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Die "Polarstern": Der deutsche Forschungseisbrecher wird rund ein Jahr eingefroren im Eis durch das Nordpolarmeer driften.
(Foto: Alfred-Wegener-Institut/Stefan Hendricks )

Es ist die größte Arktis-Forschungsexpedition aller Zeiten: Der Eisbrecher "Polarstern" wird eingefroren im Eis ein Jahr lang durch das Nordpolarmeer driften. Die Forscher an Bord wollen verstehen, welche Rolle die Arktis beim Klimawandel spielt. Und sie wissen: Eine zweite Chance für diese Expedition haben sie nicht.

Nur einige Dutzend Wissenschaftler wohnen an jenem Märztag im norwegischen Ny-Ålesund, einem der nördlichsten Dörfer der Welt, als etwas abgelegen im Fjord ein Mann im eiskalten Wasser treibt. Wie von Geisterhand getragen bleibt sein Körper an der Oberfläche. Der Mann im Wasser ist der Potsdamer Atmosphärenforscher Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Als er vor 27 Jahren zum ersten Mal in dieses Dorf auf Spitzbergen kam, war der Fjord, in dem er jetzt liegt, noch eine Landschaft aus Eis und Schnee. Oft durchquerte Rex sie mit Skiern oder einem Schneemobil. Doch seit etwa zehn Jahren ist der Fjord nicht mehr zugefroren.

Nach ein paar Minuten rudert Markus Rex dann plötzlich mit seinen Armen zum Ufer und schleppt sich an Land. Begeistert geht er auf die Gruppe zu, die ihn die ganze Zeit über gebannt beobachtet hat: "Der ist es", ruft er, "das ist der perfekte Überlebensanzug für unsere Expedition".

Expeditionsleiter Markus Rex.
(Foto: Alfred-Wegener-Institut / Esther Horvath (CC-BY 4.0) )

Für das, was sie vorhaben, werden sie die beste Ausrüstung brauchen: Wo sie hinwollen, werden die Temperaturen noch viel tiefer, die Winde noch viel stärker sein. Am Abend des 20. September werden sie mit dem Eisbrecher "Polarstern" in See stechen. Ihr Ziel ist die zentrale Arktis. Dort wird das Schiff ein Jahr lang eingefroren im Eis entlang des Nordpols driften. Rund 100 Menschen aus 17 Nationen werden an Bord sein, ungefähr alle zwei Monate wechselt die Besatzung. Das Schiff verwandelt sich in eine mobile Polarstation, angetrieben alleine durch die Naturgewalt des Meereises.

(Foto: Alfred-Wegener-Institut / Martin Künsting )

"Epizentrum der globalen Erwärmung"

"Die Arktis ist das Epizentrum der globalen Erwärmung. Doch leider wissen wir noch nicht besonders gut, was das in der Zukunft für uns bedeuten wird", sagt Rex. "Das liegt daran, dass wir kaum Beobachtungen aus der zentralen Arktis haben, aus dem Winter sogar fast gar keine." Rex leitet die Mosaic-Expedition, die zum ersten Mal einen modernen Forschungseisbrecher auch im Winter in die Nähe des Nordpols bringt. Die Klimaprozesse dort sind ein Puzzleteil, das den Forschern fehlt, um bessere Prognosen zum globalen Klimawandel zu erstellen. "Was in der Arktis an Klimaveränderungen passiert, bleibt nicht in der Arktis. Sie ist die große Küche auch für unser Wetter in Mitteleuropa", sagt er.

Wohin genau die Eisdrift das Schiff führen wird, ist ungewiss. Eines aber steht schon heute fest: Eine vergleichbare Expedition wird es kein zweites Mal geben. "Wir sind wahrscheinlich die letzte Generation, die eine ganzjährig von Eis bedeckte Arktis erlebt", sagt Rex. "Wenn es so weitergeht, können wir in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts im Sommer mit einer Jolle vom Hamburger Hafen aus zum Nordpol segeln und dort eine Flasche Champagner aufmachen." Bei Segeljollen dürfte es kaum bleiben: Schon heute durchqueren erste Containerschiffe die Nordostpassage auf dem Weg zwischen Europa und Asien. Am Nordpol, an dessen Bezwingung früher reihenweise Menschen gescheitert sind, entsteht gerade eine andere Welt und niemand weiß genau, wie sich die rasante Erwärmung auf das Ökosystem und das Klima auswirken wird.

In Ny-Ålesund testet die Gruppe derweil den Aufbau eines gigantischen Zeltes, das auf der Expedition einen Fesselballon beherbergen soll. Mit dabei ist Verena Mohaupt. Die Physikerin zählt zur Generation von Polarforscherinnen, die den Fjord am Rande des Dorfes nur als offenes Gewässer kennen. Bei ihr laufen viele Fäden der Expeditionslogistik zusammen, etliche Ausrüstungsteile hat sie ausgesucht, außerdem Pläne erstellt, Handbücher geschrieben und Trainings organisiert. "Als ich diesen Job gerade angenommen hatte, traf ich mich mit Markus Rex auf ein Abendessen in Bremerhaven", erinnert sie sich. "Zum Essen bin ich damals kaum gekommen, stattdessen füllten sich die Seiten meines Blocks." Begriffe wie Treibstoffdepot und Evakuierungswege notierte sie, außerdem die Namen Fedorov, Makarov, Oden und Xuelong II – so heißen die vier Eisbrecher, die die Expedition versorgen und die Teilnehmer austauschen sollen. Am Ende des Abends war ihr klar, dass sie es mit einer logistischen Choreografie zu tun bekommt, wie sie die zentrale Arktis nie zuvor gesehen hat.

Eine Stadt auf dem Eis entsteht

Unvorhergesehenes muss sie immer einplanen: "Vieles können wir erst vor Ort entscheiden." Mit diesem Ort meint sie eine Eisscholle, die zum Anfang der Expedition etwa bei 130 Grad Ost und 85 Grad Nord liegen wird. Sobald der Expeditionsleiter eine Stelle freigibt, an der sich das Schiff einfrieren lässt, und der Kapitän die Maschinen in den Leerlauf stellt, beginnt der spannendste Teil des Vorhabens. Innerhalb weniger Tage errichten die Wissenschaftler eine kleine Forschungsstadt auf dem Eis. Es wird ein steter Wettlauf gegen die Zeit, denn schon bald nach der Ankunft steigt die Sonne kaum noch über den Horizont, bis sie schließlich völlig der Polarnacht weicht. "Während des Aufbaus werden alle mithelfen müssen. Wir bohren dann Löcher, legen Wege an, bauen Zelte auf und verlegen Stromtrassen", sagt Mohaupt.

Rund um die "Polarstern" soll eine kleine Forschungsstadt auf dem Eis entstehen.
(Foto: Alfred-Wegener-Institut / Stephan Schön, Sächsische Zeitung)

Schon heute gibt es eine Art Stadtplan, der vermuten lässt, was sich auf dem Eis abspielen wird. In einem Umkreis von mehreren Hundert Metern um das Schiff sollen Messstationen in die Höhe ragen. Im Winter erstreckt sich sogar eine Landebahn auf dem Eis, die "Polarstern" wird zum Ausgangspunkt für Forschungsflüge. Der Eisbrecher wird zum Zentrum eines Netzes autonomer Messstationen, die sich bis zu 50 Kilometer entfernt befinden.

Der Bremerhavener Meereisphysiker Marcel Nicolaus hat das Forschungscamp auf dem Reißbrett entworfen. Entscheidend sei eine genaue Gebietsaufteilung, sagt er. "Wenn sich niemand an bestimmte Wege und Bereiche halten würde, hätten wir spätestens im Sommer keine ungenutzte Fläche mehr" - dabei ist unberührtes Eis wichtig für die Forschung. Außerdem soll es rund um das Schiff Bereiche geben, die nicht ausgeleuchtet werden, damit Biologen das Verhalten der Lebewesen in der Dunkelheit frei von Lichtverschmutzung untersuchen können.

Harte Bedingungen für die Forscher

Die Arbeitsbedingungen werden hart. Alle Teilnehmer haben dafür unter zumindest ansatzweise vergleichbaren Bedingungen trainiert. 60 von ihnen waren zwei Wochen lang auf einem Kurs in Finnland - Ende März, wenn am Strand der Insel Hailoutu die Temperaturen unter minus 20 Grad Celsius fallen. Das Programm folgt einer strengen Routine: Jeden Morgen nach dem Frühstück gehen die Teilnehmer auf das nahe gelegene Meereis. Wie bei einem ausgedehnten Zirkeltraining arbeiten sie verschiedene Stationen ab: Schneemobil fahren, Eisdicke messen, Eislöcher sägen und Eiskerne ziehen. "Die Teilnehmer haben in Finnland nicht nur eine Menge über die Arbeiten auf dem Eis gelernt", ist sich Marcel Nicolaus sicher. "Hier hat die Expedition für viele bereits richtig begonnen." Von dem Moment an sei Mosaic mehr gewesen, als nur Tabellen, Pläne und E-Mails zu lesen.

Winter am Nordpol - rauer geht es wohl kaum. Aber die Forscher sind darauf vorbereitet.
(Foto: Alfred-Wegener-Institut/Stefan Hendricks )

Die Fragen, denen die Forscher während der Expedition nachgehen wollen, sind eng miteinander verknüpft. Wie entsteht genau das Meereis? Was passiert, wenn die Eisschicht aufreißt und das vergleichsweise warme Ozeanwasser mit extrem kalter Luft in Verbindung kommt? Was macht die Polarnacht mit dem Ökosystem, bevor im Frühjahr explosionsartig neues Leben unter dem Eis entsteht? "Weil wir auf die großen Zusammenhänge schauen, werden wir mit dieser Expedition Antworten auf eine der wichtigsten Fragen unserer Zeit finden - und zwar, warum die Arktis ein Treiber der Klimaerwärmung ist", fasst Markus Rex den enormen Anspruch zusammen.

Wenn am 20. September die Expedition losgeht, wird sich zeigen, was die jahrelange Vorbereitung gebracht hat und wie sich ihre Pläne in der unerbittlichen arktischen Realität bewähren. Verena Mohaupt wird auf der bis zum Anschlag beladenen "Polarstern" wissen, dass die Ausrüstung - komme, was wolle - für die nächsten Monate ausreichen muss. Marcel Nicolaus wird wenig später von der Reling aus sehen, was das Eiscamp noch mit seinen ersten Skizzen auf Rechenpapier gemeinsam hat. Und Markus Rex? Womöglich wird er ins Logbuch schreiben, dass die Menschheit noch nie so nah dran war, die Rätsel der zentralen Arktis zu entschlüsseln.

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Quelle: n-tv.de, Sebastian Grote/helmholtz.de

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[Wornat1959]

Mal als Update:

Polarforschung
Forschungsschiff "Polarstern" startet Eisdrift

Es war die Suche nach einer geeigneten Eisscholle für das Forschungscamp, die die Wissenschaftler des Forschungsschiffs "Polarstern" lange beschäftigte. Nun ist wurde man fündig. Das Schiff kann sich "einfrieren" lassen.



Kurz vor Einbruch der Polarnacht haben die Forscher die Eisscholle mit einer Größe von etwa 2,5 mal 3,5 Kilometer gefunden, teilte das Alfred-Wegener-Institut (AWI) für Polar- und Meeresforschung mit. An der Scholle lasse sich der Eisbrecher im Rahmen der [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ] (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) festfrieren, so das Institut. Dort soll das Forschungscamp errichtet werden.

Das war eine der entscheidenden Voraussetzungen, um von dort die einjährige Drift überhaupt aufnehmen zu können. Der Eisbrecher "Polarstern" war am 20. September im Rahmen einer bislang einzigartigen Expedition vom norwegischen Tromsö aus gestartet, um in der Arktis Klimadaten zu sammeln.


Seit dem 20. September unterwegs: Das deutsche Forschungsschiff "Polarstern"

Im Laufe eines Jahres wollen im Wechsel etwa 300 Wissenschaftler aus 17 Ländern an Bord sein. Mit der spektakulären Expedition wollen sie zum ersten Mal das gesamte Klimasystem in der Zentralarktis erforschen. Das offizielle Budget dafür beträgt rund 140 Millionen Euro.

Wechselwirkungen auf der Spur

Experten erheben Daten in den fünf Teilbereichen Atmosphäre, Meereis, Ozean, Ökosystem und Biogeochemie. So wollen sie den Wechselwirkungen auf die Spur kommen, die das arktische Klima und das Leben im Nordpolarmeer prägen. Zu diesem Zweck wollen sie in einer Region überwintern, die in der Polarnacht nahezu unerreichbar ist. Allein die Naturgewalt der Eisdrift bietet ihnen diese Chance.


Die Wissenschaftler Gunnar Spreen (l) und Matthew Shupe untersuchen eine Eisscholle

Neben der "Polarstern" war auch der russische Eisbrecher "Akademik Fjodorow" an der Suche beteiligt. Satellitenfotos von 16 Schollen wurden ausgewertet, Hubschrauber stiegen zu Erkundungen auf. Ein Problem war nach AWI-Angaben, dass es nach dem warmen Sommer kaum genügend große und stabile Eisschollen in der Region gab. "Es ist nicht die perfekte, aber die beste Scholle in diesem Bereich der Arktis", sagte MOSAiC-Expeditionsleiter Markus Rex. Die leicht eiförmige Insel aus Eis habe einen ungewöhnlich stabilen Bereich, der das Forschungscamp zuverlässig tragen könne. Gleichzeitig sei der Ort typisch für die heutige Arktis, "die von dünneren, instabileren Schollen gekennzeichnet ist".

Zehn Kilometer pro Tag

Noch driftet die gewählte Scholle mit bis zu zehn Kilometern am Tag in unterschiedliche Richtungen. Ihre Position lag bei 85 Grad Nord und 137 Grad Ost, gut 550 Kilometer vom Nordpol entfernt. Das nächste erreichbare Land ist die Inselgruppe Sewernaja Semlja vor der Küste Russlands. Im Winter wird sich das Eis vom Nordpol her ausdehnen und die Scholle mit der "Polarstern" einschließen.

cgn/gri (dpa, epd)

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Noch mehr dazu:
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Ein Jahr lang wird das Forschungsschiff Polarstern eingefroren durch das Nordpolarmeer driften. Forscher wollen den Einfluss der Arktis auf das Klima besser verstehen, sagt Fahrtleiter Christian Haas im DW-Interview. (19.09.2019)

Der Beitrag enthält auch ein kurzes Video das einfach mal zeigt wohin die Reise geht.

[BLACKY74]

Update:

"Polarstern" kehrt zurück
Letzte Eismeer-Expedition der Menschheit?


Die Forscher wollen das Klimasystem der Zentralarktis durchschauen.
(Foto: Alfred-Wegener-Institut / Esther Horvath (CC-BY 4.0) )

Montag, 12. Oktober 2020

Vor einem Jahr lassen sich Wissenschaftler aus 20 Nationen im Eis des Arktischen Ozeans einfrieren. Monatelang erforschen sie so die Nordpolregion. Die Forscher wollen nun mit den gesammelten Daten eine der großen Fragen zum Klimawandel beantworten.

Für die meisten Menschen bietet der erste Blick morgens aus dem Fenster kaum Überraschungen. Das Wetter ist in etwa wie angekündigt. Vielleicht trägt der Baum im Garten erste Blüten oder am Haus gegenüber ragt ein Baugerüst in die Höhe, aber ansonsten sieht alles so aus wie am Tag zuvor. Am Nordpol gibt es diese beruhigende Gewissheit nicht: Den Teilnehmern der Mosaic-Expedition eröffneten sich morgens auf der Brücke des Forschungseisbrechers "Polarstern" immer wieder neue Rundumblicke, wenn sich über Nacht direkt vor dem Bug ein meterbreiter Spalt im Eis geöffnet hat, wenn ein heftiger Sturm ebendiesen Spalt kurze Zeit später zu einem mächtigen Eisrücken zusammengeschoben hat oder wenn Teile ihres Forschungscamps an eine kaum erreichbare Stelle gedriftet sind. So schwer ihnen die Arktis den Alltag auch macht, waren sie doch hergekommen, um genau diese Phänomene zu erforschen, die sich sonst in der Polarnacht im Verborgenen abspielen.

Eingefroren im arktischen Meereis verbrachten die Wissenschaftler mehr als ein Jahr auf der "Polarstern".
(Foto: Alfred-Wegener-Institut / Lukas Piotrowski )

Nie zuvor hat es eine so große Forschungsexpedition in die Arktis gegeben. Eingefroren im arktischen Meereis verbrachten 300 Wissenschaftler mehr als ein Jahr auf dem Eisbrecher, aufgeteilt auf fünf Etappen. Auf einer 2,5 mal 3,5 Kilometer großen Eisscholle errichteten sie Messstationen, die sie mit Wegen für Motorschlitten und Stromleitungen zu einer richtigen kleinen Forschungsstadt verknüpften. Einige Ausläufer ihrer Siedlung verteilten sie für autonome Messungen in einem Umkreis von 50 Kilometern. Sechs weitere Eisbrecher und Forschungsschiffe stellten die Versorgung der Expedition und den Austausch der Crew sicher.

Das vorläufige Finale erlebten sie Ende Juli 2020, als sie nur noch wenige Kilometer vom offenen Ozean trennen. "Unter lautem Knallen ist unsere Scholle in viele Einzelteile zerbrochen. Sie hat uns 1700 Kilometer durch das Nordpolarmeer getragen", erinnert sich der Atmosphärenphysiker Markus Rex. Der Wissenschaftler vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), leitet das Mosaic-Projekt und war den größten Teil der Expedition selbst an Bord. Über 300 Tage ist es her, als er die ersten Schritte auf dieser Eisscholle machte, um sie mit einem kleinen Team zu erkunden.

"Wie wirken alle Zahnräder zusammen?"

Es war eine der letzten Gelegenheiten, zu denen eine solche Expedition überhaupt noch möglich ist: Keine andere Region des Planeten heizt sich so schnell auf wie die Arktis. Gleichzeitig ist die Region um den Nordpol ein nahezu blinder Fleck in der Klimaforschung. Insbesondere aus dem Winter gibt es kaum Messdaten. Die Mosaic-Expedition soll das nun ändern. "Ganz vereinfacht gesagt, ist es in etwa so, als würde jemand eine mechanische Uhr finden und nun versuchen, detailgetreu zu verstehen, wie sie funktioniert", sagt Markus Rex: "Es ist nicht besonders überraschend, was sich im Uhrengehäuse befindet. Aber wie wirken alle Zahnräder, Schrauben und Häkchen zusammen, sodass die Uhr am Ende die Zeit anzeigt? Und was passiert, wenn sich eines dieser Teile anders verhält als sonst? Nur wer das versteht, kann später selbst eine Uhr nachbauen."

Genau darum ging es bei Mosaic - nur dass die Wissenschaftler kein Uhrwerk nachbauen, sondern das Klimasystem der Zentralarktis durchschauen wollen. Dazu haben sie insgesamt 100 Parameter gemessen, der technische Aufwand dazu war gewaltig: Fesselballons kamen zum Einsatz, Tauchroboter, Laserstrahlen, Drohnen, elektromagnetische Sensoren, Satelliten, ein 30 Meter hoher Messturm und Unterwassersonden. Sie haben den vertikalen Wärmehaushalt entlang der Driftroute erfasst und gemessen, wie sich Energie in Form von Licht und Wärmestrahlung ausbreitet, getragen von kleinsten Verwirbelungen im Wasser und in der Luft. Sie haben ermittelt, wie Wärme aus dem Ozean durch das Eis und den Schnee geleitet wird und die Oberfläche erwärmt. Ihre Messungen reichen von dem 4000 Meter tiefen Meeresgrund bis 35.000 Meter hoch in die Stratosphäre. Sie haben erfasst, wie die Wolken mit dem Licht der Sonne interagieren. Sie haben das Leben im Arktischen Ozean beobachtet. Und sie haben untersucht, was passiert, wenn die Schicht aus Eis und Schnee Risse bekommt.

Komplexe Wechselwirkungen darstellen

In den letzten Lebenstagen der Eisscholle schließlich, kurz bevor sie nach dem Ende der Drift wieder zu Wasser wurde, blickte Markus Rex auf das vergangene Jahr zurück. Ihm ist die Begeisterung anzumerken: "Ich bin überwältigt davon, dass das Konzept von Mosaic aufgegangen ist", sagt er. "Mit unseren unzähligen Beobachtungen werden wir nun in der Lage sein, die komplexen Wechselwirkungen im Klimasystem zwischen Atmosphäre, Eis und Ozean besser in Klimamodellen darzustellen. Schon bald bekommen wir dadurch ein deutlich klareres Bild, welche Auswirkungen die Erwärmung der Arktis auf das globale Klima hat", fasst der Expeditionsleiter zusammen.

(Foto: Alfred-Wegener-Institut / Remote Sensing Camera (CC-BY 4.0) )

Dann brach er noch einmal mit seinem Team auf, um das letzte Puzzlestück im Jahresverlauf zu finden, das ihnen noch fehlt: Ganz weit im Norden dockten sie im Spätsommer ein zweites Mal an einer Scholle an und beobachteten, wie sich um sie herum neues Eis bildete. Ein neuer Zyklus beginnt. Was danach in der Polarnacht am Nordpol passiert, wird dank der Mosaic-Daten künftig weitaus weniger im Verborgenen liegen.

Weiterlesen: Dieser Artikel erschien zuerst auf [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]. Erfahren Sie online mehr zu der Forschungsreise Mosaic auf der Helmholtz-Jahrestagung 2020, am Montag, 12. Oktober, ab 14 Uhr unter [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ].

Quelle: ntv.de, Sebastian Grote/helmholtz.de

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