KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Ein starker Temperaturabfall hat vor 137 Millionen Jahren das ausgeglichene, warme Klima der Kreidezeit kurz unterbrochen.

Glendonit von Spitzbergen aus dem Valanginium – Foto: Dr. Elizabeth Nunn

Die Wassertemperatur im Arktischen Ozean fiel von etwa 13 Grad auf 4 bis 7 Grad Celsius ab, sodass eventuell sogar die Pole vereisten. Gregory Price von der University of Plymouth und Elizabeth Nunn von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben Gesteinsproben mit Belemniten und fossilen Glendoniten aus Spitzbergen untersucht, um die Temperatur des Arktischen Ozeans vor 140 bis 136 Millionen Jahren zu ermitteln. Die Rekonstruktion des Paläoklimas hilft dabei, die Prognosen über die zukünftige Klima- und Umweltentwicklung zu verbessern und den Einfluss des Menschen auf das Klima abzuschätzen. Die Temperatur der Ozeane spielt für die Klimageschichte eine wichtige Rolle.

Nach bisherigen Erkenntnissen herrschte in der Kreidezeit ein global ausgeglichenes, warmes Klima mit hohen CO2-Werten, wobei auch schon immer wieder über kältere Perioden spekuliert worden war. Die jetzige Untersuchung der beiden Wissenschaftler belegt einen kurzen Kälteeinbruch vor 137 Millionen Jahren. „Es ist richtig kalt geworden, wenn wir es mit der durchschnittlichen Wassertemperatur in den arktischen Bereichen von 13 Grad oder vielleicht sogar 20 Grad vergleichen“, sagt Nunn. Während der Kreide-Warmzeit besiedelten Dinosaurier auch die Polarregion. Während marine Reptilien wie Pliosaurus und Ichtyosaurus bei Kälteeinbruch möglicherweise migrierten, ist unklar, wie Dinosaurier mit den kälteren Bedingungen klargekommen sind.

In ihrer Arbeit haben Nunn und Price Gesteine auf Spitzbergen untersucht, die für Paläontologen eine ideale Abfolge von Meeresablagerungen der damaligen Zeit offenlegen, als das Gebiet noch ein flaches Meer war. Einige Gesteinsschichten aus dem Valanginium der Unterkreide sind reich an Belemniten, also Fossilien, die unseren heutigen Tintenfischen ähneln, und fossilen Glendoniten, zwei bis drei Zentimeter großen Kristallen aus Kalziumkarbonat. An diesen Relikten können die Wissenschaftler das Verhältnis zweier Sauerstoffisotope bestimmen und daraus Rückschlüsse auf die Wassertemperatur ziehen. „Wird es kälter, dann wird das Sauerstoffisotop 16 vermehrt im Eis eingeschlossen und das Isotop 18 reichert sich relativ zum Isotop 16 im Meerwasser an. Dieses Verhältnis speichern Belemniten und Glendonite ab“, so Nunn.

Dr. Elizabeth Nunn kam vor zweieinhalb Jahren von der University of Plymouth an das Department für Angewandte und Analytische Paläontologie des Instituts für Geowissenschaften. Zurzeit untersucht die Wissenschaftlerin, ob und inwieweit es auch saisonale Temperaturveränderungen gegeben hat. Solche Wechsel von Sommer zu Winter oder umgekehrt hätten sich während der kurzen Lebenszeit der Belemniten – sie lebten wahrscheinlich nur ein bis drei Jahre – niedergeschlagen und könnten mit der heutigen analytischen Methodik ermittelt werden.

Wird das Eis auf dem Nordpolarmeer immer dünner? Forschungsflugzeug Polar 5 misst Meereiseisdicke nördlich von Grönland.

Die Polar 5 auf dem Eis vor dem Start zu einem Messflug – (c) Johannes Käßbohrer / AWI

Die Meereisausdehnung in der Arktis wird im September ihr jährliches Minimum erreichen. Prognosen lassen vermuten, dass es nicht so gering ausfallen wird wie im Jahr 2007, dem Jahr der geringsten Ausdehnung seit Satelliten diese aufzeichnen. Meereisphysiker vom Alfred-Wegener-Institut sorgen sich trotzdem um das langjährige Gleichgewicht im Nordpolarmeer. Sie haben Indizien dafür, dass die Masse des Meereises schwindet, weil seine Dicke abnimmt. Um dies zu belegen, messen sie derzeit die Eisdicke nördlich und östlich von Grönland mit dem Forschungsflugzeug Polar 5. Ziel der gut einwöchigen Kampagne ist es, den Export von Meereis aus der Arktis zu bestimmen. Hierüber findet etwa ein Drittel bis die Hälfte des Süßwasserexports aus dem Nordpolarmeer statt – ein wichtiger Antriebsfaktor im globalen Ozeanströmungssystem.

Die Frage, wann die Arktis im Sommer eisfrei sein wird, beschäftigt die Meereismodellierer um Prof. Dr. Rüdiger Gerdes vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft schon seit längerem. Satelliten erfassen die Ausdehnung des arktischen Eises seit mehr als 30 Jahren. Für die Bilanz, wie viel Meereis es gibt, ist neben der flächigen Ausdehnung auch die Dicke des Eises entscheidend. Diese lässt sich bisher jedoch nur vor Ort bestimmen: Beispielsweise mit Hilfe des so genannten EM-Bird, einem elektromagnetischen Messgerät, das Helikopter oder Flugzeuge in geringer Höhe über das Eis schleppen. Für Gerdes eine ganz besondere Aufgabe, denn gewöhnlich modelliert er seine Prognosen am heimischen Computer. Die Messkampagne mit dem Forschungsflugzeug Polar 5 des Alfred-Wegener-Instituts führt ihn jetzt erstmalig auf Expedition in die Arktis. „Ich bin sehr gespannt auf die Ergebnisse der Eisdickenmessungen“, so Gerdes. „Nur wenn wir wissen, wie das Eis unterschiedlicher Dicken verteilt ist, können wir berechnen, wie viel Süßwasser aus dem Nordpolarmeer über Eis abtransportiert wird.“

Ungefähr 3000 Kubikkilometer Eis driften jährlich aus dem Nordpolarmeer, das entspricht etwa 2700 Milliarden Tonnen. Das Eis exportiert Süßwasser, das über Flüsse und durch Niederschläge ins Nordpolarmeer gelangt. So wird dessen Salzgehalt aufrechterhalten, der langfristig konstant war. Der weltweit beobachtete Temperaturanstieg ist in den arktischen Breiten besonders ausgeprägt. Seit mehreren Jahren beobachten Forscher, dass das Eis immer dünner wird. Dadurch speichert und exportiert es weniger Süßwasser, und der Salzgehalt (auch als Salinität bezeichnet) des Arktischen Ozeans nimmt ab. Dies beeinflusst einerseits alle Lebewesen, die sich an die Bedingungen angepasst haben. Andererseits wirken sich Änderungen in der Salinität auch auf Strömungsmuster der globalen Ozeanzirkulation und damit den meridionalen Wärmetransport aus. Bei der Messkampagne TIFAX (Thick Ice Feeding Arctic Export) interessiert die Wissenschaftler besonders das mehrere Meter dicke, mehrjährige Eis, das vor allem an der Nordküste Grönlands vorkommt. „Hier von Station Nord aus die Messflüge zu starten, ist ein besonderes Abenteuer“, berichtet Gerdes von einer der nördlichsten Messstationen der Welt. „Mit dem hoch technisierten Forschungsflugzeug durch nahezu unbesiedelte Gebiete der Arktis zu fliegen ist ein starker Kontrast zu meiner Modellierungsarbeit am Computer.“

Nach dem Höhepunkt der letzten Eiszeit vor rund 21000 Jahren folgten die Mammuts den sich zurückziehenden Gletschern in kühlere Regionen der Nordhalbkugel.

Mammuts starben aufgrund des Klimawandels aus – Abbildung: Mauricio Anton / Wikipedia

Dort starben die beeindruckenden Tiere sowie weitere große Säuger wie Wollnashorn und Höhlenlöwe vor etwa 11000 Jahren aus. Für dieses Massensterben wurden lange Zeit vor allem eiszeitliche Jäger verantwortlich gemacht. Jetzt belegt eine aktuelle Studie: Der Mensch war wahrscheinlich nicht die Hauptursache für das Aussterben der Eiszeitriesen. Der Grund war wohl vielmehr das sich verändernde Klima.
Die bisher umfangreichste Untersuchung über Klima und Vegetation der Nordhalbkugel während der letzten Eiszeit wurde im renommierten Fachjournal „Quarternary Science Reviews“ veröffentlicht. Neben Wissenschaftlern aus England und Schweden ist auch der kürzlich an das Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) berufene Professor Thomas Hickler daran beteiligt. Der Leiter des Projektbereichs “Dynamische Biosphäre und Klimavariabilität” sagte: „Die so genannte Megafauna hat bereits frühere Warmzeiten überlebt. Deshalb gingen bisher viele davon aus, dass die menschliche Jagd die Hauptursache für ihr Aussterben war. Unsere Ergebnisse bestätigen jedoch Untersuchungen der letzten Jahre, die dem Klima die größere Rolle beimessen.“

Anhand von Pollendaten und Computersimulationen untersuchten die Wissenschaftler die durch den damaligen Klimawandel verursachten Veränderungen der Vegetation während und nach der Eiszeit. Die Ergebnisse belegen eindrucksvoll, wie sich der Lebensraum – parallel zu steigenden Temperaturen, bei zunehmender Feuchtigkeit und dem gleichzeitigen Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre – verändert hat. Die Produktivität der Ökosysteme nahm dabei insgesamt zu. Die für die einst riesige Eiszeitsteppe typische krautige Biomasse, von der sich Eiszeitriesen wie Wollmammut und Wollnashorn ernährt hatten, wurde durch Wälder und Tundren verdrängt und ging stark zurück. Die großen Säugetiere fanden deshalb immer weniger Nahrung – was schließlich, in Kombination mit der Bejagung durch den Menschen, zu ihrem Aussterben führte. Und ohne die großen Pflanzenfresser fehlte auch Fleischfressern wie Höhlenlöwen und Höhlenbären die Beute, sie verschwanden ebenfalls.

Thomas Hickler sieht in diesen eiszeitlichen Ereignissen eine Parallele zur heutigen Zeit. Im Hinblick auf die Bedrohung von Arten und Lebensräumen äußert der BiK-F-Wissenschaftler: „Die Auswirkungen der Kombination aus Klimawandel und menschlicher Einflussnahme auf die Ökosysteme könnte auch in naher Zukunft zu Massenaussterben führen, zumal es wahrscheinlich noch deutlich wärmer wird als damals. Außerdem greift der Mensch heute viel stärker in die Umwelt ein als damals durch die Jagd. Land- und Forstwirtschaft nehmen bereits zirka 50 Prozent der Landoberfläche in Anspruch, und immer mehr Menschen konkurrieren mit der Artenvielfalt um das, was noch übrig ist.“

Originalpublikation:

Judy R.M. Allen, Thomas Hickler, Joy S. Singarayer, Martin T. Sykes, Paul J. Valdes, Brian Huntley,: Last glacial vegetation of northern Eurasia. – Quaternary Science Reviews doi:10.1016/j.quascirev.2010.05.031.

Forscher wollen Rückschlüsse auf Klimabedingungen und Höhe des Meeresspiegels in der letzten Warmzeit ziehen.

Eislabor in sechs Metern Tiefe im grönländischen Eis – Foto: S. Kipfstuhl / AWI

Ende Juli hat die Eiskerntiefbohrung NEEM (North Greenland Eemian Ice drilling) auf dem grönländischen Eisschild das Felsbett in einer Tiefe von 2537,36 Metern erreicht. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 14 Ländern sind am NEEM-Projekt beteiligt. Es ist das Eiskernbohrprojekt mit der bisher größten internationalen Beteiligung. Ein großes Ziel bestand darin, erstmals grönländisches Eis aus der kompletten letzten Warmzeit zu erbohren, dem Eem-Erdzeitalter, das von etwa 130.000 bis 115.000 Jahren vor heute dauerte. Dies ist dem internationalen Forscherteam jetzt nach fünf Jahren Projektlaufzeit gelungen. Sie konnten darüber hinaus sogar Material der davor liegenden Eiszeit bergen. In den beiden untersten Metern direkt über dem Felsbett enthielt der Eiskern Gesteins- und anderes Material aus einer Zeit, in der Grönland eisfrei war.

„Wir erwarten, dass sowohl genetisches Material als auch Pollen im Eis zu finden sind und uns mehr über die Pflanzen erzählen, die auf Grönland vor vielleicht mehr als drei Millionen Jahren lebten, bevor Grönland vereiste“, erläutert die Projektleiterin Prof. Dorthe Dahl-Jensen vom Niels-Bohr-Institut an der Universität Kopenhagen. „Das Eem ist deshalb so bedeutsam, da es zu der Zeit drei bis fünf Grad Celsius wärmer war als heute. Der Meeresspiegel lag damals fünf Meter höher. Daher erlaubt die Eem-Warmzeit den besten Vergleich mit möglichen zukünftigen Klimazuständen“, berichtet Prof. Dr. Heinrich Miller vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, der die deutsche Beteiligung am Projekt koordiniert.

Mehr als 300 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen haben in den letzten Jahren im NEEM-Camp gearbeitet, insbesondere auch viele junge Nachwuchswissenschaftler. Sie untersuchen schnelle Klimaschwankungen mit Hilfe modernster Techniken. So werden aus den stabilen Isotopen in Wassermolekülen die Temperaturänderungen und die Feuchtigkeitsquellen vergangener Zeiten abgeleitet. Die in den Luftbläschen im Eis eingeschlossenen Treibhausgase und biologischen Spurenstoffe lassen uns die natürliche Variabilität und Rückkopplungsprozesse im Kohlenstoffkreislauf besser verstehen. Mittels spezieller und entlang des Eiskerns kontinuierlicher Analyseverfahren lösen die Wissenschaftler sogar Jahresschwankungen im Klima auf.

Die Messungen und Analysen erfolgen vor Ort in einem Tunnel sechs Meter unter der Schneeoberfläche. Er gehört zum NEEM-Camp, einem der am schwersten zugänglichen Orte auf dem grönländischen Inlandeis. Neueste Laserinstrumente für die Bestimmung der Wasserisotope und Treibhausgase, die kontinuierliche Schmelzwasseranalyse von gleichzeitig mehr als zehn Spurenstoffen und modernste Geräte zur Untersuchung der Eiskristalle zählen zu den eindrucksvollsten Geräten.

Hauptziel des NEEM-Projektes ist es, mehr über die Eem-Warmzeit zu lernen, die in vielerlei Hinsicht dem wärmeren Klima gleicht, das uns in naher Zukunft erwartet. Der Blick in die Vergangenheit gibt Antworten auf grundlegende Fragen, die auch für unser künftiges Klima von größter Bedeutung sind:

• Wie groß war die grönländische Eiskappe vor 120.000 Jahren, als die globale Temperatur zwei bis drei Grad über der heutigen lag?
• Wie viel trug das Abschmelzen der grönländischen Eiskappe zum Anstieg des Meeresspiegels bei?
• Wie schnell erfolgte der Meeresspiegelanstieg?

„Die Ergebnisse von NEEM tragen zukünftig dazu bei, Klimaprognosen zu verbessern, vor allem aber unsere Vorhersagen über die Geschwindigkeit und die Höhe des Meeresspiegelanstiegs einzugrenzen“, betont Miller die Bedeutung des NEEM-Projekts.

Teile der Arktis haben sich im letzten Jahrhundert deutlich abgekühlt. Seit 1990 steigen die Temperaturen jedoch auch dort stark an.

Probenentnahme an Baum auf Halbinsel Kola in NW-Russland – Foto: Michael Friedrich / Institut für Botanik, Uni Hohenheim

Das geht aus einer Rekonstruktion der Sommertemperaturen der letzten 400 Jahre mit Hilfe von Baumringen aus Regionen nördlich des Polarkreises hervor. Dazu analysierten deutsche und russische Forscher das Baumwachstum mit Hilfe von Jahresringen von der russischen Kola-Halbinsel und verglichen es mit drei ähnlichen Untersuchungen von anderen Orten in der Arktis.

Seit dem Jahre 1600 hat die rekonstruierte Sommertemperatur auf Kola in den Monaten Juli und August zwischen 10,4°C (1709) und 14,7°C (1957) gelegen – bei einem Mittelwert von 12,2°C über die letzten 400 Jahre. Nach einer Phase der Abkühlung ist seit 1990 ein anhaltender Erwärmungstrend beobachtbar. „Die Daten deuten auf einen starken Einfluss der Sonnenaktivität auf die Sommertemperaturentwicklung hin, der allerdings seit 1990 von anderen Faktoren überlagert wird“, schreiben Wissenschaftler der Moskauer Instituts für Geographie, der Universität Hohenheim und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) im Fachblatt Arctic, Antarctic and Alpine Research.

Für die Untersuchungen verwendeten die Forscher Holzproben von insgesamt 69 Waldkiefern (Pinus sylvestris) aus dem Khibiny-Gebirge auf der Kola-Halbinsel unweit der Grenze zu Finnland zwischen dem Polarkreis und dem Nordmeerhafen Murmansk. Die Untersuchungsregion befindet sich in der Übergangszone zwischen dem von Golf- bzw. Nordatlanikstrom geprägten Skandinavien und den kontinentalen Gebieten Eurasien. Diese Grenzlage macht diese Region besonders interessant für klimatologische Studien.

Auf Kola herrscht ein kalt-gemäßigtes Klima mit langen, mittelkalten Wintern und kalten feuchten Sommern. Die Temperatur schwankt in diesem Teil der Arktis im Mittel zwischen -12°C im Januar und +13°C im Juli, bei einer Wachstumsphase für die Bäume von nur 60 bis 80 Tagen. Die Vegetation an den nördlichen Ausläufern der Taiga wird von Fichten, Kiefern und Birken geprägt. Die Proben stammten von drei Standorten in Khibiny Gebirge in der Nähe der heutigen Höhenbaumgrenze zwischen 250 und 450m über dem Meeresspiegel. Die geografische (nördliche) Baumgrenze verläuft etwa 100 Kilometer weiter nördlich. In früheren Studien konnten die Forscher um Tatjana Böttger vom UFZ zeigen, dass die Kiefernwälder auf der Kola-Halbinsel vor 7000 bis 3500 Jahren bereits ca. 50 Kilometer weiter im Vergleich zu Ihrer heutigen nördlichen Position nach Norden reichten. Für diese Studie haben die Forscher jedoch Bäume von der Höhen-Baumgrenze verwendet, da diese sehr sensibel auf Temperaturschwankungen reagieren und besonders aussagekräftig sind wie auch US-Amerikanische Forscher im November 2009 im Fachblatt PNAS demonstrierten als sie mit Hilfe einer langlebigen Kiefernart in Kalifornien und Nevada nachwiesen, dass diese Bäume in den letzten 50 der vergangenen 3500 Jahre aufgrund von gestiegenen Temperaturen besonders stark gewachsen waren.
Im Institut für Botanik der Universität Hohenheim in Stuttgart maßen die deutschen Forscher die Breite der einzelnen Jahresringe. Die Kalibrierung der Jahresringchronologien mit Hilfe der meteorologischen Wetteraufzeichnungen der letzten 127 Jahre und die Auswertung der Ergebnisse erfolgte zusammen mit dem Institut für Geographie der Russischen Akademie der Wissenschaften (RAW) in Moskau und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Halle. „Neben Temperatur, hängt das Wachstum stark auch von nichtklimatischen Faktoren wie Licht, Nährstoffen, Wasserversorgung und Konkurrenz zu anderen Bäumen ab. Es ist daher entscheidend, diese Trends zu isolieren, um das möglichst reine Klimasignal zu erhalten“, erklärt Yury M. Kononov von der RAW in Moskau.

Nach der Rekonstruktion der Sommertemperaturen auf der Kola-Halbinsel verglichen die Forscher ihre Ergebnisse mit ähnlichen Untersuchungen an Baumringen aus dem schwedischen Lappland sowie von der Yamal- und Taimyr-Halbinsel im sibirischen Teil Russlands, die bereits 2002 im Fachblatt Holocene veröffentlicht worden waren. Die rekonstruierten Sommertemperaturen der letzten vier Jahrhunderte ähneln sich zwischen Lappland, der Kola- und Taimyr-Halbinsel insofern, dass alle drei Datenreihen ein Temperaturmaximum in der Mitte des 20. Jahrhunderts zeigen, auf das eine Abkühlung um ein bis zwei Grad folgte. Lediglich die Datenreihe der Yamal-Halbinsel erreichte ihr Maximum erst um etwa 1990. Auffällig an den Daten der Kola-Halbinsel ist, dass die höchsten Werte im Zeitraum um die Jahre 1935 und 1955 ermittelt wurden und die Kurve bis 1990 auf das Niveau von 1870 sank, was dem Beginn des industriellen Zeitalters entspricht. Seit 1990 erhöhten sich die Temperaturen dagegen wieder deutlich. Auffällig an den neuen Daten ist, dass die rekonstruierten Temperaturminima gerade mit Zeiten niedriger Sonnenaktivität zusammenfallen. Daher vermuten die Forscher, dass in der Vergangenheit die Sonnenaktivität einen wesentlichen Beitrag zu den Schwankungen der Sommertemperaturen der Arktis beigetragen hat. Allerdings ist dieser Zusammenhang nur bis 1970 deutlich, dann gewinnen andere, möglicherweise regionale Besonderheiten, die Oberhand. „Sicher ist nur: Dieser Teil der Arktis hat sich nach der Ende der Kleinen Eiszeit vor ca. 250 Jahren erwärmt, ab der Mitte des vorigen Jahrhunderts abgekühlt und erwärmt sich seit 1990 wieder“ so die Paleoklimatologin Dr. Tatjana Böttger vom UFZ.

Im September 2009 hatte eine internationale Forschergruppe Modellrechnungen präsentiert, wonach sich die Arktis in den letzten zwei Jahrtausenden bis zum Beginn des Industriezeitalters um etwa 0,2 °C pro Tausend Jahre langsam abgekühlt hat und dafür ein langsames Nachlassen der Sonneneinstrahlung im Sommer verantwortlich gemacht. Allerdings sei das letzte Jahrzehnt das wärmste seit Beginn der Zeitrechnung gewesen und habe 1,4°C über der Prognose gelegen, so Darrell S. Kaufman und Kollegen im Fachblatt Science. Die neuen Daten von Kononov, Friedrich und Böttger stützen diese These, wonach die Sonnenaktivität in der Vergangenheit einen wesentlichen Einfluss auf die Sommertemperaturen in der Arktis hatte, dieser aber in den letzten Jahrzehnten stark abgeschwächt ist.
Tilo Arnhold / UFZ

Originalpublikation:
Yu. M. Kononov, M. Friedrich and T. Boettger (2009): Regional Summer Temperature Reconstruction in the Khibiny Low Mountains (Kola Peninsula, NW Russia) by Means of Tree-ring Width during the Last Four Centuries
Arctic, Antarctic, and Alpine Research, Vol. 41, No. 4, 2009, pp. 460–468, DOI: 10.1657/1938-4246-41.4.460
Zur Online-Publikation (engl.)

Neue Daten zur Erhöhung der globalen Temperatur vom ‘Goddard Institute for Space Studies‘ der NASA zeigen, dass die erste Hälfte des Jahres 2010 das wärmste Halbjahr der letzten 130 Jahre war.

Sichtbare Klimawandelfolgen – Foto: Michel Gunther / WWF-Canon

Die Temperatur lag 0,7 Grad Celsius über dem Durchschnittswert. „Nur weil der Klimawandel auf der politischen Tagesordnung augenblicklich nicht ganz oben steht, hat er nicht aufgehört, zu existieren“ erklärt Regine Günther, Leiterin Klima- und Energiepolitik des WWF Deutschland. „Die globale Erwärmung schreitet dramatisch  voran.“

Aktuelle Daten zeigen einen langfristigen Trend zu erhöhten Temperaturen der Meeresoberfläche im tropischen Atlantik und Golf von Mexiko, der auch durch den Anstieg der Treibhausgase-Konzentration in der Atmosphäre verstärkt werde. Beunruhigend sei insbesondere die Rekordtemperatur der Meeresoberfläche im tropischen Atlantik. Durch die Energie der warmen Oberfläche könnte eine der schlimmsten atlantischen Hurrikan-Perioden bevorstehen, befürchten Experten.

„Am Golf von Mexiko schließt sich auf bedauerliche Weise der Teufelskreis des Erdöls. Das Öl verursacht dort eine doppelte Katastrophe. Einerseits verschmutzt es direkt durch die Förderung den Golf über Jahrzehnte, andererseits drohen der Region  langfristig noch stärkere Hurrikane, als eine mögliche Folge der exzessiven Nutzung fossiler Brennstoffe“, so Günther. Hurrikane bedrohen die Region umso stärker, da natürliche Barrieren, wie beispielsweise die Mangrovenwälder, durch Umweltverschmutzungen und die gerade stattfindenden Ölkatastrophe immer schwächer werden. „Wir müssen begreifen, dass fossile Brennstoffe unsere Lebensgrundlage nicht sichern, sondern bedrohen“, so Günther.

Um die Welt vor den schlimmsten Folgen des Klimawandels zu bewahren und die globale Temperaturerhöhung unter der Gefahrenschwelle von 2 Grad Celsius gegenüber vorindustriellen Werten zu halten, würden klare Maßnahmen und Ziele benötigt. Diese fehlen jedoch nach wie vor. So würden die bisher von den einzelnen Ländern angebotenen Minderungsziele zu einer Erwärmung um mehr als 3° Celsius führen.  „Nicht nur Europa muss endlich seiner historischen Verantwortung gerecht werden und sein Minderungsziel bis 2020 auf 30% erhöhen. Auch die USA müssen nicht nur die vor ihrer Haustür stattfindende Ölkatastrophe bekämpfen, sondern endlich auch ihre CO2-Emissionen drastisch senken“, fordert Regine Günther.

Heute bricht das Forschungsschiff Polarstern zu seiner 25. Arktisexpedition auf.

Die Polarstern arbeitet sich durch das Eis – (c) Michael Trapp / AWI

Von Bremerhaven geht es zunächst in die Grönlandsee, wo überwiegend ozeanographische Arbeiten auf dem Programm stehen. Nach kurzem Zwischenstopp in Longyearbyen (Spitzbergen) fährt Polarstern am 30. Juni in den so genannten HAUSGARTEN des Alfred-Wegener-Instituts und in die Framstraße. Hier führen die Wissenschaftler biologische Langzeituntersuchungen und weitere ozeanographische Messungen durch. Am 31. Juli startet in Reykjavik, Island, der dritte Abschnitt zu geowissenschaftlichen Forschungen in die nördliche Baffin Bay (Kanada). Über 120 Wissenschaftler und Techniker von Instituten aus sechs Nationen nehmen an den drei Abschnitten der Expedition teil. Polarstern wird am 10. Oktober in Bremerhaven zurückerwartet.

„Die hydrographischen Arbeiten auf dem ersten Fahrabschnitt bilden einen wichtigen Mosaikstein zu Langzeit-Messreihen, wie sie für die klimabezogene Forschung unverzichtbar sind“, erklärt Fahrtleiter Dr. Gereon Budéus, Ozeanograph am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft. In der Grönlandsee untersucht er mit seinen Kollegen schon seit über zehn Jahren Stärke und Einfluss der Winterkonvektion, welche die Verteilung von Wärme und Salz in der untersuchten Region bestimmt und die Erneuerung der tiefsten Schichten im Ozean steuert. Weiterhin beschäftigen sich Biologen mit dem Plankton im Untersuchungsgebiet, also Kleinstlebewesen, die in der Wassersäule schweben. Die mikroskopisch kleinen Tiere und Algen aus drei unterschiedlichen biogeographischen Klimazonen (polar, arktisch und atlantisch) kommen hier relativ dicht beieinander vor. Ob sich bestimmte Arten wegen veränderter Umweltbedingungen weiter ausbreiten oder weniger häufig vorkommen, ist Gegenstand der Forschung.

Im Tiefsee-Langzeitobservatorium des Alfred-Wegener-Instituts, dem so genannten HAUSGARTEN, untersuchen Wissenschaftler auf dem zweiten Fahrtabschnitt im Juli, wie das arktische marine Ökosystem auf den globalen Klimawandel reagiert. Eingebunden in zahlreiche nationale und internationale Projekte werden am Kontinentalhang vor Spitzbergen zwischen 1000 und 5500 Metern Wassertiefe seit über zehn Jahren regelmäßig Probennahmen und Experimente durchgeführt, in denen untersucht wird, wie das Tiefseeökosystem beispielsweise auf den Rückgang des Meereises und damit verbundene Veränderungen in der Nahrungsversorgung reagiert. Zusätzlich setzen die Wissenschaftler hydrographische Langzeituntersuchungen in der Framstraße fort, der einzigen Tiefenwasserverbindung zwischen dem Nord-Atlantik und dem zentralen arktischen Ozean. Hier zeichnen ozeanographische Verankerungen Daten über den Salzgehalt und die Temperatur des Wassers auf. Sie erlauben den Austausch von Wassermassen zwischen beiden Meeresgebieten zu quantifizieren.

Der dritte Abschnitt startet Ende Juli von Reykjavik und führt Polarstern in kanadische Gewässer. Wissenschaftler unter der Leitung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) untersuchen die geologischen Strukturen und die tektonische Entwicklung der nördlichen Baffin Bay und der angrenzenden kanadischen und grönländischen Kontinentränder. Sie möchten rekonstruieren, wann und wie sich die Baffin Bay im Verlauf der Erdgeschichte geöffnet hat und welche geologischen Prozesse bei der Abtrennung Grönlands von Nordamerika stattgefunden haben. Die geodynamische Rekonstruktion der Öffnung dieser Flachwasserverbindung zwischen Nordpolarmeer und Atlantik bildet die Grundlage für paläobathymetrische Modelle. Diese dienen einer detaillierteren Vorstellung, wie sich globale Strömungs- und Sedimentationsprozesse verändert haben. Hiermit werden Beiträge zum besseren Verständnis der Paläoklima- und Sedimentbeckenentwicklung in der Arktis erbracht.

Über 120 Wissenschaftler und Techniker von Instituten aus sechs Nationen nehmen an den drei Abschnitten der Expedition teil. Nach vier Monaten in der Arktis wird Polarstern voraussichtlich am 10. Oktober wieder in ihrem Heimathafen Bremerhaven einlaufen.

Gestern ist das Forschungsschiff Polarstern wieder wohlbehalten in Bremerhaven angekommen.

Polarstern zwischen mächtigen Eisbergen in der Antarktis. (c) Simon/Simon, AWI

Hier endete die 26. Antarktisexpedition des Forschungseisbrechers nach über sieben Monaten und mehr als 68.000 zurückgelegten Kilometern (37.000 Seemeilen). Die Expedition war unterteilt in vier Fahrtabschnitte, an denen über 150 Wissenschaftler aus 15 Nationen teilnahmen.

Vergangenen Oktober hatte die Polarstern, die vom Alfred- Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft betrieben wird, Bremerhaven mit Kurs Punta Arenas, Chile verlassen. Von dort aus ging es auf einer zweimonatigen Fahrt durch den polaren Südpazifik bis nach Wellington. Der erste Aufenthalt in Neuseeland war Anlass für einen vom Alfred-Wegener-Institut und der deutschen Botschaft ausgerichteten Empfang auf dem Forschungseisbrecher. Der folgende dritte Fahrtabschnitt führte nach gut zweimonatiger Reise wieder nach Punta Arenas. Von hier aus ist die Polarstern am 7. April Richtung Heimathafen Bremerhaven aufgebrochen, wo sie gestern mit dem Morgenhochwasser einlief.

Auf den beiden Fahrtabschnitten Bremerhaven – Punta Arenas und zurück standen Untersuchungen der Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre im Mittelpunkt. Wissenschaftler des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften IfM-Geomar erprobten gemeinsam mit Partnern anderer Institute ein autonomes Messsystem, das langfristig für den operationellen Betrieb an Bord von Fracht- und Forschungsschiffen vorgesehen ist.

Der Abschnitt von Punta Arenas nach Wellington unter der Leitung von Dr. Rainer Gersonde vom Alfred-Wegener-Institut stand im Zeichen meeresgeologischer Forschung. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen nahmen insgesamt 1000 Meter Sedimentkerne mit einem Gewicht von etwa 11 Tonnen. Das einzigartige Material wird erstmals detaillierten Aufschluss über die Klimageschichte der letzten 400.000 bis 4 Millionen Jahre in diesem bislang kaum erforschten aber für die Klimaentwicklung wichtigen Raum geben. Bei der Auswertung der Kerne stehen unter anderem die Entwicklungsgeschichte des Antarktischen Zirkumpolarstroms, der Meereisverbreitung, Änderungen von Treibhausgaskonzentrationen sowie Abschmelzereignisse des westantarktischen Eisschildes mit ihren Auswirkungen auf die globale Ozeanzirkulation im Vordergrund.

Auf dem Weg von Neuseeland nach Punta Arenas nahmen Wissenschaftler um Fahrtleiter Dr. Karsten Gohl schwerpunktmäßig geophysikalische Messeprofile entlang des westantarktischen Kontinentalrandes auf, um die Entwicklung des westantarktischen Eisschildes zu untersuchen. Hauptarbeitsgebiet war die Pine-Island-Bucht, bekannt für die dort seit kurzer Zeit beobachteten beschleunigt stattfindenden Rückzüge der Gletschersysteme. Ozeanographische Untersuchungen, geothermische Wärmeflussmessungen und geologische Beprobungen an Meeressedimenten und auf dem Festland haben das Forschungsprogramm ergänzt. Ungewöhnlich günstige Eisverhältnisse ermöglichten eine unvergleichbar hohe Ausbeute an Daten und Proben in diesem normalerweise schwer zugänglichen und daher spärlich erforschten Arbeitsgebiet. Sie bilden die Basis für künftige Prognosen der Entwicklung westantarktischer Eisschilde, die eine große Bedeutung für den globalen Meeresspiegelanstieg haben.

Nach den üblichen Wartungs- und Reparaturarbeiten in der Werft in Bremerhaven wird Polarstern am 10. Juni zur 25. Arktisexpedition aufbrechen.