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Retrogressive thaw slumps (RTSs) are among the most active thermokarst landforms in the Arctic and deliver a large amount of material to the Arctic Ocean. However, their contribution to the organic carbon (OC) budget is unknown. We provide the first estimate of the contribution of RTSs to the nearshore OC budget of the Yukon Coast, Canada, and describe the evolution of coastal RTSs between 1952 and 2011 in this area. We (1) describe the evolution of RTSs between 1952 and 2011; (2) calculate the volume of eroded material and stocks of OC mobilized through slumping, including soil organic carbon (SOC) and dissolved organic carbon (DOC); and (3) estimate the OC fluxes mobilized through slumping between 1972 and 2011. We identified RTSs using high- resolution satellite imagery from 2011 and geocoded aerial photographs from 1952 and 1972. To estimate the volume of eroded material, we applied spline interpolation on an airborne lidar dataset acquired in July 2013. We inferred the stocks of mobilized SOC and DOC from existing related literature. Our results show a 73% increase in the number of RTSs and 14% areal expansion between 1952 and 2011. In the study area, RTSs displaced at least 16.6 x 10(6) m(3) of material, 53% of which was ice, and mobilized 145.9 x 10(6) kg of OC. Between 1972 and 2011, 49 RTSs displaced 8.6 x 10(3) m(3) yr(-1) of material, adding 0.6% to the OC flux released by coastal retreat along the Yukon Coast. Our results show that the contribution of RTSs to the nearshore OC budget is non-negligible and should be included when estimating the quantity of OC released from the Arctic coast to the ocean.
Veränderungen im thermalen Regime des Permafrosts verursachen Störungen der Erdoberfläche. Diese Veränderungen werden durch die in der Arktis seit Jahrzehnten ansteigenden Temperaturen verstärkt. Thermokarst ist ein Prozess, welcher die Erdoberfläche durch Schmelzen von Grundeis, oder Auftauen von Permafrost absacken lässt, wodurch charakteristische Landformen entstehen. Thermokarst ist vor allem entlang von Hängen weit verbreitet und die Anzahl der damit verbundenen Landformen in der Arktis steigt stetig an. Dieser Prozess mobilisiert große Mengen an Material, welche in Richtung Meer transportiert oder entlang von Hängen akkumuliert werden. Während entlang von Hängen auftretender Thermokarst terrestrische sowie aquatische Ökosysteme stark verändert, ist dessen Einfluss auf regionaler Skala zurzeit noch Gegenstand der Forschung.
In dieser Arbeit quantifizieren wir die Auswirkungen von Thermokarstprozessen entlang von Hängen auf die umliegenden Ökosysteme der küstennahen Täler und Nahküstenbereiche entlang der Yukon Küste in Kanada. Mittels überwachtem maschinellen Lernen haben wir geomorphische Faktoren identifiziert, welche die Entwicklung von retrogressiven Auftaurutschungen (RTS) begünstigen. RTS sind eine Erscheinungsform von Thermokarst entlang von Hängen. Die Küstengeomorphologie, sowie der Grundeistyp und -inhalt sind die wesentlichen bestimmenden Faktoren für das Auftreten von RTS. Wir haben Luftbildaufnahmen und Satellitenbilder genutzt, um die Evolution von RTS im Zeitraum von 1952 bis 2011 zu verfolgen. Während dieser Zeit ist die Anzahl und Ausdehnung von RTS linear angestiegen. Wir zeigen, dass 56% der RTS welche entlang der Küste in 2011 identifiziert wurden, 16.6 × 106 m3 an Material erodiert haben. Hiervon wurden 45% durch Küstenprozesse entlang der Küste transportiert. RTS tragen wesentlich zu dem Kohlenstoff-Budget des Nahküstenbereiches bei: 17% der in 2011 identifizierten RTS, haben 0.6% des organischen Kohlenstoffes transportiert, welcher durch Küstenerosion entlang der Yukon Küste jährlich freigesetzt wird. Um den Einfluss von Thermokarst entlang von Hängen auf das terrestrische Ökosystem zu beurteilen, haben wir die räumliche Verteilung von organischem Bodenkohlenstoff und Stickstoff (SOC, TN) entlang von Hangprofilen in drei arktischen Tälern analysiert.Wir weisen auf eine hohe räumliche Variabilität in der Verteilung von SOC und TN hin, welche auf komplexe Bodenprozesse zurückzuführen ist, welche entlang von Hängen auftreten. Thermokarst entlang von Hängen hat einen großen Einfluss auf die Degradierung von organischem Material und die Speicherung von SOC und TN.