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

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Die Forscher wollen das Klimasystem der Zentralarktis durchschauen.

(Foto: Alfred-Wegener-Institut / Esther Horvath (CC-BY 4.0) )

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.

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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

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

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.

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 helmholtz.de. Erfahren Sie online mehr zu der Forschungsreise Mosaic auf der Helmholtz-Jahrestagung 2020, am Montag, 12. Oktober, ab 14 Uhr unter www.helmholtz.de/jahrestagung2020.

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

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