Forschungsschiff Polarstern durchfährt erstmals Nordwestpassage

Das deutsche Forschungsschiff Polarstern, das vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft betrieben wird, befährt erstmals die Nordwestpassage.

Polarstern hat am 12. August den Hafen von Reykjavik verlassen, Grönland südlich umschifft und befindet sich derzeit am Beginn der Nordwestpassage. Ziel ist die Ostsibirische See, wo geowissenschaftliche Messungen an der Schnittstelle zwischen dem Mendelejew-Rücken und dem ostsibirischen Schelf im Fokus der Expeditionsteilnehmer stehen.

Die im Rahmen des Internationalen Polarjahres angestrebten Messdaten sollen helfen zu verstehen, wie die untermeerischen Gebirgszüge und Becken des Arktischen Ozeans gebildet wurden. Diese Expedition führt die Wissenschaftler in 68 Tagen rund um den Nordpol, denn die Rückfahrt soll über die Nordostpassage stattfinden.

Auf den Spuren Alfred Wegeners, der die Theorie der Kontinentalverschiebung 1915 begründete, möchten die Wissenschaftler die tektonischen Zusammenhänge am Grund des Nordpolarmeeres klären. Sie bedienen sich dazu seismischer Messmethoden, die einen Blick in die Schichtabfolgen von Gesteinen und Sedimenten im Meeresboden ermöglichen.

„Am Meeresboden finden wir Gebirge, die ähnlich hoch sind wie die Alpen,“ sagt Fahrtleiter Dr. Wilfried Jokat. „Diese sind teilweise von Sedimenten überlagert, so dass wir unter die Oberfläche schauen müssen, um Hinweise auf die geologische Entstehungsgeschichte des Mendelejew-Rückens zu finden,“ so der Geophysiker weiter.

Wo der Mendelejew-Rücken auf den Ostsibirischen Schelf trifft, treten mitunter sehr alte Schichten an die Oberfläche des Meeresgrundes. Finden die Wissenschaftler mit Hilfe der Messtechnik an Bord von Polarstern solche Stellen, so wollen sie versuchen mit einem Schwerelot Kerne zu ziehen, denn hier treten 50 Millionen Jahre alte Gesteine an die Oberfläche.

Normalerweise können mit dem Schwerelot, mit dessen Hilfe man Kerne der oberen zehn bis 15 Meter ziehen kann, nur Schichten bis zu einem Alter von einer Million Jahre beprobt werden. Sowohl die Sedimentkerne als auch die seismischen Profile sollen dazu genutzt werden, einen Vorschlag für eine zukünftige arktische Tiefenbohrung weiter zu stützen.

Im Rahmen des internationalen Tiefbohrprogramms IODP (Integrated Ocean Drilling Program) soll in den nächsten Jahren ein langer Bohrkern gewonnen werden, der von Forschern aus aller Welt mit Spannung erwartet wird, denn er wird weitere Einblicke in die erdgeschichtlichen Zusammenhänge der Arktis in den letzten 100 Millionen Jahre offenbaren.

Weiterhin gibt es in der Ostsibirischen See Gebiete mit hohen Sedimentationsraten. Wenn es gelingt, hier Sedimentbohrkerne zu ziehen, lassen diese Rückschlüsse auf die Klimageschichte in der jüngeren geologischen Vergangenheit zu. So gibt der Gehalt an organischem Kohlenstoff in Sedimentkernen Hinweise auf die biologische Aktivität und Forscher können die Temperatur und die Eisbedeckung bis zu eine Million Jahre vor unserer Zeit rekonstruieren.

Auch in der Gegenwart gelangt organischer Kohlenstoff über Flüsse in den arktischen Ozean, weshalb sich die Ozeanografen für die Ostsibirische See interessieren. Ähnlich wie bei den vorhergehenden Fahrtabschnitten nehmen sie Wasserproben und messen Temperatur, Salzgehalt und Tiefe. Zusätzlich bestimmen sie den Gehalt an terrestrischem Kohlenstoff im Wasser, über den sie berechnen können, aus welchen Flüssen das untersuchte Wasser stammt und wie lange es unterwegs ist. Diese Daten sollen helfen, die auch klimawirksamen Strömungssysteme im Nordpolarmeer besser zu verstehen.

Veränderungen in den Meeresströmungen wirken sich ebenfalls auf die belebte Umwelt aus. Daher ermitteln Biologen die Artenzusammensetzung in Proben verschiedener Gebiete und Tiefen und vergleichen diese mit Messungen aus den 1990er Jahren. So können sie ableiten, ob sich beispielsweise eine veränderte Eisbedeckung auf die biologische Produktivität des Systems auswirkt. Detaillierter soll die Ruderfußkrebsart Oithona similis untersucht werden, die sowohl im Arktischen als auch im Antarktischen Ozean und in der Nordsee auftritt. Wie sie sich in diesen unterschiedlichen Klimazonen erfolgreich fortpflanzen kann, wollen die Forscher in Experimenten an Bord ermitteln.

All diese Untersuchungen sind von äußeren Faktoren wie dem Wetter und vor allem der Eisbedeckung abhängig. So war noch vor zwei Monaten unklar, ob Polarstern durch die Nordwestpassage fahren kann, ein alternatives Messprogramm für die Grönlandsee lag in der Schublade. Die aktuellen Satellitenbilder zeigen, dass die Nordwestpassage nahezu eisfrei ist und wahrscheinlich ohne große Probleme befahren werden kann. Weiterhin wird sich Fahrtleiter Jokat während der Expedition mit kanadischen und US-amerikanischen Kollegen kurzschließen, die derzeit in der Beaufortsee Vermessungsarbeiten durchführen. Sie können direkte Eindrücke der Eisbedingungen weitergeben, die kein Satellit liefern kann.

Nach der Rückfahrt von Polarstern durch die Nordostpassage wird das Forschungsschiff voraussichtlich am 19. Oktober wieder in Bremerhaven eintreffen.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und 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 fünfzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.