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Kälter die Glocken kaum hängen: Blick von der „Polarstern“ auf das Eis im Weddellmeer. 

Festgefroren im Eis

Deutsches Schiff „Polarstern“ soll helfen, den Klimawandel zu entschlüsseln

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Es ist ein gewagtes und ehrgeiziges Projekt: Das deutsche Forschungsschiff „Polarstern“ wird festgefroren im Packeis ein Jahr durchs Nordpolarmeer treiben. 

Einige Tage, bevor Markus Rex nach Tromsö in Norwegen aufbricht, gleicht sein Haus in Potsdam einem Expeditionslager. In den Zimmern türmt sich Überlebensausrüstung zu Haufen – Funktionskleidung für alle Wetterlagen, Schneebrillen, Mützen, Handschuhe, Spezialausrüstung. Und Zahnpasta. Das Gepäck muss bis ins Detail durchdacht sein. „Wo wir unterwegs sind, kann man nichts nachliefern. Es gibt keinen Supermarkt, um mal eben etwas zu kaufen.“

Mit dem Kofferpacken für Polarexpeditionen kennt sich der Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts für Meeres- und Polarforschung (AWI) schon aus. Seit 25 Jahren ist er fast jedes Jahr in den Polarregionen unterwegs, rund vierzig Mal, sagt er, sei er schon an den kältesten Orten der Welt gewesen. Dieses Mal aber wird alles anders. Vor allem länger. Ein ganzes Jahr will die Forschermannschaft um Markus Rex in der Arktis bleiben. Und sich freiwillig einfrieren lassen.

„Teuerste Arktisexpedition, die es je gegeben hat“

Das Projekt „Mosaic“ (Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate, also Multidiszplinäre treibende Bebachtungsstation für das Studium des arktischen Klimas) wird seine bislang umfassendste Aufgabe. „‚Mosaic‘ ist die größte, längste, komplexeste und teuerste Arktisexpedition, die es je gegeben hat. Das ist eine Größenordnung an Polarlogistik, die wir noch nicht gesehen haben“, sagt der Expeditionsleiter. Ziel ist es, den Klimawandel besser zu verstehen.

In sicherer Entfernung: Eisbären auf dem Meereis des Arktischen Ozeans.

Am morgigen Freitag bricht Markus Rex mit der „Polarstern“ von Tromsö auf. Vier Eisbrecher aus Russland, Schweden und China werden dem deutschen Forschungsschiff den Weg ins Eis bahnen. Ein ganzes Jahr lang wird es dann vom Eis eingeschlossen sein, festgefroren, und mit ihm treiben. Der Zuspruch von Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt ist groß. 600 Wissenschaftler von 60 Institutionen aus 19 Ländern sind mit von der Partie – Ozeanografen, Meeresbiologen, Atmosphärenphysiker und Biogeochemiker, Glaziologen und Klimaforscher. 140 Millionen Euro kostet das Vorhaben, die Hälfte davon gibt die Bundesregierung. Das Projekt soll der deutschen Polarforschung Prestige bringen. „Damit treten wir erstmals vor von der zweiten Reihe in die erste Reihe“, meint Rex.

Er klingt noch genauso enthusiastisch wie Ende Juni 2018, als er das Projekt mit seinen Kollegen während einer Pressekonferenz im Wissenschaftsministerium in Berlin präsentierte. Der Termin war mit Bedacht gewählt worden; exakt 125 Jahre zuvor war der Polarforscher Fridtjof Nansen mit seiner „Fram“ von Norwegen zu einer Arktisexpedition aufgebrochen. Der Norweger hatte ein ehrgeiziges Ziel: Im arktischen Winter wollte er mithilfe der natürlichen Eisdrift den geografischen Nordpol erreichen. Sein Dreimastschoner war eigens dafür gebaut worden, dem Druck des Packeises standzuhalten. In seinem Buch „In Nacht und Eis“ schreibt er über den Moment des Anfrierens: „Nachmittags – wir saßen gerade müßig und plauderten – entstand ganz plötzlich ein ohrenbetäubendes Getöse und das ganze Schiff erzitterte. (...) Es war die erste Eispressung. Alle Mann stürzten an Deck, um zuzusehen. Die ,Fram‘ verhielt sich wundervoll, wie ich es von ihr erwartet hatte.“

Driften mit dem Gezeitenstrom

Einen ähnlich atemberaubenden Moment erhofft sich Expeditionsleiter Rex. Mit der „Polarstern“ will erstmals wieder eine Schiffsbesatzung die Eisdrift wagen. Wie auch die „Fram“ soll der 117 Meter lange doppelwandige Eisbrecher nördlich von Sibirien etwa auf Höhe des 85. Breitengrades ins Packeis vordringen und dort an einer großen, stabilen Scholle festmachen, um sich über den Winter einfrieren zu lassen. Mit dem Gezeitenstrom soll das Schiff erst pol- und dann westwärts driften, bis der Strom seinen Passagier im Sommer in der Framstraße zwischen Grönland und Spitzbergen wieder ausspuckt.

Die Eisdrift gilt als einzige Möglichkeit, das Polarmeer zwischen Februar und Juni zu erforschen, wenn das Eis dort am dicksten ist. Bisher schaffen es Eisbrecher nicht, sich im arktischen Winter durch das Packeis zu pflügen. Das ginge nur, indem das Schiff im Leerlauf vom Meereis eingeschlossen werde und passiv mittreibe, sagt AWI-Wissenschaftler Rex. „Damit haben wir dann erstmals die Chance, die Region ganzjährig zu erfahren.“

Über dem Eis: Forscher starten einen Helium-gefüllten Fesselballon.

Die Arktis gilt als Frühwarnsystem für Veränderungen des Erdklimas. Der Anstieg der Temperaturen lässt das ewige Eis massenweise schmelzen, Gletscher tauen, der Meeresspiegel steigt. Mit einer wärmeren Arktis gehen etliche Rückkopplungen einher. Wenn das Eis dünner wird, gelangt mehr Wärme aus dem Ozean an die Oberfläche und in die Atmosphäre. Das hat dann globale Auswirkungen, weil geringere Temperaturunterschiede zwischen Arktis und Tropen die typischen Luftdruckmuster verändern. Die Folge sind unter anderem extreme Wetterlagen überall auf der Welt. „Die Arktis ist die Schlüsselregion globaler Klimaveränderungen“, konstatiert Rex.

Studien zufolge hat sich die Arktis in den vergangenen Jahrzehnten von allen Regionen der Erde am stärksten erwärmt. Als Nansen mit der „Fram“ Kurs auf den Nordpol nahm, war es dort noch durchschnittlich zehn Grad kälter. Anfang dieses Jahres aber war es in der Zentralarktis wärmer als in Deutschland. Davon sind die Klimaforscher überrascht worden.

Rex ist Zeuge der Eisschmelze. Vor 20 Jahren sei er mit seinen Kollegen an der Forschungsstation Kongsfjord im Nordwesten von Spitzbergen noch im Frühjahr mit einem Motorschlitten übers Eis geheizt, erinnert er sich. „Heute geht das nicht mehr – heute ist dann da überall offenes Meer.“

„Mosaic“ ist logistische Mammutaufgabe

Die Prozesse, die zu der dramatischen Schmelze am Nordpol führen, kennen die Forscher aber bisher nicht. In den globalen Klimamodellen seien die Arktisdaten eher „ein wenig geraten“, räumt Rex ein. Möglich ist, dass sie in Wirklichkeit weit davon entfernt liegen. So betont Rex immer wieder die Bedeutung der großen Expedition: „Wir werden unser Klima nicht korrekt vorhersagen können, wenn wir keine zuverlässigen Prognosen für die Arktis bekommen. Deshalb brauchen wir viele Messdaten, die wir nur vor Ort machen können.“

Markus Rex: „Wir wissen, dass wir Teil von etwas Einzigartigem sind.“ 

Während Nansens Expedition 1893 mit einer 13-köpfigen Besatzung, mit Schlittenhunden, mit Schöpfkelle und Thermostat auskam, ist „Mosaic“ eine logistische Mammutaufgabe. Für die Messungen ist die „Polarstern“ vollgestopft mit High-End-Technik, darunter sind containergroße Radar- und Lasersysteme, zehn Meter hohe Wettermasten, ein Fesselballon, der in zwei Kilometern Höhe über dem Eis schweben wird. Damit sollen alle Daten erfasst werden – von der Physik des Meereseises und der Schneeauflage, den Bedingungen in der Luft und im Ozean bis hin zum Ökosystem der Arktis. Es gibt viele Fragen: Was passiert im Winter unterm Eis? Welche Populationen überleben? Wirken Wolken dort kühlend oder wärmend? Wann sind die Tröpfchen in der Luft flüssig, ab wann gefrieren sie?

Während der Eisdrift soll rund um die „Polarstern“ eine Forschungsstadt entstehen, die mitdriftet und von Helikoptern angeflogen werden kann. Die Pläne für die Infrastruktur sehen aus wie „der Stadtplan von Downtown Manhattan“, witzelt der Wissenschaftler. Für Forschungs- und Versorgungsflugzeuge werden Landebahnen ins Eis gefräst. Das Verfahren wurde zuvor in den Alpen getestet. Pläne gibt es für Stromtrassen, Datenkabel, Laufwege, Scootertracks, Stationen, von denen aus Roboter unters Eis geschickt werden, oder sogar für abgesteckte Bereiche, die die Forscher nicht anrühren wollen, damit das Ökosystem nicht von Scheinwerferlicht und Bohrungen beeinflusst wird. Ob sich alles umsetzen lässt, wird sich aber erst vor Ort zeigen. „Wir wissen nicht, wie es da im Winter aussieht, es kann sein, dass wir all unsere Pläne über Bord werfen müssen.“

Eine körperliche und mentale Herausforderung

Fest steht, dass die Expedition auch für erfahrene Polarforscher eine körperliche und mentale Herausforderung sein wird. Während des Winters steigt die Sonne oft wochenlang nicht über den Horizont, es herrschen Temperaturen um minus 50 Grad, eisiger Wind und Schneeverwehungen – und überall lauert die Gefahr von Eisbären. Ein ausgefeiltes Alarmsystem soll die in der Dunkelheit auf dem Eis arbeitenden Forscher vor den Raubtieren schützen.

Geschätzt wird, dass sich das Schiff während der Drift pro Tag nur sieben Kilometer fortbewegt. Nansen hatte den Frust darüber einst in seinem Tagebuch beschrieben: „Ich fühle, dass ich diese Leblosigkeit, diese Trägheit durchbrechen und ein Ventil für meine Tatkraft finden muss.“ Und Tage später: „Kann nicht irgendetwas passieren? Kann nicht ein Wirbelsturm aufziehen und dieses Eis aufbrechen?“

Markus Rex, der selbst insgesamt neun Monate an Bord sein wird, glaubt an eine bessere Stimmung. „Wir wissen, dass wir Teil von etwas Einzigartigem sind. Für Frust haben wir auch gar keine Zeit.“

Wo sie nach der Drift im Sommer 2020 genau landen werden, wissen die Forscher nicht. Das hängt vor allem vom Wind ab. Nansen hatte einst den nördlichsten Punkt der Erde verfehlt. Sein wissenschaftliches Erbe wirkt jedoch bis heute nach. Seine Expedition gewährte Einblicke in die Strömungsverhältnisse im Nordpolarmeer und zeigte, dass es am Nordpol kein Land gibt, sondern nur eisig kalte Tiefsee. Auch Rex hofft, dass seine Expedition Geschichte schreibt. Eine, die den Menschen klarmacht, was zu tun ist.

Mehr zum Thema Arktis und Klimawandel lesen Sie bei Eisfläche der Arktis dramatisch geschrumpft und unter „Der arktische Friede schmilzt dahin“, wo wir uns mit dem Kampf um Bodenschätze beschäftigen.

Das Eis schwindet

Die von Meereis bedeckte Fläche in der Arktis ist so klein wie seit sieben Jahren nicht mehr. Nur noch rund 3,9 Millionen Quadratkilometer des Arktischen Ozeans seien zum Ende der Schmelzperiode mit Meereis bedeckt, teilte das Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven nun mit. So sank das jährliche Minimum erst zum zweiten Mal seit Beginn der Satellitenmessungen im Jahr 1979 unter vier Millionen Quadratkilometer. 

Bis Mitte August sah es noch so aus, als würde die bisherige Tiefmarke noch unterschritten werden. Die eisbedeckte Fläche des Arktischen Ozeans (definiert als Fläche mit einer Meereiskonzentration von mehr als 15 Prozent) war von Ende März bis Anfang August kleiner als jemals von Satelliten seit 1979 beobachtet. Seitdem allerdings verlangsamte sich die Abnahme des Eises. Die Wissenschaftler rechnen deshalb nicht mehr mit einem Negativrekord, wenn sie im Oktober Bilanz ziehen. 2012 war eine Meereisausdehnung von nur 3,4 Millionen Quadratkilometern beobachtet worden. 

„Rekord oder nicht, dieses Jahr bestätigt den weiteren langfristigen klimabedingten Rückgang des Eises in der Arktis, womit es immer wahrscheinlicher wird, dass es in ein paar Jahrzehnten eisfreie Sommer in der Arktis geben wird“, sagte Christian Haas, Geophysiker und Leiter der Meereissektion am AWI. „Dies bedeutet einschneidende Veränderungen für die Arktis, mit Konsequenzen für das Klima- und Ökosystem und uns Menschen, einschließlich in Europa“, betonte er. Die Direktorin des Alfred-Wegener-Instituts, Antje Boetius, forderte angesichts der bevorstehenden Sitzung des Klimakabinetts die Politik auf, „in erheblichem Maße“ in eine klimafreundliche Infrastruktur zu investieren. Der Klimawandel sei eine fundamentale Herausforderung. Und es gebe politische, soziale und technische Lösungen, die Erderwärmung auf zwei Grad Celsius zu begrenzen: „Was fehlt, ist der Mut, die Logik, die Experimentierfreudigkeit.“ Valentin Frimmer

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