Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher berichten nach Rückkehr von FS Polarstern über Veränderungen des arktischen Meereises

06.10.2011
Jung und dünn, statt dick und alt: In der zentralen Arktis hat der Anteil des alten, dicken Meereises deutlich abgenommen. Stattdessen wird die Eisdecke nun zu großen Teilen aus dünnen, einjährigen Schollen gebildet.

So lautet eines der Ergebnisse, mit denen Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft von der 26. Arktis-Expedition des Forschungseisbrechers Polarstern zurückgekehrt sind.

Das Schiff lief heute morgen gegen 7 Uhr in seinen Heimathafen Bremerhaven ein. Zuvor hatte es auf seiner 16-wöchigen Forschungsfahrt mehr als 11 800 Seemeilen zurückgelegt und auf drei Etappen rund 130 Wissenschaftler aus sechs Ländern beherbergt. Der letzte Fahrtabschnitt führte durch den zentralen Arktischen Ozean, wobei die Polarstern auch den Nordpol erreichte. Eine der wichtigsten Forschungsfragen lautete: Ist das Meereis in diesem Sommer stärker abgeschmolzen und damit dünner als in den vergangenen Jahren?

Um sie zu beantworten, setzten die Meereisphysiker um Dr. Marcel Nicolaus und Dr. Stefan Hendricks ein Messinstrument namens „EM-Bird“ ein. Diese fast vier Meter lange, torpedoförmige Sonde wird mit dem Hubschrauber über das Eis geflogen und misst die Eisdicke mithilfe eines elektromagnetischen Induktionsverfahrens. Auf diese Weise haben die Meereisphysiker ein Eisdickenprofil der zentralen Arktis über eine Gesamtstrecke von mehr als 2500 geflogene Kilometer erstellt. Ihr Fazit lautet: Dort, wo das Meereis in den vergangenen Jahrzehnten hauptsächlich aus alten, dickeren Eisschollen bestand, findet sich derzeit überwiegend einjähriges Eis mit einer Durchschnittsdicke von 90 Zentimetern. Lediglich im Kanadischen Becken und nahe der nordsibirischen Inselgruppe Sewernaja Semlja stießen die Meereisphysiker auf nennenswerte Mengen mehrjährigen Eises. Dieses alte Eis ist in der Regel zwischen zwei und fünf Meter dick.

Im Vergleich zu ihren Messungen aus dem Jahr 2007, in dem die Meereis-Ausdehnung auf ein Rekordminimum von 4,3 Millionen Quadratkilometer zurückgegangen war, fanden die Forscher jedoch noch keine Unterschiede. „Das Eis hat sich nicht erholt. Es scheint auch in diesem Sommer genauso stark abgeschmolzen zu sein wie im Jahr 2007. Ja, es ist genauso dünn wie im Rekordjahr“, sagt Hendricks.

Deutliche Unterschiede konnten die Forscher dort nachweisen, wo das Eis in diesem Sommer fehlte – zum Beispiel in der Laptewsee. „Auf unserer Expedition im Jahr 2007 stießen wir im September in der Laptewsee bereits auf dünnes, neugebildetes Eis. Diesmal aber war von Eisbildung weit und breit nichts zu spüren. Die Wassertemperatur in zehn Metern Tiefe betrug drei Grad Celsius – so stark hatte die Sonne die eisfreien Wasseroberflächen erwärmt“, sagt Prof. Dr. Ursula Schauer, wissenschaftliche Leiterin des Fahrtabschnittes durch die zentrale Arktis. Diese Erwärmung ist aber nur auf die obersten Schichten beschränkt. In der Tiefe des Arktischen Ozeans sorgt kälteres Wasser aus dem Atlantik derzeit für sinkende Wassertemperaturen.

Wichtige Fortschritte gelangen den Meereisphysikern auch bei der Frage, wie viel Sonnenlicht durch das Eis dringt. Dazu setzten sie zum ersten Mal ein per Kabel ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug ein. Das sogenannte ROV (Remotely Operated Vehicle) tauchte bis zu 100 Meter tief unter das Eis und erfasste mit einem Spektralradiometer flächenhaft die Verteilung des Sonnenlichtes unter dem Eis. „Unsere Messungen haben gezeigt, dass die Lichtmenge unter dem Eis stark vom Eistyp abhängt. Mehrjähriges Eis lässt am wenigsten Licht durch, weil es wenige Schmelztümpel und an der Oberfläche eine dicke Schicht aus verwittertem Eis besitzt“, sagt Nicolaus. Einjähriges Eis dagegen sei schon lichtdurchlässiger, besonders in Bereichen mit vielen Schmelztümpeln. Die größten Lichtmengen haben die Forscher unter neuem Eis gemessen. „Aus diesen Ergebnissen können wir schlussfolgern, dass der beobachtete Wandel von einer mehrjährigen zu einer saisonalen arktischen Eisbedeckung zu einer Zunahme des Lichts im Arktischen Ozean führen wird, besonders im Sommer und Herbst“, sagt Nicolaus.

Veränderungen der Meereisdicke und -ausdehnung haben auch unmittelbare Konsequenzen für das Ökosystem des Arktischen Ozeans. Der Grund: Die Eisrandzone ist so etwas wie der „Garten des Arktischen Ozeans“. Durch das Schmelzen des Meereises werden zum einen Algen aus dem Eis ins Meer entlassen. Zum anderen mischt sich das Süßwasser des Eises mit dem Meerwasser. Da ersteres eine geringere Dichte als Meerwasser besitzt, kommt es zu einer stabilen Schichtung des Oberflächenwassers. Die Folge: Die Algen bleiben in der obersten, lichtdurchfluteten Wasserschicht und beginnen zu wachsen. Es kommt zu sogenannten „Algenblüten“. Diese Algen wiederum bilden den Anfang der arktischen Nahrungsnetze. Wissenschaftlich umstritten ist derzeit jedoch, ob der Arktische Ozean aufgrund des Eisrückganges und der damit verbundenen Lichtzunahme „produktiver“ wird.

Wissenschaftler wie Dr. Ilka Peeken untersuchten deshalb die Biologie der Algen nicht nur im Meereis, sondern auch in den Schmelztümpeln und in der Wassersäule unter dem Eis. Die ersten Ergebnisse zeigen regionale Unterschiede: Im atlantischen Teil der zentralen Arktis waren sowohl im Eis, als auch in den Schmelztümpeln und in der Wassersäule die Algenbiomasse und die Kohlenstoffaufnahme deutlich höher als im pazifischen Teil.

Ähnliches gilt für das klimarelevante Spurengas Methan, das bei der Algenblüte entstehen kann. Messungen der Biogeochemiker um Dr. Ellen Damm zeigten, dass die Bildung und Freisetzung des Treibhausgases davon beeinflusst wird, welche Region des Arktischen Ozeans saisonal eisfrei ist. Zudem gelang es den Forschern erstmals nachzuweisen, wie viel Methan im Eis zu Kohlendioxid oxidiert wird.

Diese und viele andere Momentaufnahmen des Sommers 2011 wollen die Wissenschaftler nun mit ihren Ergebnissen aus dem Jahr 2007 sowie mit den Daten der zwei arktischen Langzeit-Observatorien des Alfred-Wegener-Institutes in der Framstraße vergleichen. Die sogenannte „Verankerungskette“ und das Tiefsee-Observatorium HAUSGARTEN waren die Ziele der ersten beiden Expeditionsabschnitte. Ihre verschiedenen Messgeräte müssen regelmäßig ausgetauscht, die Daten an Bord der Polarstern ausgelesen und die Sensoren neu geeicht werden. Nur so lassen sich Umweltveränderungen detailliert erfassen.

Polarstern befindet sich derzeit für routinemäßige Wartungsarbeiten in der Lloyd Werft und wird voraussichtlich am 28. Oktober 2011 zur nächsten Expedition Richtung Antarktis auslaufen.

Ausführliche Berichte unserer Wissenschaftler über den dritten Fahrtabschnitt finden Sie zudem im Polarstern-Blog auf www.geo.de (http://www.geo.de/blog/geo/polarstern-blog).

Ihre Ansprechpartnerin in der Abteilung Kommunikation und Medien des Alfred-Wegener-Instituts ist Sina Löschke (Tel.: 0471 4831-2008; E-Mail: Sina.Loeschke@awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 17 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Satelliten erfassen Photosynthese mit hoher Auflösung
13.10.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

nachricht Erforschung des grönländischen 79°-Nord-Gletschers
12.10.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz