In Permafrostgebieten wie der Arktis, Antarktis oder den Hochgebirgen sind zwischen 1.300 und 1.600 Gigatonnen Kohlenstoff gespeichert, etwa doppelt so viel wie in der gesamten Erdatmosphäre (etwa 800 Gigatonnen): Beim durch den Klimawandel beschleunigten Auftauen der Permafrostböden wird dieser als Treibhausgas Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Das Auftauen von Permafrostböden gilt als eines der bedeutendsten Kippelemente der globalen Erwärmung...
... Langfristig wird ein Auftauen in noch wesentlich größerem Ausmaß befürchtet, da die Klimamodelle eine weit überdurchschnittliche Erwärmung in der Arktis voraussagen. Einige Wissenschaftler nehmen an, dass es zu einer positiven Rückkopplung kommen könnte, da in den dauerhaft gefrorenen Böden als Biomasse gebundener Kohlenstoff in großer Menge vorhanden ist, der beim Abtauen und Abbau der Biomasse als Treibhausgas Kohlendioxid an die Atmosphäre abgegeben würde.
Darüber hinaus wird in diesem Fall in Permafrostböden in großen Mengen gebundenes Methan in die Atmosphäre entweichen. Dieser Vorgang wäre eine Verstärkung der Erwärmung, da das Treibhauspotenzial von Methan etwa 25-mal so groß ist wie das von CO2. Nach einer Untersuchung aus dem Jahr 2009 beträgt dieser Faktor sogar 33, wenn Wechselwirkungen mit atmosphärischen Aerosolen berücksichtigt werden. Die wirtschaftlichen Folgekosten alleine der Freisetzung von Methangas beim Abtauen des Permafrosts unter der Ostsibirischen See (Arktis) im Zuge der Klimaerwärmung werden auf weltweit 60 Billionen US-Dollar geschätzt. Aufgrund der geringen Permafrostausdehnung in der Antarktik und wegen der Tatsache, dass "Klimaänderungen in der kontinentalen Antarktis wesentlich langsamer" ablaufen als in der Arktis, stellt der antarktische Permafrost keine klimarelevante Gefahr von Treibhausgasemissionen dar.
Neben Kohlendioxid und Methan wird durch das Abtauen zunehmend auch Lachgas freigesetzt, dessen Treibhauspotential über 100 Jahre ca. 300-mal höher ist als das von Kohlendioxid. Durch eine weitere Erwärmung kann sich die Arktis demnach von einer bisher vernachlässigbaren Quelle zu einer kleinen, aber bedeutsamen Quelle für globale Lachgasemissionen wandeln.
