Spärliches Meereis, Tausende von Datenpunkten und Proben, überraschend viele Tiere und hydrothermale Quellen – das sind die Eindrücke und Ergebnisse, die ein internationales Forscherteam jetzt von einer Polarstern-Expedition in die Zentralarktis mitbringt. Nach einer viermonatigen Arktissaison wird der Forschungseisbrecher des Alfred-Wegener-Instituts voraussichtlich am Sonntag mit dem morgendlichen Hochwasser wieder in Bremerhaven eintreffen.
Wenn der Forschungseisbrecher Polarstern voraussichtlich am Sonntag, 13. Oktober 2024, nach Bremerhaven zurückkehrt, wird die ArcWatch-2-Expedition einen aktuellen wissenschaftlichen Überblick über die eurasische und zentrale Arktis nach Hause bringen. Forscher aus 17 Ländern und 24 Instituten haben einen umfangreichen Datensatz erstellt, der die Atmosphäre, die Ozeanzirkulation, die Meereisphysik, die Geochemie und das Ökosystem umfasst. Nach der Rückkehr des Schiffes sollen die Daten genutzt werden, um einen besseren Einblick in die Veränderungen der Arktis als Teil des globalen Ozean- und Klimasystems zu gewinnen.
Laut Prof. Benjamin Rabe, leitender Wissenschaftler der ArcWatch-2-Expedition und physikalischer Ozeanograph am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), „haben wir im Vergleich zum langjährigen Mittel eine ungewöhnlich geringe Eisbedeckung beobachtet.“ in der zentralen Arktis, obwohl die Bedingungen denen ähnelten, die wir letztes Jahr auf der ArcWatch-1-Expedition gesehen haben. Jetzt werden sich unsere Analysen teilweise darauf konzentrieren, wie dies mit den anderen Aspekten zusammenhängt, die wir untersucht haben: der Atmosphäre und der Ozeanzirkulation.
Auch Letzteres verändert sich, wie Dr. Céline Heuzé, physikalische Ozeanographin an der Universität Göteborg, berichtet: „Ein erster Blick auf die vorläufigen Temperatur- und Salzgehaltsdaten deutet auf Veränderungen in der Zirkulation des Atlantikwassers hin, die jedoch noch bestätigt werden müssen.“ mit einer Analyse der vollständig kalibrierten Daten.“
Die ozeanographischen Analysen werden mit einem weiteren Schwerpunkt der Expedition kombiniert: der Meereschemie. Die entsprechenden Arbeitsgruppen sammelten Daten beispielsweise zu Spurenmetallen, die auch für Meeresorganismen lebenswichtig sind. Das Team untersuchte auch den anthropogenen Materialeintrag, Kohlenstoff in Form verschiedener Verbindungen, Nährstoffe und Schadstoffe wie Quecksilber. Dadurch wird es möglich, chemische Veränderungen in den Tiefen des Arktischen Ozeans abzuschätzen, die Satelliten nicht erkennen können.
Zu diesem Zweck wurden mehr als 20.000 Liter Wasserproben gesammelt – erstmals auch mit einem neuen, besonders sauberen Probenahmesystem, das vom AWI entwickelt wurde. Landseitig werden diese Proben einer gründlichen Analyse unterzogen und anschließend in das internationale Forschungsprogramm GEOTRACES einfließen.
„Dann können wir zum Beispiel sehen, wie sich historische Umwelteinträge weiter ausbreiten – aber auch, wo die jüngste Umweltgesetzgebung bereits zu einer deutlichen Reduzierung der Schadstoffbelastung geführt hat“, erklärt Dr. Walter Geibert, Geochemiker am AWI und Mitautor der Studie. Leiter der Expedition.
Ein weiterer Höhepunkt der Expedition aus meereschemischer Sicht war die Wolke, die von einer hydrothermalen Quelle in einer tiefen Region des Gakkel-Rückens erzeugt wurde, wo das AWI noch nie zuvor eine solche entdeckt hatte. Diese Entlüftungsöffnungen bieten wichtige Zutrittswege für Materialien in den Ozean, obwohl bisher nur wenige davon in der Arktis beobachtet wurden.
Zur unschätzbar wertvollen wissenschaftlichen Ladung des Schiffes gehören auch Hunderte von Gewebeproben, die von mehr als 80 Fischen entnommen wurden. Durch die Kombination verschiedener Schleppleinen, Netze und akustischer Methoden konnten die Biologen unzählige Fische, Tintenfische und Garnelen in der zentralen Arktis dokumentieren.
„Leuchtende Sardinen der Gattung Benthosema waren im zentralen Arktischen Ozean allgegenwärtig“, berichtet AWI-Biologe Dr. Hauke Flores, der das Biologieteam an Bord leitete. Seine erste Einschätzung der Ergebnisse: „Diese weniger als zehn Zentimeter langen Fische sowie die Garnelen und Tintenfische, die wir gefunden haben, deuten darauf hin, dass das Ökosystem rund um den Nordpol artenreicher ist als bisher angenommen.“
Zusammen mit Proben, die zur Verteilung und Biodiversität mikrobieller und planktonischer Lebensgemeinschaften im Wasser und Meereis gesammelt wurden, stellen diese Daten im Zusammenhang mit dem EU-Projekt SciCAO eine wichtige Grundlage für das Fischereiabkommen über den zentralen Arktischen Ozean (CAOFA) dar; Das Abkommen sieht vor, fundierte wissenschaftliche Erkenntnisse zu sammeln, bevor über eine ökologisch nachhaltige Entwicklung der Fischerei nachgedacht werden kann.
Darüber hinaus hat das AWI-Meereisteam bei der jüngsten Polarstern-Expedition Eisdickenmessungen mit Bordhubschraubern des Schiffes durchgeführt. „Für die elf Vermessungsflüge geeignete Wetterstellen zu finden, war nicht einfach – alles in allem hatten wir nur vier Tage und sechs Stunden wolkenloses Wetter, als das Schiff das Meereis durchquerte“, sagt AWI-Meereisphysiker Dr. Niklas Neckel.
Nebel und Wolken sind typisch für die Arktis im Sommer und waren ein wichtiger Teil der Forschung des Eis-/Atmosphärenteams der Expedition. Auch bei einem Livestream von Bord waren diese Zustände zu sehen: Am 19. September hatten Zuschauer die Gelegenheit, mit unseren Forschern auf dem AWI-YouTube-Kanal zu chatten und die Polarstern am Nordpol aus der Drohnenperspektive zu sehen. Im Rahmen eines Pilotprojekts wurden die wissenschaftlichen Drohnen vor allem zur Unterstützung der Navigation und zur Untersuchung der Eisoberfläche eingesetzt.
Seit Anfang Juni war die Polarstern auf insgesamt drei Expeditionen in die Arktis. Im Juli und August lief sie in den Häfen von Tromsø (Norwegen) und Longyearbyen (Spitzbergen) an, um Personal auszutauschen, wissenschaftliche Ausrüstung zu transferieren und Proviant und Treibstoff zu bunkern. Das Schiff wird voraussichtlich mit der morgendlichen Flut (ca. 9:00 Uhr) am 13. Oktober eintreffen und dann bis Ende November für routinemäßige Wartungs- und Reparaturarbeiten in der Bremerhavener Lloyd Werft verbleiben, bevor es zur Antarktissaison 2024/25 aufbricht .