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.“

Route muss flexibel angepasst 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.

Forschungsziel

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.

Technologieeinsatz

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.

Unwirtliche Region voller Leben

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!

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christian Haas
christian.haas@awi.de

Dr. Ilka Peeken
ilka.peeken@awi.de

Quelle: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung