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Durch Nacht und Eis - MOSAiC – eine Expedition zum Epizentrum der globalen Erwärmung

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts auf Arktis-Expedition. Foto: Stefan Hendricks

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts auf Arktis-Expedition. Foto: Stefan Hendricks

Es ist die größte Arktisexpedition aller Zeiten: Ab Herbst wird der deutsche Forschungseisbrecher „Polarstern“ eingefroren durch das Nordpolarmeer driften. Und zwar mit der transpolaren Strömung, der Norweger Fridtjof Nansen vor über hundert Jahren nachgewiesen hatte. Wissenschaftler aus 17 Nationen überwintern in einer Region, die in der Polarnacht normalerweise unerreichbar ist, zeitweise nördlich des 87. Breitengrades. Auf einer 1,5 Meter dicken Eisscholle schlagen sie ihr Forschungscamp auf und verbinden es mit einem kilometerweiten Netz von Messstationen. Auf diese Weise können sie während des Winters erstmals lückenlos Daten in Ozean, Eis,  Atmosphäre und Ökosystem erheben. „Messungen, die wir dringend brauchen, wenn wir den Einfluss der Arktis auf das globale Klima besser verstehen wollen“, sagt Markus Rex, der führende Kopf der Atmosphärenforschung des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) und Professor für Atmosphärenphysik an der Universität Potsdam. Im internationalen Verbund leitet und koordiniert er diese außergewöhnliche Expedition.

Die Zentralarktis gilt als „Epizentrum“ des Klimawandels. Nirgends erwärmt sich die Atmosphäre so rasant wie im hohen Norden, der wiederum das Wettergeschehen in unseren Breiten entscheidend mitbestimmt. Doch wie die steigenden Temperaturen und das dahinschmelzende Eis das Klima tatsächlich verändern werden, können die Wissenschaftler noch nicht präzise sagen. Die bisherigen Modelle schwanken zwischen 5 und 15 Grad höheren Temperaturen in der Arktis bis zum Ende des Jahrhunderts, zwischen weiter andauernder Eisbedeckung und totalem Eisverlust – „jedenfalls wenn wir keine äußerst massive und schnelle Reduktion des weltweiten Ausstoßes von Treibhausgasen erreichen“, bringt Markus Rex das Problem auf den Punkt. Um die fehlenden Daten zu erheben und genauer prognostizieren zu können, nehmen er und seine Kollegen von 70 Instituten aus aller Welt die Strapazen einer Überwinterung in Kälte und Finsternis auf sich – zum ersten Mal überhaupt wird ein moderner Eisbrecher auch im Winter in Nordpolnähe forschen.

Versorgt von Eisbrechern, Helikoptern und Flugzeugen, wird die „Polarstern“ die 100 Wissenschaftler und Besatzungsmitglieder der MOSAiC-Expedition sicher durch das Eis tragen. Bis zum Rand gefüllt mit modernster Technik ist das Schiff aber nicht nur Herberge, sondern auch Laboratorium, mit zahlreichen Außenstationen auf dem Eis. Ein fest installierter Fesselballon, der 1,5 Kilometer in die Höhe reicht, sammelt permanent meteorologische Daten. In umgekehrter Richtung geben Bohrungen in die Tiefe Auskunft über Zusammensetzung, Dicke, Deformationen und Schmelzverhalten des Eises. Was passiert in der Grenzschicht zwischen der Eisoberfläche und der Luft darüber, etwa wenn sich Luft über Rissen im Eis am Ozean erwärmt und weit in die Atmosphäre schießt? Für Markus Rex ist das nur eine von vielen ungeklärten Forschungsfragen. Auch die Eigenschaften arktischer Wolken sind noch kaum verstanden. Um hier Licht ins Dunkel zu bringen, fährt die internationale Forschungscrew alles auf, was sie an Messinstrumenten zu bieten hat: Mit Radar-, Laser- und Mikrowellentechnik versucht sie das über der Zentralarktis klaffende Loch im Datennetz der Klimaforschung zu stopfen. Dank einer ins Eis gebauten Startund Landebahn und mitgebrachter Treibstofftanks können sogar Flugzeuge aufsteigen, um die Region am Nordpol in den Wintermonaten zu durchmessen.

Was die lebensfeindliche Umgebung auf den ersten Blick nicht vermuten lässt, ist ein überaus reiches Ökosystem. Deshalb werden auf der MOSAiC-Expedition auch Biologen an Bord sein, um die Tiere und Mikroorganismen unter dem Eis zu erforschen. „Wo immer im Frühjahr das Eis aufbricht, explodiert das Leben und alles wird grün“, berichtet Markus Rex von früheren Reisen. Was aber machen Krill und Plankton im Winter? Wie überleben sie die vollständige Dunkelheit der langen Polarnacht unter der geschlossenen Eisdecke? Während der Drift wird die Sonne 150 Tage lang nicht über den Horizont steigen. Zeit für die Biologen, mit ihren Messungen unter die Eisoberfläche zu schauen und Antworten zu finden.

Insgesamt ist die „Polarstern“ 350 Tage unterwegs und wird bei einer Driftgeschwindigkeit von sieben Kilometern pro Tag etwa 2.500 Kilometer zurücklegen. Sechsmal wechselt die Besatzung, bevor das Schiff im September 2020 wieder in den Heimathafen einläuft.

Text: Antje Horn-Conrad
Online gestellt: Sabine Schwarz
Kontakt zur Online-Redaktion: onlineredaktionuni-potsdamde