augmentée artificiellement dans l’atmosphère ou à la surface de la Terre. Parmi les technologies utilisées figure l’introduction d’aérosols dans les couches supérieures de l’atmosphère ou encore l’éclaircissement des nuages grâce à l’ajout de germes de condensation.
La seconde catégorie réunit les technologies visant à éliminer certaines émissions de CO₂ liées aux activités humaines de l’atmosphère. Elles sont communément appelées technologies d’émission négative, ou NET, et ont pour but de contrer la principale cause du changement climatique. En septembre 2020, le Conseil fédéral a rendu un rapport en réponse à un postulat déposé au Conseil national. Il estime qu’il est devenu indispensable de produire des émissions négatives pour atteindre les objectifs climatiques, qu’ils soient internationaux (contenir le réchauffement climatique à 1,5 degré) ou nationaux (atteindre la neutralité carbone d’ici 2050). Par contre, à l’image de celle de la plupart des autres pays, la politique climatique de la Suisse n’intègre pas activement le SRM, jugé trop risqué et pas assez durable.

Science-fiction?
Assistante diplômée auprès de l’Institut UniFR_ESH (����Volg Environmental Sciences and Humanities Institute), Hanna Schübel rappelle que les NET recoupent diverses techniques de captage du CO₂. «La plus simple et la plus intuitive est celle du reboisement», précise-t-elle. Parmi les autres voies explorées figure la filtration directe du CO₂ dans l’air, telle que la pratique la très médiatisée start-up zurichoise Climeworks. «Il s’agit d’une piste intéressante; mais il reste des problèmes à régler, notamment celui du stockage à long terme.» Elle aussi souvent évoquée, la BECCS (bioénergie avec captage et stockage du carbone), qui combine en quelque sorte les deux technologies pré-citées, pose pour sa part «la question des éventuels risques environnementaux, notamment au niveau de la biodiversité».
Les NET comportent donc plusieurs zones d’ombre. Au point que leurs détracteurs n’hésitent pas à dire qu’elles relèvent de la science-fiction. «Les technologies d’émission négative sont bien réelles», rétorque Hanna Schübel. Reste que pour l’heure, elles n’ont été testées qu’à petite échelle. «Leur mise en œuvre pratique est encore lacunaire; il manque notamment des infrastructures et, dans certains cas, un cadre légal.» La doctorante, qui rédige une thèse sur les aspects éthiques liés à la gouvernance des NET, cite l’exemple de la sécurité alimentaire. «Si l’on prend les cas de la BECCS ou du reboisement: ces technologies étant très gourmandes en terres, il y a dès lors mise en compétition avec l’agriculture.» Dans certaines régions du monde, l’accès déjà difficile à la nourriture pourrait devenir encore plus délicat; et les inégalités à l’échelle mondiale s’en trouver renforcées.

Maintenir les efforts de réduction des émissions
Dans ce contexte, la chercheuse souligne l’importance d’une vision globale de la problématique. Soucieux d’inscrire – entre autres – les défis éthiques posés par la géo-ingénierie en matière de sécurité alimentaire, l’Institut UniFR_ESH s’est chargé de l’organisation de l’édition 2021 du congrès de l’EurSafe, la European Society of Agricultural and Food Ethics. Lors de cette conférence internationale et interdisciplinaire – qui s’est tenue en ligne, Covid-19 oblige –, plus de 60 présentations et débats ont été proposés aux participants. Ils portaient sur des thèmes tels que la sécurité alimentaire dans un contexte de réduction des émissions, l’adaptation de l’agriculture pour garantir la sécurité alimentaire ou encore la géo-ingénierie et son impact sur l’agriculture et la terre.
De façon plus large, parmi les autres problématiques qui occupent les spécialistes de l’éthique du climat – une discipline scientifique qui ne date que d’une vingtaine d’années – figure celle des risques potentiels que représentent les NET pour les générations futures, notamment celui du stockage à grande échelle de CO₂. Ou encore la question des lieux d’implantation des installations de filtrage, captage et stockage, «pour éviter que les petits émetteurs ne trinquent pour les grands, renforçant encore la fracture Nord-Sud». Sans oublier l’importance de sensibiliser au fait que même s’il existe des technologies permettant d’intervenir directement sur le climat, «elles ne remplacent en aucun cas les efforts de réduction des émissions de CO₂», insiste Hanna Schübel. Ces technologies «ne doivent être envisagées que pour éliminer les émissions que nous ne pouvons pas éviter». Ce d’autant que leur application concrète comporte encore de nombreux points d’interrogation.

Hanna Schübel est doctorante et assistante diplômée auprès de l’Institut UniFR_ESH (����Volg Environmental Sciences and Humanities Institute). Baptisé «Ethics in Governing Negative Emission Technologies», son projet de thèse porte sur la question de la gouvernance des technologies d’émission négative et leur implication en termes de responsabilité morale individuelle. Parallèlement à l’éthique du climat, Hanna Schübel s’intéresse en particulier à la sécurité alimentaire, à l’éthique numérique et à la biodiversité.

Episode 3. Mathilda vom Klimastreik Appenzell und St. Gallen hat ihren Aktivismus nach Freiburg mitgenommen. In diesem Podcast spricht sie über Ziele und zivilen Ungehorsam – ganz gesittet.

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• Das ist diese ganz besondere Ecke der Unifr. Ein soziokulturelles Zentrum von und für Studierende und noch Vieles mehr. Aber schauen Sie doch selbst auf und !

Benno Staub, der Permafrost ist seit Jahren im Schmelzen begriffen…
Da Permafrost nicht zwingend Eis enthalten muss, spricht man eher vom «Auftauen» als vom «Schmelzen» des Permafrosts. Zudem ist Permafrost rein thermisch definiert als «dauerhaft gefrorener Boden». Stark vereinfacht gleicht der Auftauprozess des Permafrosts folgender Alltagssituation: Ein Brot wird aus dem Gefrierfach genommen und bei Raumtemperatur aufgetaut. Von aussen nach innen nimmt die Temperatur stetig zu, allfällig vorhandenes Eis wird beim Überschreiten des Schmelzpunkts zu Wasser. Dass der Gebirgs-Permafrost in der Schweiz langsam aber stetig wärmer wird und in immer grössere Tiefen auftaut, belegen diverse Messungen, welche im Rahmen des Schweizer Permafrostmessnetzes PERMOS durchgeführt werden.

Was sagen denn die jüngsten Zahlen?
Den direkten Beweis für die Erwärmung des Permafrosts liefern Temperaturmessungen in knapp 30 Bohrlöchern mit maximalen Erwärmungsraten von über +0.5 °C innerhalb der letzten 5 Jahre. An warmen Standorten mit Bodentemperaturen nahe des Schmelzpunkts ist die Temperaturveränderung zwar viel geringer (wenige Hundertstelgrad pro Jahr), beispielsweise am Schilthorn (2910 m ü.M.) in den Berner Alpen. Dies liegt hauptsächlich an der so genannten «latenten Wärmeenergie» , welche für die Schmelze von Eis aufgewendet werden muss. Dennoch zeigen geophysikalische Messungen an demselben Standort seit Jahren eine Abnahme der elektrischen Widerstände im Boden – nie wurden in den letzten 16 Jahren tiefere Werte gemessen als 2015 und 2016: Dies ist ein Hinweis für ein Ansteigen des relativen Anteils flüssigen Wassers im Permafrost. D.h. die Veränderungen beschränken sich nicht auf die Bodentemperatur! Eine weitere direkt an der Oberfläche sichtbare Veränderung ist die aussergewöhnlich Bewegungsaktivität von Blockgletschern: Diese aus Gesteinsblöcken und Eis bestehenden Schuttmassen kriechen seit einigen Jahren um ein Vielfaches schneller talwärts als noch vor 20 Jahren, derzeit vielerorts mit mehreren Metern pro Jahr. Zum Vergleich: In vielen Lehrbüchern ist zu lesen, dass sich Blockgletscher bloss einige Zentimeter pro Jahr bewegen…

Wird sich die Gebirgslandschaft also grundlegend verändern?
Wie allgemein in der Umwelt geschehen die Veränderungen in Reaktion auf die Klimaerwärmung auch im Permafrost nicht von heute auf morgen und sind zusätzlich von kurzfristigen Witterungseinflüssen überlagert. Schwankungen der Lufttemperatur, Sonneneinstrahlung und der Schneefälle führen zu einer hohen Variabilität der Bodenoberflächentemperatur und machen uns Forschern die Arbeit nicht gerade leicht. Doch gehen wir zurück zum Alltagsbeispiel: Wer das gefrorene Brot unmittelbar nach der Entnahme aus dem Gefrierfach verzehren will, stellt fest: Dieser Prozess braucht Zeit. Auch wenn die Kruste schon weich ist, kann das Brot im Innern noch steinhart gefroren sein. Übertragen auf die Erwärmung des Permafrosts in unseren Bergen braucht es sogar sehr viel Zeit, denn mit zunehmender Tiefe verzögert sich der Temperaturanstieg gegenüber der Oberfläche. In zehn Metern Tiefe sind Temperaturschwankungen gegenüber der Oberfläche etwa sechs Monate verzögert, in 20 Metern beinahe ein Jahr. In grösserer Tiefe sind die Temperaturen deshalb immer durch die Witterungsverhältnisse der Vergangenheit mitbeeinflusst.

Der Boden als Langzeitgedächtnis?
Könnte man so sagen. Das gegenwärtige Klima ist nicht mit den langfristigen Bedingungen der letzten 150 Jahre vergleichbar. Die in Bohrlöchern gemessenen Temperaturen zeigen über die letzten 10-20 Jahre eine markante Erwärmung in der Tiefe. Dieser Erwärmungstrend ist stärker ausgeprägt als an der Bodenoberfläche und an den eher kalten Standorten mit Temperaturen unter -1°C besonders deutlich sichtbar. So ist zum Beispiel die Bodentemperatur am Gipfel des Stockhorns (3400 m) bei Zermatt (VS) in den letzten fünf Jahren von -2.6 auf -2.0 °C angestiegen – eine sehr schnelle Temperaturänderung in 20 Metern Tiefe. Ursache sind die seit 2009 anhaltend warmen Bedingungen an der Bodenoberfläche.

Liesse sich dieser Erwärmungstrend überhaupt stoppen oder zumindest bremsen?
Dass es möglich ist, den Erwärmungstrend im Permafrost kurzzeitig zu unterbrechen, haben die extrem kalten und schneearmen Winter 2004/05 bis 2006/07 gezeigt: Damals stagnierten die Temperaturen zwischenzeitlich, sogar in 20 Metern Tiefe. Eine nachhaltige Abkühlung bis in tiefere Bodenschichten erfordert anhaltend kalte Bedingungen an der Bodenoberfläche. Hierfür spielt der Schnee eine Schlüsselrolle – aber mehr dazu später. In Anbetracht der fortschreitenden Klimaerwärmung scheint mittel- und längerfristig eine Trendumkehr zu stagnierenden oder abkühlenden Permafrosttemperaturen illusorisch. Zu gross ist das Ungleichgewicht zwischen dem Permafrost und der Temperatur an der Bodenoberfläche – in unseren Alpen ebenso wie im hohen Norden. Es gibt keine wissenschaftlichen Hinweise auf ein Ende dieses Erwärmungstrends, denn die Klimaerwärmung schreitet voran. An vielen unserer Messstandorte in den Alpen sind sowohl die Lufttemperaturen als auch die oberflächennahen Bodentemperaturen heute im Jahresmittel positiv, dies auf über 2500 m ü.M.! Wollen wir die Erwärmung des Permafrosts in Grenzen halten, so müssten wir primär die Klimaerwärmung bekämpfen. Mit einem möglichst nachhaltigen Lebensstil können wir dazu auch als Individuen einen wichtigen Beitrag leisten.

Welche Bedingungen sind günstig für den Permafrost?
Kommen wir zurück zum Schnee: Unsere Messungen zeigen, dass die Zeitpunkte des Einschneiens im Frühwinter und des Ausaperns im Sommer entscheidend sind für die Variabilität der Temperaturen an der Bodenoberfläche von Jahr zu Jahr. Mit seinem hohen Gehalt an Luft ist Neuschnee ein guter thermischer Isolator. Fällt er früh, z.B. schon im September oder Oktober, verbleibt die während des Sommers gespeicherte Wärme im Boden. Fällt der Schnee spät, so kann der Boden diese Wärme an die Luft abgeben. Besonders effektiv ist dies bei wolkenlosem Himmel in der Nacht durch maximale langwellige Abstrahlung. Auch im Frühjahr und im Sommer beeinflusst Schnee die Bodentemperatur, diesmal jedoch umgekehrt: Je später der Boden ausapert, desto länger bleibt er vor der sommerlichen Erwärmung geschützt. Dieser Mechanismus gilt für einen Grossteil der von Permafrost beeinflussten Landschaft in der Schweiz. Eine wichtige Ausnahme sind sehr steile oder windexponierte Standorte, an denen nie oder kaum Schnee haften bleibt. Dort entwickelt sich die Temperatur an der Felsoberfläche ähnlich wie jene der Luft. Solche steilen Felswände sind derzeit äusserst warm.

Wie schätzen Sie den Winter 2016/17 ein in Bezug auf den Permafrost?
Während wir im Flachland bei relativ kalten Temperaturen oft im Nebel sassen, war der letzte Dezember in den Bergen ausserordentlich sonnig, warm, trocken und auch nachts meist wolkenlos. In der Höhenlage des Permafrosts auf über 2500 m ü.M. ist die Schneearmut in vielen Regionen noch immer markant. Nahezu ideale Bedingungen also für die winterliche Auskühlung der oberflächennahen Bodenschichten. Ich vermute deshalb, dass ein Grossteil der über 250 aktiven Temperaturlogger derzeit eher tiefe Oberflächentemperaturen registrieren. Quantifizieren lässt sich dies jedoch erst im nächsten Sommer, wenn der Schnee geschmolzen ist und die Daten ausgelesen wurden.

Entwicklung der Lufttemperatur im Hochgebirge seit 1900 im Vergleich mit ausgewählten Bohrlochtemperaturen und photogrammetrisch rekonstruierten Blockgletscherbewegungen

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• Fotos: Luc Braillard, Reynald Delaloye, Jeannette Noetzli, Benno Staub
• von Dr. Benno Staub
• (PERMOS)

«Que l’on s’en émeuve ou pas, cette disparition progressive et programmée du français à l’Université de Zurich traduit aussi une crise identitaire de la Suisse. Mais plus encore, elle prive des centaines d’étudiants de s’ouvrir à l’Europe. N’est-ce pas par la pratique des deux langues nationales les plus parlées au sein de l’Union européenne que les Suisses font preuve d’un esprit d’ouverture?»

–, professeur en , 29.08.2016

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«Nur wer exakt weiss, wo sich der Fahrer in unmittelbarer Nähe aufhält oder dessen Telefonnummer bereits kennt, muss ihn vorgängig kontaktieren und dazu anhalten, sein Auto wegzuschaffen.»

– Arnold Rusch, Professor am , zu Falschparkierern, , 28.8.2016

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«En Suisse, les standards de recherche sur les animaux sont très élevés et la surveillance très stricte. Une interdiction conduirait à l’exportation des expérimentations dans des pays avec des conditions plus précaires pour les animaux.»

– , professeur au , RTS, , 27.08.2016

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«Le pergélisol est constitué en Suisse de roches fines et de sédiments, qui sont maintenus ensemble par de la glace gelée. Or cette glace joue, en quelque sorte, le rôle de ciment en stabilisant les morceaux de roche. Avec le dégel, nous observons une augmentation des éboulements et des laves torrentielles qui, dans certains cas, menacent des villes et villages.»

– , professeur de , , 27.08.2016

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«Aujourd’hui, il nous semble incroyable que des femmes de 17 ans aient pu être internées dans les années 1960 encore, du simple fait de leur grossesse hors mariage.»

– , professeure au , , 26.08.2016

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«Wenn die Leute einen Fernseher haben, am Abend die Füsse auf den Tisch legen und ein Bier trinken, wenn sie also – einfach gesagt – verbürgerlichen, dann ist es mit der Verbrüderung gegen den Staat gelaufen.»

– Marcel Niggli, Professor für , zum Identitätsproblem der Linken, , 25.8.2016

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«La tradition française, héritée d’Erasme, qui parle des jeux comme d’‹appâts séduisants›, voit dans le jeu une manipulation. On ne voit que la partie superficielle: c’est un jeu, donc ça va motiver les élèves.»

– , professeur au , , 25.08.2016

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«Le marché suisse du jeu vidéo a besoin d’innovation donc c’est toujours génial quand des Romands lancent quelque chose de novateur.»

– , , , 25.08.2016

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«La personne qui n’obtient pas la propriété de l’animal peut alors prétendre à une indemnité qui lui servira par exemple à acheter un autre compagnon à poils. [Par ailleurs], le juge a la possibilité de prévoir un droit de visite».

– Christina Fountoulakis, professeure à la , à propos de la garde d’un animal domestique en cas de séparation, , 23.08.2016

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«Die Fläche des Sees war noch nie so gross. Jedoch verringert sich die Höhe des maximal erreichbaren Seespiegels jedes Jahr ein wenig, da der Gletscher durch die Schmelze langsam absinkt. Gleichzeitig wiederum vergrössert sich parallel dazu das potenzielle Volumen.»

– Dr. , Glaziologe, zum Plaine-Morte-Gletscher, , 20.8.2016

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«La radicalisation ne se limite pas à des signes d’ostentation.»

–, , RTS, , 19.08.2016

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«La burqa et le niqab sont presque devenus un outil politique, un objet de transgression. Une manière de revendiquer visiblement et publiquement sa foi. Sortir avec un voile intégral en France va susciter des réactions, et cela aura tendance à renforcer chez ces femmes le sentiment que la France est islamophobe.»

– , , 20.08.2016

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– , Maîtresse d’enseignement et de recherche au (CERF), RTS la Première, 19.08.2016

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«C’est une catastrophe! Nous formons des générations qui ne seront pas prêtes à faire face aux nouveaux défis de la société, et qui ne connaissent rien aux processus qui vont gouverner nos vies.»

– , professeur au , à propos de l’analphabétisation numérique des jeunes romands, , 18.08.2016

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– , professeur à la , RTS La Première, , 13.08.2016

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«La crédibilité d’un pays est mise à mal quand il annonce que certains accords ne seront plus appliqués.»

– , professeure de , au sujet de l’initiative UDC «Le droit suisse au lieu de juges étrangers», , 11.08.2016

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«Beim Schreiben von Wörtern mit orthografischen Besonderheiten wie Dehnungen, Verdoppelungen oder <z> schnitten die Freiburger Kinder bereits ab der 2. Klasse signifikant schwächer ab als die deutschen.»

– , Professor am , zur Orthografie von Schweizer Schülern, , 10.8.2016

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«Zahlreiche Organismen haben Strukturen entwickelt, die Licht durch Interferenz reflektieren.»

– , Senior Scientist am , zum Schönheitsgeheimnis der Pfauenspinne, , 10.8.2016

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– , professeur au , RTS LA Première, , 09.08.2016

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– , professeure au , RTS La Première, , 05.08.2016

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«Un carré perpétue les distinctions, même dans la mort.»

– , professeur en , à propos des carrés musulmans dans les cimetières, , 05.08.2016

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– , professeur à la , à propos de la robotisation des emplois, RTS, , 02.08.2016

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«Cet intérêt académique est dû au fait que l’utilisation de robots se fait de plus en plus sentir dans notre vie quotidienne. Quant à l’attribution d’un statut de ‹personne électronique›, elle est surtout discutée en relation avec des questions de responsabilité civile ou pénale, lorsque l’utilisation d’un robot cause des dommages corporels ou matériels.»

– Christina Fountoulakis, professeure à la , à propos de l’identité des machines, , 31.07.2016

Benno Staub, wer ist von einem Auftauen des Permafrosts betroffen?
Diese Frage dürfte in verschiedenen Teilen der Welt ganz unterschiedlich beantwortet werden. Bei uns im Alpenraum tritt Permafrost, dauerhaft gefrorener Untergrund, ab ca. 2500m verbreitet auf. Erwärmt sich der Permafrost gegen 0°C, so kann die Stabilität dieses Bodenmaterials abnehmen und die darunter liegenden Gebiete eventuell gefährden, zumindest vorübergehend und lokal. Wo, wie und wann genau es zu erhöhter Steinschlagaktivität oder zu Murgängen kommen kann, ist jedoch kaum vorhersehbar – eine Herausforderung für Alpenländer wie die Schweiz. Die Erwärmung des Untergrunds stellt aber auch Gebiete im hohen Norden vor Probleme: Dort kommt Permafrost oft grossflächig vor und dessen Auftauen gefährdet Infrastruktur, kann die Erosion an Küsten beschleunigen und möglicherweise sehr viel zusätzliches Treibhausgas in die Atmosphäre freisetzen, z.B. wenn Sümpfe in Sibirien bis in grössere Tiefe auftauen. Letzteres würde die Klimaerwärmung zusätzlich beschleunigen, eine sogenannt „positive Rückkoppelung“ mit äusserst negativen Folgen. Einem intakten Permafrost kommt daher, auch aus der Perspektive des Menschen und diverser Ökosysteme, eine grosse Bedeutung zu.

Stehen diese Entwicklungen in direktem Zusammenhang mit dem Klimawandel?
Ja, zumindest auf Zeitskalen von Jahrzehnten bis Jahrhunderten. Die Temperatur im Untergrund wird sich mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung den wärmeren Lufttemperaturen anpassen. Allerdings reagiert der Permafrost träge auf Temperaturschwankungen der Luft, v.a. wenn der Boden viel Feuchtigkeit oder Eis enthält. Die Erwärmung von -3 auf -1°C kann relativ schnell erfolgen, aber das Abschmelzen von Eis benötigt dann sehr viel Energie und Zeit. Dies zeigt sich auch bei den Messungen, welche im Rahmen des Schweizer Permafrostmessnetzes (PERMOS) gemacht werden: Temperaturmessungen in 10-20m Tiefe, zeigen generell eine Erwärmung seit Beginn des Monitorings vor ca. 15-25 Jahren. An kühlen Standorten ist diese Erwärmung deutlicher als im Bereich relativ warmer Bodentemperaturen nahe an 0°C. Die Erwärmung im Untergrund bewirkt auch eine Beschleunigung der Bewegungsaktivität von Blockgletschern (siehe Animation) und zwar überraschend synchron im gesamten Alpenraum. Auch diese Beobachtung zeigt den grossen Einfluss des Klimas auf den Permafrost.

Was sind die direkten Langzeitauswirkungen für uns in der Schweiz?
Wir erleben derzeit die rasanteste Erwärmung der Atmosphäre seit Menschengedenken, eine Trendumkehr ist nicht in Sicht. Aufgrund der Trägheit des Klimasystems und des Energieaustauschs zwischen Atmosphäre und Untergrund ist die Erwärmungstendenz des alpinen Permafrosts kaum mehr zu bremsen. Im Zeitraum der nächsten Dekaden bedeutet dies eine schrittweise Erwärmung des Permafrosts und eine Verschiebung der Permafrostuntergrenze in höhere Lagen. Vor allem in der Übergangszeit von kalt und gefroren zu warm und ungefroren ist eine erhöhte Hanginstabilität und eine Häufung von Steinschlagereignissen möglich, die konkreten Folgen sind aber schwer prognostizierbar. Langfristig, im gänzlich aufgetauten Zustand, könnte sich die Situation dann wiederum beruhigen. Doch im Vergleich zu vielen Gletschern wird der Permafrost dem warmen Klima länger die Stirn bieten, insbesondere wenn er viel Eis enthält.

Die Bewegungen des Gemmi-Blockgletschers im Zeitraffer.

Ist der aufgetaute Permafrost für immer verloren oder kann er auch wieder gefrieren?
In entsprechend kühlen Bedingungen (deutlich unter 0°C) kann sich Permafrost neu bilden oder ausdehnen. Ist zugleich Feuchtigkeit vorhanden, so kann sogar neues Untergrundeis entstehen. In der aktuellen Klimasituation ist dieses Szenario aber unrealistisch, Orte an denen derzeit neuer Permafrost entsteht sind die Ausnahme. Bei uns in den Alpen hat das Gelände einen grossen Einfluss auf das Mikroklima an der Bodenoberfläche. Insbesondere der Zeitpunkt des Einschneiens und des Ausaperns steuert die Temperaturschwankungen im Untergrund in der Zeitskala von Jahren bis Jahrzehnten, denn auf 2500m ü.M. bleibt der Boden im Extremfall nur zwei bis drei Monate schneefrei. Je später der Schneefall im Winter und je später das Ausapern im Sommer, desto intensiver kann der Boden im Vergleich zur Lufttemperatur gekühlt werden. In diesem Sinne war die Schneesituation im Winter 2015/16 bisher „permafrostgünstig“ und kann den Erwärmungseffekt der Hitzeperiode im Sommer 2015 auf den Permafrost teilweise kompensieren. Da aber auch die letzten Jahre sehr warm waren, ändert dies an den derzeit äusserst warmen Bedingungen im Permafrost wenig (Link Medienmitteilung: http://www.unifr.ch/news/de/15486/).

Kontakt: PERMOS Office, Departement für Geowissenschaften, Universität Freiburg, Jeannette Nötzli, +41 81 417 03 75, jeannette.noetzli@slf.ch, Benno Staub, +41 26 300 90 20, benno.staub@unifr.ch