Forschung auf, über und unter dem Eis
Wissenschaftler aus 20 Nationen verbrachten ein Jahr auf der Polarstern im arktischen Meer. In fünf Forschungsetappen untersuchten sie das arktische Klimasystem. Festgefroren an einer Eisscholle, 2,5 mal 3,5 Kilometer groß, errichtete das MOSAiC-Team eine Forschungsstadt mit verschiedenen Wissenschaftscamps auf dem Eis.
Sogar im Umkreis von 50 Kilometern wurden noch autonome Messstationen aufgebaut. Erforscht wurde der Ozean bis in 4000 Meter Tiefe, das Eis selbst, sowie die Atmosphäre bis in über 30.000 Meter Höhe.
High-Tech auf der Scholle
Zuerst legte das MOSAiC-Team ein mehr als fünf Kilometer langes Wegenetz zwischen den einzelnen Forschungscamps an und installierte Stromleitungen, um die Stationen mit Energie zu versorgen. Außerdem verlegten sie Datenkabel, um alle gesammelten Informationen zum Schiff senden zu können.
Ebenfalls wichtig: eine große dunkle Zone, in der kein künstliches Licht verwendet wurde. Denn das Licht kann das Ökosystem sowohl auf als auch unter dem Eis beeinflussen, da das Gebiet während der Polarnacht normalerweise nur vom Mond und den Sternen beleuchtet wird. In der dunklen Zone verwendeten die Forscher ausschließlich Infrarotlicht, um die Beobachtung der natürlichen Bedingungen so störungsfrei wie möglich durchführen zu können.
ROV City – die Heimat der Tauchroboter
In ROV-City arbeiteten vor allem Meereisforscher, Meeresbiologen und Ozeanographen. Wichtigste Forschungsmittel: ferngesteuerte Fahrzeuge (Remotely Operated Vehicles, kurz ROV) mit den Spitznamen "Beauty" und "Beast". Vollgepackt mit Messinstrumenten tauchten die "Beauty" und das "Beast" während der Expedition mehr als 80-mal unter das Eis. Zum ersten Mal konnte mit ihnen die Untereis-Umgebung in der zentralen Arktis über ein ganzes Jahr untersucht werden. Meeres- und Eisbiologen sammelten mit ihnen Wasserproben, beobachteten mit den Kameras das Leben unter dem Eis und konnten auch Netze einsetzen, um Proben für weitere Untersuchungen im Eislager und an Bord der Polarstern zu sammeln.
Das ROV-Team steuerte "Beauty" und "Beast" von einem beheizten Zelt aus. Durch ein Loch im Eis glitten die ROVs dann in das eiskalte Wasser. Währenddessen musste draußen ein Mitglied der Gruppe ständig Ausschau nach Eisbären halten.
ICE-City – Das Eis lebt
Das Meereisteam untersuchte, wie sich die Eigenschaften von Schneedecke und Meereis im Laufe des Jahres verändern. Offene Fragen sind der Austausch von Energie und chemischen Verbindungen zwischen Atmosphäre, Schnee, Meereis und Ozean. Zum Beispiel untersuchten sie die Dynamik des heutigen dünneren und beweglicheren Eises. Wann bilden sich Packeishügel oder Kanäle im Eis? Wie treiben Meeresströmungen und Winde in der Atmosphäre die Eisdrift an? Ein Gefrierlaborbehälter wurde eingesetzt, um das ganze Jahr über Schnee- und Meereisproben zu sammeln.
MET City – das Forschungscamp der Meteorologen
Die Meteorologen arbeiteten am Rande des Forschungscamps. Dort wurden unter anderem Luftströme gemessen, die vom Schiffskörper verwirbelt werden konnten, wenn der Wind aus dieser Richtung wehte.
Met City war dank seiner hohen Sensormasten gut von der Polarstern aus zu erkennen. Unter anderem sammelten die Meteorologen dort physikalische Daten, Informationen über den Zustand der Atmosphäre, die Sonnen- und Wärmestrahlung und die Feuchtigkeitsverteilung.
Ein weiteres Zelt diente als Hangar für Ballons, die sich ununterbrochen in etwa zwei Kilometern Höhe über dem Forschungslager befanden. Diese Ballons untersuchten direkt die Zusammensetzung der Atmosphäre.
Für die atmosphärischen Untersuchungen waren außerdem die Polarforschungsflugzeuge, Hubschrauber und ferngesteuerten Drohnen des AWI sehr wichtig.
Ocean City – Meerwasser unter der Lupe
In Ocean City drehte sich alles um Meerwasserforschung. Hier verwendeten die Forscher eine Winde, um ihre Messgeräte durch ein Loch im Eis in das Wasser des Arktischen Ozeans zu versenken. So holten sie Wasserproben aus bis zu vier Kilometern Tiefe an die Oberfläche. Um zu verhindern, dass das Wasser beim Auftauchen sofort in der kalten Luft gefriert, war das Loch von einem mehrere Meter breiten Zelt umgeben, das auf einige Grad über Null erhitzt wurde.
Außerdem wurde hier auch die CTD-Rosette, eine Sonde für Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefenerfassung, in den Ozean gelassen. Ihr deutlich größerer Bruder konnte nur mit den Kränen der Polarstern direkt neben dem Schiff zu Wasser gelassen werden.
Dank der MOSAiC-Expedition weiß man schon jetzt, dass es unter dem Eis auch im Winter Leben gibt. Zwar nicht so wie im Frühjahr, aber einen Winterschlaf kennen die Tiere und Pflanzen des Arktischen Ozeans nicht.