Mosaic-Expedition

Im Eis driften und forschen

Von Petra Ahne
13.11.2021
, 21:22
Sein Schicksal in die Hand der Natur zu legen, ist keine leichte Entscheidung. Die Mosaic-Expedition konnte dank dieser Entscheidung wertvolle Daten gewinnen.
Warum lassen sich Wissenschaftler im Eis einfrieren? Um das Klimasystem der Arktis und damit die Erderwärmung besser zu verstehen. Ein Bericht von der Expedition Mosaic.
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Von der einjährigen Drift des Forschungseisbrechers Polarstern durch das Nordpolarmeer ist selten die Rede ohne den Zusatz, dies sei die größte Arktis-Expedition aller Zeiten gewesen. Was stimmt. Das aber ist es nicht, was Mosaic, so der Name der Expedition, so einzigartig macht. Sondern dass zum ersten Mal Wissenschaftler verschiedenster Disziplinen über ein ganzes Jahr hinweg alle Daten zusammengetragen haben, die nötig sind, um das Klimasystem der Arktis zu verstehen – was wiederum die Mechanismen bei der Erderwärmung nachvollziehbarer macht. Expeditionsleiter und Atmosphärenphysiker Markus Rex und die Meereisphysikerin Stefanie Arndt waren also – ein gutes Jahr nach dem Ende der Expedition – ziemlich richtig bei den „Breaking the Wall“-Gesprächen. Die Bekämpfung des Klimawandels als zentrale Herausforderung, das nötige Umdenken in Gesellschaft, Politik und Wirtschaft zog sich durch viele Veranstaltungen bei Falling Walls; ein junges Unternehmen, das biologisch abbaubare Verpackungen entwickelt, wurde als „Science Start-up“ des Jahres ausgezeichnet, und es wurde diskutiert, wie eine sozioökonomische Wende, ein „Green New Deal“, gelingen kann. Der Bericht der beiden Wissenschaftler vom Alfred-Wegener-Institut aber richtete die Aufmerksamkeit auf jene Forschung, die erst fassbar macht, welche Konsequenzen das menschliche Tun für den Planeten hat und warum es so unabdinglich ist, jetzt zu handeln.

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Eine Mauer in der Forschung hat die Expedition insofern niedergerissen, als die Erkenntnisse über das arktische Klimasystem bislang eher Momentaufnahmen glichen. Die Fahrten ins Nordpolarmeer waren viel kürzer, und nie gab es welche im Winter, wenn das Eis undurchdringlich ist – mit einer Ausnahme: Fridtjof Jansen ließ 1893 das Holzschiff Fram im Polareis festfrieren und sich mit dem Eis weiterbewegen, so bewies er, dass es die Transpolardrift gibt. „Wir sind Nansens Idee gefolgt“, sagte Markus Rex, und in seiner Stimme hörte man Bewunderung für den kühnen Pionier der Polarforschung, der nicht wissen konnte, ob er und seine Begleiter das Abenteuer überleben würden.

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Wie Nansens Mannschaft fuhr das Forscherteam der Polarstern los, als das arktische Meereis noch befahrbar war, suchte eine passende Scholle im sibirischen Teil der Arktis, an der das Schiff festfrieren sollte. Anfang Oktober stellte der Kapitän den Motor aus, ein besonderer Moment: „Von da an waren wir in der Hand der Natur“, sagte Markus Rex. „Wir wussten nicht, wo wir am nächsten Tag sein würden.“ Mit der Drift wurde die Polarstern in den folgenden Monaten in die Nähe des Nordpols getragen, eine Region, die im Winter sonst unerreichbar gewesen wäre. Es war ziemlich genau die Route, entlang der auch die Fram gedriftet ist. Sie brauchte allerdings drei Jahre dafür, was auch schon ein Hinweis auf die Klimaveränderungen in der Arktis ist: Das Eis ist jetzt dünner und damit dynamischer, die Transpolardrift hat sich beschleunigt.

Schnee, Wasser, Eiskerne

Die Antarktis erwärmt sich so schnell wie keine andere Region der Erde, es sind jetzt schon drei Grad, knapp zwei mehr, als der Klimawandel die Temperaturen im globalen Durchschnitt bislang hat steigen lassen. „Dennoch kann man fragen, warum wir uns für die weit entfernte Arktis interessieren sollten“, sagte Stefanie Arndt und gab auch gleich die Antwort: „Was in der Arktis passiert, bleibt nicht in der Arktis.“ Die Erwärmung in der Region beeinflusst, kurz gesagt, die globale Luftzirkulation und ist damit mitverantwortlich für extreme Wetterlagen, wie es sie in Europa, Asien oder Nordamerika zunehmend gibt.

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Auch darum ist es wichtig, das Klimasystem in der Arktis zu verstehen: die Wechselwirkungen zwischen der kalten Atmosphäre, dem nur ein bis – zum Ende des Winters – höchstens drei Meter dicken Eis, der darauf liegenden Schneeschicht und dem 4000 Meter tiefen Ozean darunter. Auf der 2,5 mal 3,5 Kilometer großen Eisscholle, mit der die Polarstern weitergeschoben wurde, verteilten die etwa 60 Wissenschaftler, die gleichzeitig an Bord waren, ihre Arbeitsgeräte. Alle paar Monate kam ein neues Team, das die Messungen des alten fortführte. Die Forscher kamen aus 20 Nationen, es gab Experten für Eis, Schnee, die Atmosphäre, für Ökologie und Biochemie – viele unterschiedliche Forschungsfragen, viele verschiedene Instrumente. Hoch über der Scholle schwebte ein Ballon, der Temperatur, Wind und Luftdruck maß, an der Unterseite des Eises fuhr ein Unterwasserroboter. Stefanie Arndt, selbst auf Schnee spezialisiert, sagte, sie habe es faszinierend gefunden, aus welch anderen wissenschaftlichen Perspektiven man sich noch für Schnee interessieren kann. Die Interdisziplinarität ist für beide, Markus Rex und Stefanie Arndt, die wichtigste Leistung dieser Expedition.

Mit der Rückkehr nach Bremerhaven im Oktober 2021 fing der nächste, ungleich längere Teil des Projekts an: Mehr als 150 Terabyte an Daten und tonnenweise Proben – Schnee, Wasser, Eiskerne – werden analysiert, es wird Jahre dauern. Mehr als hundert Parameter des Klimasystems wurden erfasst. Über extra eingerichtete Datenplattformen können die Wissenschaftler auf die Ergebnisse der Kollegen aus anderen Disziplinen zugreifen. Am Ende werden die Informationen Teil neuer, präziserer Klimamodelle.

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Projekte von denen man träumt

Um zu verstehen, wie sich die Arktis verändert, braucht man allerdings kein Modell, das kann man sehen. Stefanie Arndt, die mit Anfang 30 schon ein Dutzend Expeditionen mitgemacht hat, erzählte von ihrer geradezu emotionalen Bindung zu der Eisscholle, mit der die Polarstern sich weiterbewegte. Sie erlebte, wie die Scholle in Bewegung war, wie es knackte, sich Rinnen bildeten, das Eis zusammengeschoben wurde und sich auftürmte. „Es war klar: Das ist die neue Arktis“, sagte sie. „In der alten Arktis hätte es so dynamische Prozesse nicht gegeben. Und es ist schon bewegend, sich zu fragen, ob die nächsten Generationen dieses Eis noch erleben werden.“ Markus Rex, der seit 30 Jahren immer wieder ins Nordpolarmeer fährt, sagt, in den frühen Neunzigerjahren sei die Arktis eine andere Welt gewesen. Nun konnten sie im Sommer zusehen, wie das Eis schmolz. „Noch in unserer Lebenszeit kann die Arktis im Sommer eisfrei sei.“ Modelle des Alfred-Wegener-Instituts sagen voraus, dass es ab 2025 schon immer wieder mal Sommer ohne Eis geben könnte. Auf das Leben in den arktischen Regionen wirkt sich das schwindende Eis bereits aus: Eisbären gehen die Jagdreviere verloren, den Menschen die Verkehrswege. Die Inuit in den an den Küsten gelegenen Dörfern sind gewohnt, sich mit Schlitten zu besuchen, das geht nun schon oft nicht mehr. Die Gemeinschaften zersplittern. Optimistisch stimme ihn aber, sagte Markus Rex, dass das Eis im Winter weiterhin fest und gefroren sei: „Es ist noch in unseren Händen. Wir können das Eis retten.“

Stefanie Arndt fände nun ein Projekt wie Mosaic – übrigens kurz für „Multidisciplinary Drifting Observatory of the Study of Arctic Climate“ – auch für die Antarktis wichtig. Dort ist das Meereis noch vergleichsweise stabil, was wohl auch an den anderen Gegebenheiten in der Antarktis liegt, etwa Wechselwirkungen mit dem stellenweise fast fünf Kilometer dicken Eisschild, das den antarktischen Kontinent bedeckt. „Wir könnten das System dort zu einem Zeitpunkt beobachten und verstehen, an dem es sich noch nicht viel verändert“, sagte Stefanie Arndt. Dass diese Veränderungen kommen werden, steht für sie außer Frage.

„Wir haben einige Projekte, die noch im Stadium von Träumen sind“, sagte Markus Rex. Aber das sei die Mosaic-Expedition auch mal gewesen, vor zehn Jahren.

Quelle: F.A.Z.
Autorenporträt / Ahne, Petra
Petra Ahne
Redakteurin im Feuilleton.
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