Polarsternaufbruch in eine Region im Umbruch
Mit dem Auslaufen des Forschungsschiffes Polarstern aus Punta Arenas
(Chile) soll am Wochenende die internationale Expedition „Summer Weddell
Sea Outflow Study“ (SWOS) beginnen. Bis Anfang April untersucht ein
multidisziplinäres internationales Forschungsteam den nordwestlichen Teil
des Weddellmeeres – ein Gebiet von zentraler Bedeutung für das globale
Klima- und Ozeansystem, das wegen schwieriger Eisbedingungen jedoch
ausschließlich von Forschungseisbrechern wie der Polarstern vor Ort
erkundet werden kann.
Lange galt die Meereisausdehnung in der Antarktis als relativ stabil -
anders als die in der Arktis, wo die sommerliche Ausdehnung seit Beginn
der Satellitenaufzeichnungen 1979 um rund 12 Prozent pro Dekade schrumpft.
Etwa seit dem Jahr 2017 jedoch wurden im nordwestlichen Weddellmeer
deutliche Veränderungen beobachtet: Die sommerliche Meereisausdehnung ging
stark zurück, vermutlich infolge wärmeren Oberflächenwassers. „Das Ziel
von SWOS ist es zu untersuchen, warum das Meereis in der Antarktis in den
letzten Jahren so stark zurückgegangen ist und wie sich das auf das
Ökosystem auswirkt“, sagt Prof. Dr. Christian Haas vom Alfred-Wegener-
Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), der die
aktuelle Polarstern-Expedition leitet. Gleichzeitig zeigt sich in diesem
Jahr eine unerwartete Situation, berichtet der Meereisphysiker:
„Ironischerweise gibt es derzeit außergewöhnlich viel Eis im westlichen
Weddellmeer, was eine normale Schwankung sein kann, ohne dem Trend zu
widersprechen. Ob wir wie geplant tief in den Süden vordringen können, ist
daher offen – so dass wir unsere Fragestellungen unterwegs den
vorherrschenden Bedingungen anpassen und sie entsprechend weiterentwickeln
werden.“
Auch AWI-Meeresbiologin Dr. Ilka Peeken, Co-Fahrtleiterin der Expedition,
betont die planerischen Herausforderungen: Der nördliche Teil des
Arbeitsgebietes sei weniger offen als in den vergangenen Jahren, sodass
Routen flexibel angepasst werden müssten. „Es ist derzeit unklar, ob wir
wie geplant bis in die Nähe des Larsen C-Schelfeises gelangen können“, so
Ilka Peeken. Die Expedition sei dennoch eine seltene Gelegenheit, in eine
Region vorzudringen, die bisher kaum direkt untersucht wurde. Das
nordwestliche Weddellmeer liegt entlang des nordwärts gerichteten
Ausstroms des Weddellwirbels, über den große Mengen unterschiedlicher
Wassermassen und dickes Meereis in die Weltmeere transportiert werden.
Außerdem gelangen durch vom Schelfeis kalbende Eisberge Nährstoffe vom
antarktischen Kontinent in den Ozean und beeinflussen dort die
biogeochemischen Kreisläufe. Die Region umfasst ein tiefes Schelfmeer
sowie das Larsen C-Schelfeis, das zweitgrößte Schelfeis des Weddellmeeres.
Trotz seiner globalen Bedeutung ist der Kenntnisstand zum Larsen-Schelfeis
lückenhaft, denn eine ganzjährige Eisbedeckung, häufig mehrjähriges
Meereis, und extreme Wetterbedingungen erschweren den Zugang.
SWOS verfolgt das Ziel, erstmals umfassende Beobachtungen vom Meeresboden
bis in die Atmosphäre entlang des nordwestlichen Weddellmeer-
Kontinentalhanges, auf dem Schelf und nahe des Larsen C-Schelfeises zu
erheben. Im Mittelpunkt stehen die Wechselwirkungen zwischen Meereis,
Schelfeis und Ozean sowie deren Auswirkungen auf Hydrographie,
Nährstoffhaushalt und Kohlenstoffflüsse. Das Forschungsteam erfasst
ökologische Prozesse im Eis und am Meeresboden sowie ökologische
Gradienten in Abhängigkeit von den Meereisbedingungen. Darüber hinaus
sollen die regionale Meereisdickenverteilung und Schneeeigenschaften
bestimmt, Wassermassen charakterisiert und Austauschprozesse zwischen dem
flachen Schelf und Tiefseebecken untersucht werden.
„Viele unserer zentralen Fragen lassen sich nicht mit Satelliten allein
beantworten“, erklärt Christian Haas. „Wir brauchen In-situ-Beobachtungen,
um den Zustand des Meereises, der Strömungen sowie der biologischen
Gemeinschaften im Wasser und am Meeresboden zu verstehen – und um
beurteilen zu können, ob das Meereis künftig möglicherweise ganz
verschwinden könnte.“ Die erhobenen Daten dienen zugleich der Verbesserung
satellitengestützter Meereisbeobachtungen.
Die Forschungsarbeiten finden zu einem kritischen Zeitpunkt statt, an dem
das antarktische Klimasystem möglicherweise in eine Phase beschleunigten
Meereisverlustes und zunehmender Ozeanerwärmung eintritt. „Wir bewegen uns
hier in einer Region, die durch frühere Schelfeisabbrüche von Larsen A und
B sowie jüngste Veränderungen an Larsen C geprägt ist“, sagt Ilka Peeken.
„Gerade unter diesen Bedingungen bietet sich die Chance, Schlüsseldaten
über Biodiversitätsänderungen, Ozeanströmungen und Meereisbeschaffenheit
im Weddellmeer zu gewinnen.“ Die Ergebnisse fließen in laufende
Langzeituntersuchungen ein, dienen zukünftigen Projektionen des
antarktischen Systems und tragen so zur Weiterentwicklung von
Erdsystemmodellen bei.
Zum Einsatz kommt ein breites Spektrum moderner und klassischer
Messsysteme, darunter Hubschrauber zur Vermessung der Meereisdicke,
Mikrostruktursonden, CTD-Rosetten, verschiedene Schleppnetze und
Bodenbeprobungs- und -beobachtungsgeräte sowie autonome Plattformen. „Ich
freue mich sehr darauf zu erforschen, wie sehr sich das Eis im
nordwestlichen Weddellmeer verändert hat. Erstmals konnte ich die Region
vor über 30 Jahren besuchen, und vor sieben Jahren war ich zuletzt mit der
Polarstern dort, als sich das Meereis zu verändern begann“, sagt Christian
Haas. Für Ilka Peeken ist die enge Verzahnung der Disziplinen das
Spannendste an der Expedition: „Obwohl diese Region zu den unwirtlichsten
der Erde gehört, ist sie voller Leben. Zu untersuchen, welchen Beitrag das
Meereisökosystem zum Kohlenstoffkreislauf leistet, ist für mich ein
besonderes Highlight.“
Mit SWOS soll ein entscheidender Beitrag zum Verständnis eines
Schlüsselgebiets des antarktischen Eis-Ozean-Systems geleistet werden – in
einer Zeit tiefgreifender Veränderungen, deren Auswirkungen weit über die
Antarktis hinausreichen. Nach Expeditionsende wird die Polarstern den
Rücktransit über den Atlantik antreten. Die Fahrt wird für die
studentische Ausbildung genutzt und soll planmäßig Mitte Mai in
Bremerhaven enden.
In der Polarstern-App können Interessierte die Route der Polarstern
verfolgen und Neuigkeiten von Bord erfahren.
Meereisphysikerin Dr. Stefanie Arndt und Ozeanographin Dr. Sandra
Tippenhauer beantworten Fragen von Kindern hier: Komm an Bord!
