Polarstern startet Richtung Antarktis

Ozeanographen erforschen Abschmelzprozesse der Schelfeise, die zum Kalben riesiger Eisberge führen können

Am Mittwoch, den 20. Dezember 2017 läuft das Forschungsschiff Polarstern von Bremerhaven in Richtung Süden aus. Nach einem Zwischenstopp in Kapstadt wird die Neumayer-Station III versorgt. Anschließend sammeln Wissenschaftler im ganzjährig von Meereis bedeckten südlichen Weddellmeer am Filchner-Rønne Schelfeis grundlegende Daten, um die Schmelzraten der antarktischen Gletscher zu messen. Ab März 2018 erforschen Biologen die Meereslebewesen rund um die Antarktische Halbinsel. Auf der Rückfahrt nach Bremerhaven, wo der Eisbrecher am 11. Juni 2018 erwartet wird, finden ozeanographische Arbeiten statt.

Eisberg in der Antarktis (Alfred-Wegener-Institut / Frank Rödel)
Weddellmeer
Foto: Alfred-Wegener-Institut / Frank Rödel


Es ist das zweitgrößte seiner Art auf der Erde: Das Filchner-Rønne Schelfeis hat eine Fläche von etwa 450.000 Quadratkilometern und birgt dem Volumen nach mehr Eis, als jeder andere der riesigen, auf dem Meer aufschwimmenden Ausläufer von Gletschern. Es liegt im südlichen Weddellmeer, an dessen Westseite im Juli 2017 ein riesiger Eisberg vom Larsen C Schelfeis kalbte. Klimawissenschaftler interessieren sich besonders dafür, ob mehr Gletschereis in den Ozean transportiert wird, denn dieser Prozess ist für den Meeresspiegelanstieg relevant. Zudem bildet sich vor den Schelfeisen sogenanntes Tiefenwasser, das die globale Ozeanzirkulation wie eine Pumpe antreibt und somit das Klimageschehen auf der ganzen Erde beeinflusst.

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben mit Forschern vom British Antarctic Survey und der Universität Bergen im Jahr 2013 das Gemeinschaftsprojekt FISP (Filchner Ice Schelf Project) aufgelegt. Ziel ist es, den Ist-Zustand des komplexen Systems Atmosphäre-Eis-Ozean zu beschreiben. „Wir untersuchen die wechselnden Strömungsverhältnisse und den Einstrom warmen Wassers unter das Schelfeis, indem wir Verankerungsketten mit Messgeräten am Meeresgrund ausbringen", sagt Dr. Michael Schröder, der die Polarstern-Expedition ins Weddellmeer leitet.

Ein Schiff im arktischen Ozean (Stefanie Arndt / Alfred-Wegener-Institut)
Der deutsche Forschungseisbrecher Polarstern im Arktischen Ozean.
Foto: Stefanie Arndt / Alfred-Wegener-Institut

„Die von uns erhobenen Daten sind von herausragender Bedeutung für die Validierung der am AWI entwickelten hochauflösenden gekoppelten Atmosphäre-Eis-Ozean-Modelle. Sie erlauben verlässlichere Vorhersagen zur Reaktion des Gesamtsystems auf den Klimawandel", so der AWI-Ozeanograph weiter. AWI-Forscher um Dr. Hartmut Hellmer haben beispielsweise im Mai 2017 eine Studie zur Stabilität des Schelfeises im Hinblick auf den zukünftigen Wärmeeinstrom unter das Eis veröffentlicht (https://www.awi.de/nc/ueber-uns/service/presse-detailansicht/presse/eine-unumkehrbare-ozeanerwaermung-bedroht-das-filchner-ronne-schelfeis.html). Eine erste Auswertung der Temperatur- und Strömungsmessungen aus dem FISP-Projekt belegt, wie warmes Wasser periodisch unter das Schelfeis einströmt. Ergänzt werden die ozeanographischen Messungen an Bord der Polarstern durch Sensoren, die unter dem hunderte Meter dicken Schelfeis Temperaturen, Salzgehalt und Strömungen in der gesamten Wassersäule erfassen.

Neben den Ozeanographen sind auf dieser Antarktis-Expedition namens PS111 auch Forschende aus den Disziplinen Meteorologie, Meereisphysik, Bathymetrie, Geologie und Meeresbiologie an Bord. Allen gemein ist das Interesse Daten in einem Gebiet zu erlangen, das wegen der ganzjährigen Meereisbedeckung nur Eisbrecher wie die Polarstern erforschen können. „Eine spannende Herausforderung wird der Einsatz von Unterwasserfahrzeugen, die unter das Eis tauchen", sagt Fahrtleiter Michael Schröder, dessen Aufgabe es ist, die verschiedenen Messprogramme zu koordinieren. Wenn die Wetterbedingungen es erlauben, will er mit seinem Expeditionsteam bereits auf dem Weg in die Antarktis einen Zwischenstopp einlegen, um ein besonderes Phänomen zu erforschen. Im vergangenen Südwinter hatte sich erstmals seit den 1970iger Jahren die sogenannte Weddell Polynia gebildet: Mehr als drei Monate lang gab es mitten im winterlichen Meereis eine bis zu 80.000 Quadratkilometer große eisfreie Wasserfläche. „Die genauen physikalischen Voraussetzungen für diesen zeitlich begrenzten Meereisschwund sind noch nicht genau geklärt, so dass Wissenschaftler aus aller Welt großes Interesse an Messungen in dieser Region haben", sagt Schröder.

Die folgende Expedition, die Mitte März 2018 im chilenischen Punta Arenas startet, führt ins Meeresgebiet vor der Antarktischen Halbinsel, wo Biologen Salpen und Krill erforschen werden. Die Atlantiküberfahrt zurück nach Bremerhaven nutzt ein Team von Ozeanographen, um ein neues geschlepptes Messsystem zu erproben. Auf der jetzt startenden Anreise in die Antarktis von Bremerhaven nach Kapstadt sind zehn wissenschaftliche Fahrtteilnehmende an Bord, die akustische Systeme beispielsweise zur Vermessung des Meeresbodens einsetzen. Die Polarstern wird mit dem Mittagshochwasser gegen 13:30 Uhr am 20. Dezember auslaufen.