Klimaforschung
Der Winter in Deutschland ist eher mild als eisig. Die Wissenschaftler auf dem deutschen Forschungsschiff Polarstern erleben dagegen andere Bedingungen: Sie müssen sich extrem warm anziehen. Bei gefühlten 60 Grad minus erforschen sie das Klima der Arktis - Besuche von Eisbären inklusive. Eine erste Zwischenbilanz des vor einem halben Jahr gestarteten Projekts.
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Die Polarstern driftet ohne eigenen Antrieb mit der natürlichen Bewegung des Eises durch die Arktis.
Foto: Alfred-Wegener-Institut / Esther Horvath (CC-BY 4.0)
Ein Jahr festgefroren im Eis der Arktis, in den Diensten der Forschung: Was sich nach einem großen Abenteuer anhört, ist auch eines. Ein Abenteuer für Forschende aus verschiedenen Disziplinen, Ländern und Instituten auf einer nie dagewesene Expedition in die klirrende Kälte und andere Unwägbarkeiten der Arktis.
Mit der Expedition MOSAiC (Multidisciplinary drifting observation for the study of Artic climate) arbeitet das internationale Team aus 20 Nationen in einem Projekt der wissenschaftlichen Superlative. Der Klima- und Polarforscher Markus Rex, Professor an der Universität Potsdam und Leiter der Abteilung Atmosphärenphysik des Alfred-Wegener-Instituts, leitet MOSAiC und beschreibt sie als "größte Arktisexpedition unserer Zeit". Auch Bundesforschungsministerin Anja Karliczek unterstreicht die Einmaligkeit dieser Expedition: "Ich glaube nicht, dass es in dieser Dimension so schnell so etwas nochmal wird geben können."
Zehn Jahre Vorbereitung - ein Jahr im Eis
Nach zehn Jahren der Vorbereitung war es soweit: Am 20. September 2019 setzte sich das deutsche Forschungsschiff Polarstern in Bewegung - die MOSAiC-Expedition startete. Die Forschenden haben im Vorfeld eine Eisscholle ausgesucht, die dick genug ist, um die Polarstern darin für ein Jahr einfrieren lassen zu können und sich so mit der Eisdrift, also der natürlichen Bewegung des Eises, durch die Arktis mitzubewegen.
Insgesamt sind für das Forschungsprojekt sechs Eisbrecher im Einsatz, um unter anderem die Versorgung der Polarstern zu gewährleisten. Entgegen der ersten Erwartungen wird es für die Eisbrecher immer schwieriger, bis zur Polarstern durchzudringen. Daher wird auf der Eisscholle eine Landebahn für Versorgungsflugzeuge gebaut. Dies ist besonders wichtig, da sich die Forschenden weit entfernt von jeglicher Zivilisation befinden.
Forschen abseits jeglicher Zivilisation
"Die nächsten Menschen sind 1.000 Kilometer weit weg", berichtet der Expeditionsleiter. "Das ist weiter weg, als die Astronauten auf der Space Station. Die befinden sich in einem 500-Kilometer-Erdorbit." Mit einem Augenzwinkern ergänzt er: "Trotzdem sind natürlich die Herausforderungen von Weltraummissionen immer noch komplexer als in der Arktis."
"Wir haben uns am 4. Oktober 2019 an einer Eisscholle einfrieren lassen und die Hauptantriebsmaschinen abgeschaltet. Es läuft nur noch ein, manchmal zwei, Hilfsdiesel, um Wärme und Strom zu produzieren. Und seitdem driften wir", erläutert Rex. So schwer eine solche Expedition und ihr Verlauf zu berechnen sind, da "das Eis bestimmt, wo es langgeht", so verläuft sie dennoch nach Plan und das Schiff bewegt sich bisher im errechneten Driftkorridor.
Mit großer Begeisterung berichtet Rex von dem Errichten verschiedener kleiner Forschungsstationen auf der Eisscholle rund um die Polarstern. 100 verschiedene Klimaparameter werden kontinuierlich von mehr als 100 Tonnen wissenschaftlichem Equipment gemessen. Wie die Umgebung um die Polarstern genau aussieht, wissen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler allerdings nicht.
Im September 2019 macht sich das Forschungsschiff Polarstern auf den Weg in die Arktis.
Insgesamt rund 600 Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen und die Schiffscrew nehmen an der MOSAiC-Expedition in der Arktis teil.
Mehr als 100 Tonnen wissenschaftliche Ausrüstung ...
... und etwa zwei Kilometer Stromleitungen werden auf der Eisscholle rund um die Polarstern aufgebaut.
Es entsteht ein einmaliges kleines Forschungsdorf.
Hier erforschen die Wissenschaftler die Klimaprozesse der Zentralarktis.
Geleitet wird diese weltweit einmalige Forschungsreise von Professor Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen das Ökosystem der Zentralarktis über, auf und unterhalb der Eisflächen.
Dabei hält sich die Polarstern dort auf, wo bislang noch nie ein Schiff seinen Weg durch das Eis gesucht hat.
Die Wissenschaftler haben es dabei mit Temperaturen von -30 bis -40 Grad Celsius zu tun, die sich im eisigen Wind auch noch deutlich kälter anfühlen können.
Neben der Kälte und der Gefahr, ins eiskalte Wasser zu fallen, gibt es eine Reihe weiterer Gefahrenquellen: ...
... Eisbrüche treten häufig völlig unvermutet auf, ...
... und Eisbären, neugierig und hungrig, nähern sich zum Teil bis auf wenige Meter dem Forschungsschiff.
Weniger gefährlich als lästig: Die putzig anmutende Polarfüchse beschädigen immer wieder wichtige Versorgungsleitungen der Forschungsstation.
Die Wissenschaftler erhalten auf der MOSAiC-Expedition wichtige Ergebnisse zur Klimaforschung.
Besuch im ewigen Eis: Der Eisbrecher Akademik Fedorov bringt neben neuem Personal auch wichtige Versorgungsgüter zur Polarstern.
Für die Wissenschaftler wie auch für die Schiffscrew ist die fast greifbare Schwärze der Polarnacht besonders eindrucksvoll, ...
... ebenso wie die Polarlichter.
Nach ewiger Nacht große Vorfreude auf Polarsommer
Schon vor dem Einfrieren am 4. Oktober 2019 herrschte in der Arktis durch die Polarnacht 24 Stunden täglich absolute Dunkelheit. Und das bei teils starken Winden mit Geschwindigkeiten von rund zu sieben Metern pro Sekunde und gefühlten Temperaturen von bis zu -60 Grad Celsius. Nach Monaten in der fast greifbaren Schwärze, der ewigen Dunkelheit durch die Polarnacht, sei die Vorfreude auf den Polarsommer bei den Forschenden groß, so der Expeditionsleiter.
Es ist eine Forschungsreise an die Grenze des Machbaren und die Herausforderungen der Expedition sind vielfältig. So haben die Forscher neben der Dunkelheit und Kälte auch mit anderen natürlichen Gegebenheiten zu kämpfen. Stürme, Eisrisse und sogenannte Presseisrücken beschädigen oder zerstören immer wieder die mühsam aufgebaute Forschungsinfrastruktur. Bei Presseisrücken handelt es sich um aufgepresstes Meereis mit übereinander lagernden Schollen, das in extremen Fällen so hoch werden kann, wie ein achtstöckiges Hochhaus. Für die Forschungsgeräte interessieren sich darüber hinaus nicht nur die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, sondern auch Eisbären, die der Polarstern oftmals gefährlich nahekommen.
"Wir sind hier tatsächlich in den Händen der Natur" fasst Rex die Bedingungen in der Arktis zusammen. Trotz der vielen Herausforderungen liefe die Expedition bisher gut und die Polarstern sei bisher recht weit gekommen, so Rex. Mehrere Rekorde hat das Forschungsteam aufgestellt. Einer davon: Mit 156 Kilometer Abstand war noch nie war ein Schiff dem Nordpol so nah wie die Polarstern.
Bundesforschungsministerium trägt die Hälfte der Expeditionskosten
Es handelt sich bei MOSAiC um eine Expedition, die sich nur mit Menschen realisieren lässt, die sich der Wissenschaft auf ganz besondere Weise verschrieben haben, hebt die Bundesforschungsministerin hervor. Aber auch leidenschaftliche Wissenschaftler brauchen Pausen: Die Forschenden werden regelmäßig ausgetauscht. Keiner von ihnen befindet sich während der einjährigen Forschungsreise ununterbrochen auf dem Schiff. Neben den Wissenschaftlern ist auch die Schiffsbesatzung unabdingbar für den Erfolg der Mission. Alle Teilnehmenden eint der Gedanke, zum Gelingen der Expedition beizutragen und so die Klimaprozesse in der Arktis zu erforschen, um neue Daten zu erhalten und somit auch Klimasysteme besser modellieren zu können.
140 Millionen Euro kostet die Arktisexpedition. Etwa die Hälfte davon finanziert das Bundesministerium für Bildung und Forschung. Die Bundesforschungsministerin Karliczek betont, wie wichtig ihr die Klimaforschung und die Tatsache sei, dass die deutsche Gesellschaft so viel aufbringt, um an neue Erkenntnisse zu gelangen. "Die deutsche Klimaforschung ist in der Welt führend", sagt die Ministerin und betont generationsübergreifende Bedeutung der Klimaforschung: "Wir fördern aus voller Überzeugung für unsere nachfolgenden Generationen".
Das Ende der MOSAiC-Expedition ist für den 12. Oktober 2020 geplant. Doch damit endet nur die Mission im Eis. Um die Vielzahl der gesammelten Daten auszuwerten, werden noch Jahre vergehen, sagt der Expeditionsleiter. Dafür stellt das Bundesforschungsministerium noch einmal neun Millionen Euro bereit.