Aufnahme des Klima- und Ökosystems des Arktischen Ozeans Meereis schmilzt rasant - scinexx | Das Wissensmagazin
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Aufnahme des Klima- und Ökosystems des Arktischen Ozeans

Meereis schmilzt rasant

Nebel im Nordpolarmeer. © Florian Breier / AWI

Große Flächen des arktischen Meereises sind in diesem Jahr nur einen Meter dick und damit etwa 50 Prozent dünner als im Jahr 2001. Dies ist das erste Ergebnis einer vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung geleiteten Expedition ins Nordpolarmeer.

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„Die Eisbedeckung des Nordpolarmeeres schwindet, der Ozean und die Atmosphäre werden stetig wärmer, die Meeresströmungen verändern sich“, beschreibt Fahrtleiterin Ursula Schauer vom Alfred-Wegener-Institut die aktuellen Beobachtungen. Sie ist mit 50 Wissenschaftlern aus Deutschland, Russland, Finnland, Niederlande, Spanien, USA, Schweiz, Japan, Frankreich und China in der Arktis unterwegs, um den Zustand von Ozean und Meereis zu untersuchen.

Sie fanden während der zweieinhalb Monate dauernden Reise unter anderem heraus, dass sich nicht nur die Meeresströmungen, sondern auch die Lebensgemeinschaften in der Arktis verändern. Ausgesetzte autonome Messbojen sollen auch nach Ende der Expedition mit dem Forschungsschiff Polarstern wertvolle Daten aus diesem sich zurzeit stark veränderndem Ozean liefern.

Dramatischer Wandel

„Inmitten einer Phase dramatischen Wandels in der Arktis bietet das Internationale Polarjahr 2007/08 die einmalige Möglichkeit, diesen Ozean in Veränderung fächer- und länderübergreifend zu untersuchen“, so Schauer.

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Ozeanographen an Bord des Forschungsschiffes Polarstern untersuchen die Zusammensetzung und Zirkulation von Wassermassen, die physikalische Beschaffenheit des Meereises und den Transport bio- und geochemischer Komponenten in Eis und Meerwasser. Auch die Ökosysteme im Meereis, im Wasser und am Meeresboden stehen im Fokus der Beobachtungen. Wissenschaftler gewinnen Sedimentkerne vom Meeresboden, um die Klimageschichte der umgebenden Kontinente zu rekonstruieren.

Erstmalig werden im Internationalen Polarjahr in allen Regionen des Nordpolarmeeres autonome ozeanographische Messbojen eingesetzt. Sie driften quer durch den Arktischen Ozean und messen dabei Strömung, Temperatur und Salzgehalt des Meeres. Die Bojen übertragen diese Daten regelmäßig per Satellit direkt in die Labore der Wissenschaftler.

Ebenfalls neu ist der Einsatz eines Titanmesssystems, das durch seine hohe Effektivität erstmals in großem Umfang eine kontaminationsfreie Beprobung von Spurenstoffen ermöglicht. Diese Untersuchungen finden im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte statt, die alle zum Internationalen Polarjahr beitragen.

Veränderungen des Meereises

Die Dicke des arktischen Meereises hat seit 1979 abgenommen und beträgt im zentralen arktischen Becken zurzeit etwa einen Meter. Ozeanographen fanden zudem einen besonders hohen Anteil an Schmelzwasser im Meer und eine große Anzahl von Schmelztümpeln. Diese an Bord von Polarstern und von Hubschraubern aus gesammelten Daten ermöglichen den Wissenschaftlern, aktuelle Satellitenaufnahmen besser interpretieren zu können.

Meereisbiologen des Instituts für Polarökologie der Universität Kiel untersuchen die Tiere und Pflanzen, die im und unter dem Eis leben. Sie nutzen die Chance, dieses vom Untergang bedrohte Ökosystem zu erforschen. Nach neuesten Modellrechnungen könnte die Arktis bei weiterer Erwärmung in weniger als 50 Jahren im Sommer eisfrei sein. Dies könnte zum Aussterben vieler an diesen Lebensraum angepasster Organismen führen.

Meeresströmungen unter der Lupe

Die Meeresströmungen in der Arktis sind ein wichtiger Bestandteil der globalen Zirkulation. Warme Wassermassen, die aus dem Atlantik einströmen werden in der Arktis durch Abkühlung und Eisbildung verändert und sinken in größere Tiefen ab. Dauermessungen des Alfred- Wegener-Institutes für Polar- und Meeresforschung im vergangenen Jahrzehnt haben erhebliche Schwankungen und die Erwärmung des einströmenden Wassers aus dem Atlantik gezeigt. Auf der aktuellen Expedition wird die Ausbreitung dieser warmen Anomalien entlang verschiedener Stromarme im Nordpolarmeer untersucht. Die riesigen Flüsse Sibiriens und Nordamerikas transportieren gewaltige Mengen Süßwasser in die Arktis. Dieses Süßwasser wirkt als isolierende Schicht und kontrolliert den Wärmeaustausch zwischen Ozean, Eis und Atmosphäre.

Die Untersuchungen erstrecken sich von den Schelfgebieten der Barentssee, der Karasee und der Laptewsee über das Nansen- und das Amundsenbecken bis ins Makarowbecken. Zwischen Norwegen und Sibirien und bis in das kanadische Becken hinein haben die Wissenschaftler bislang auf mehr als 100 Stationen Temperatur-, Salzgehalts- und Strömungsmessungen durchgeführt. Erste Ergebnisse zeigen, dass die Temperatur des Einstroms aus dem Atlantik niedriger ist als im Vorjahr.

Auch in der arktischen Tiefsee ändern sich Temperatur und Salzgehalt langsam. Hier sind die Änderungen zwar gering, umfassen allerdings tausende von Metern Mächtigkeit und damit ein enormes Wasservolumen. Um die Zirkulation auch im Winter zu verfolgen, werden autonome ozeanographische Messbojen auf Eisschollen ausgebracht, die Messungen im Wasser aufnehmen, während sie mit dem Eis treiben. Die Messdaten werden über Satelliten übertragen.

Untereisamphipoden, Kleinkrebse an der Unterseite des Meereises. © Florian Breier/AWI

Neben Meeresströmungen und Meereis werden auch das im Wasser schwebende Zooplankton, Sedimentablagerungen am Meeresboden und Spurenstoffe untersucht. Zooplankton ist die Nahrungsgrundlage vieler Meeresbewohner und damit ein wichtiger Indikator für den Zustand des Ökosystems. Die Ablagerungen auf dem Grund des Nordpolarmeeres zeichnen wie ein Tagebuch die wechselvolle Geschichte der Klimaveränderungen auf den umliegenden Kontinenten auf. So können die Wissenschaftler mittels Sedimentkernen die Vergletscherungen Nordsibiriens entschlüsseln. Außerdem konnten die Expeditionsteilnehmer Spurenstoffe aus den sibirischen Flüssen und Schelfgebieten messen, die mit der Transpolardrift in Richtung Atlantik geführt werden.

Projekt Transdrift

Zeitgleich zur Polarsten-Expedition ist das russische Forschungsschiff Ivan Petrov in der Laptevsee unterwegs, um erste Auswirkungen der klimatischen Veränderungen auf die Fronten- und Polynjasysteme in der Laptev-See zu erfassen und die Folgen für die globale Klimaentwicklung aufzuzeigen. Dies geschieht im Rahmen des BMBF-Verbundvorhabens System Laptev-See bis 20. September mit der russisch-deutschen Expedition Transdrift XII. Hierzu werden Meeresobservatorien für den Zeitraum von zwei Jahren verankert und Feldstudien durchgeführt. Die Expedition Transdrift XII ist die erste von sieben Expeditionen in den nächsten 30 Monaten.

(idw – Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, 14.09.2007 – DLO)

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