Zuerst trainieren wir für unsere Sicherheit, dann fangen wir lichtscheues Plankton

Noch am Abend der Abfahrt gibt es ein Sicherheitsbriefing. Was tun bei Feueralarm? Wie zieht man den Survivalanzug richtig an?

Nicht lachen, das ist gar nicht so einfach. Wie das wäre, bei Wind, Dunkelheit und vielleicht 1-grädigem Wasser, das stelle ich mir besser nicht vor.

Nils, der 2. Offizier, erkläre das richtige Verhalten: Füsse voran in die dunkle Leere springen. Mit den Händen hält man die Kapuze fest, damit beim Eintauchen kein Wasser ins Innere des Anzugs dringt. Alle versuchen, zusammenzubleiben, resp. zueinander zu finden. Hat man den Kontakt hergestellt mit einem Schicksalsgenossen, verbindet man sich mit einer Leine. So soll sich eine lange Kette aus Schiffbrüchigen bilden, die von einem Suchtrupp im Helikopter oder Schiff besser zu sehen ist.

Um etwa 23 Uhr kommt das Schiff an der ersten Station im Billefjord an. Die Forscherinnen und Forscher lassen ihre ausgeklügelten sehr feinmaschigen Netze zu Wasser, die sich in verschiedenen Tiefen öffnen und schliessen. So können sie das Plankton in den verschiedenen Wasserschichten fangen. Rolf Gradinger erklärt es so: «Das Meer ist wie ein Hochhaus, in dessen Etagen unterschiedliche Mieter wohnen. Und wir wollen wissen, wer in der Polarnacht welche Etage mietet.» Im Sommer ist die Wohngemeinschaft besser bekannt.

Weil viele Planktonwesen selbst schwaches Licht scheuen, werden beim Auswurf der Netze die Lichter gelöscht, nur Stirnlampen mit Rotlicht erleuchten die kalte Nacht auf dem Hinterdeck. Als die Netze wieder hochkommen, sind darin blau-leuchtende Punkte zu sehen. Das sind kleine Krebschen, die sich im Dunkeln selbst etwas Licht produzieren. Biolumineszenz nennt die Wissenschaft das.

Nach den Netzen lassen die Forscher ein Gestell mit Flaschen in die 150-Meter-Wassertiefe absinken. In verschiedenen Tiefen nehmen die Flaschen Wasserproben auf, Sensoren messen die Temperatur, den Salzgehalt und die Dichte. Auf einem Monitor können die Forscher live verfolgen, wie das Wasser zuerst immer wärmer wird, bei -30 Meter etwa drei Grad, danach wird es immer kälter: In 150 Meter Tiefe ist es etwa -1.5°C.  Wegen des gelösten Salzes gefriert es nicht.

Manche der Forscher schuften die Nacht durch, kommen um 6 Uhr ins Bett. Um 7 Uhr 30 gibt es Frühstück, um 8 Uhr 30 ist eine Besprechung angesetzt.

An Bord

Am späten Morgen haben sich die Forscher getroffen, um die ersten 24 Stunden der Fahrt zu besprechen. Denn es muss alles wie am Schnürchen gehen: schon zwei Stunden nach dem Auslaufen machen wir halt im Billefjord, um die ersten Proben  zu nehmen.

Rolf Gradinger zeigt auf der Karte des Spitzbergen-Archipels die Route der «Helmer Hanssen» in den kommenden 12 Tagen.

Um 14 Uhr 30 schliesslich sehe ich die «Helmer Hanssen» zum ersten Mal mit eigenen Augen:

Wir bringen unser Gepäck an Bord, entladen 28 Paletten Forschungsmaterial und verstauen es in den verschiedenen Labors:


Und vor dem Auslaufen noch ein Blick auf die Brücke:

Um 20 Uhr 30 gibt es eine Einführung in die Sicherheit an Bord. Zwei ganz wichtige Punkte haben wir aber schon gelernt:

1. Aussen auf Deck: immer mit Helm.
2. Im Innern: Arbeitsschuhe aus! Hausschuhe an!

Es könnte während der Fahrt einige Sendepausen geben im Blog: das Internetsignal dürfte auf der Fahrt oft ausfallen, dann gibt es kein Update.

«Forschungsfahrten im Winter sind schwierig und ungewöhnlich»

In wenigen Stunden geht die Fahrt los. Die Forscher haben sich im University Center von Spitzbergen (UNIS) versammelt, um die ersten 24 Stunden der Fahrt genauer zu besprechen. Alle wollen ihre Proben nehmen, die Zeit auf der Fahrt ist knapp, darum muss geplant werden.

Der wissenschaftliche Leiter der Fahrt, Rolf Gradinger, hat mir kurz die Ziele der Fahrt erklärt:

Warum ist es wichtig, mehr über das Leben während der Polarnacht herauszufinden?

Die Fahrt wird bis über 80° N gehen – werden wir auf Meereis stossen?

Ist es normal, dass es um diese Jahreszeit hier kaum Meereis gibt?

Erwarten Sie, dass Sie und Ihre Kollegen auf dieser Fahrt Veränderungen bei den kleinen Lebewesen im Meer feststellen können?

Die Mikroorganismen, die Rolf Gradinger erwähnt hat:

• Phytoplankton: Kleinstlebewesen, die im Meer treiben, und aus Sonnenlicht Energie gewinnen können. Algen gehören dazu, aber auch manche Bakterien oder Einzeller. Sie alle bilden die Basis der Nahrungskette im Meer. Ohne sie keine Dorsche, keine Haie, keine Wale.

• Zooplankton: Kleinlebewesen, die zum Teil rudern können, die aber hauptsächlich mit der Strömung treiben. Dazu gehören kleine Krebschen (zum Beispiel Krill), manche Wurmarten, Einzeller. Zooplankton kann das Sonnenlicht nicht zur Energiegewinnung nutzen, es lebt also davon, andere zu fressen.

(Wikipedia: πλαγκτόν «das Umherirrende»)

Schon William Scoresby (1789 – 1857) wusste, wie Meereis entsteht

So, heute bin ich auf Spitzbergen angekommen, um 14 Uhr ist das Flugzeug aus Tromsø kommend in Longyearbyen gelandet. Besonders kalt ist es nicht, um die 0°C – aber tatsächlich: dunkel. Um 15:07 sah es im Städtchen so aus:

Longyearbyen by day – in der Polarnacht.

Ich hatte es schon erwähnt: ich lese gerade alte Berichte von Expeditionen ins Polarmeer. Heute habe ich mit jenem von William Scoresby begonnen: «The Arctic Regions and the Northern Whale-Fishery» von 1820. Scoresby (1789-1857) war wie sein Vater Walfänger in arktischen Gewässern, aber auch Wissenschaftler und später Pfarrer. Er kannte das Meer um Grönland und Spitzbergen vielleicht wie kein Zweiter zu dieser Zeit.

Im Sommer gebe Spitzbergen mit seinen schneebedeckten Gipfeln «ein ausserordentliches und wunderschönes Bild» ab, schrieb Scoresby, aber

Abbildung aus «The Arctic Regions and the Northern Whale-Fishery»

«… im Winter ist es dort desolat; im nördlichen Teil des Archipels bleibt die Sonne zwischen dem 22. Oktober und etwa dem 22. Februar fortwährend unter dem Horizont. Diese grosse Winternacht – obwohl wahrhaftig düster – ist jedoch keinesfalls so dunkel, wie man erwarten könnte – dank Gott, der die Segnungen seiner Fürsorge durch gescheite und gnädige Vorkehrungen so verteilt hat, dass sie eine gewisse Gerechtigkeit erreichen. Die Sonne […] erzeugt für einige Stunden am Tag eine schwache Dämmerung, obwohl sie unter dem Horizont bleibt. Dazu kommt das Polarlicht, das manchmal so hell ist, wie eine Feuersbrunst.»

Scoresby kannte sich offensichtlich auch mit dem Meereis sehr gut aus. In seinem Bericht beschreibt er ganze 18 verschiedene Arten – und er erklärt genau, wie frisches Eis auf dem Meer entsteht: Anfangs sehe das so aus, wie wenn man Schnee in so kaltes Wasser werfe, dass die Eiskristalle nicht schmelzen. Es entstehe eine milchige Masse, von den Seeleuten «sludge» genannt (Matsch). Später vereinigten sich diese losen Kristalle durch die Wasserbewegung zu immer grösseren Einheiten, bis schliesslich eine zusammenhängende Eisschicht entstehe.

Ob wir diesen Prozess auf der kommenden Fahrt beobachten können, sei allerdings fraglich, hat mir Rolf Gradinger heute gesagt. Der Leiter der Forschungsfahrt ist ebenfalls heute in Longyearbyen angekommen. Obwohl wir laut Plan bis auf über 80° N fahren, bis ans nördliche Ende von Spitzbergen, könnte das Wasser überall zu warm sein fürs Meereis – Mitte November! Noch vor einigen Jahrzehnten war im Winter der ganze Archipel vom Eis eingeschlossen – auch auf der Westseite, wo die letzten Ausläufer des Golfstroms durchfliessen und warmes Wasser vom Süden her bringen.

Spitzbergen (via mappery.com)

Was wir während dieser Fahrt leider auch nicht sehen, respektive ausprobieren können, ist ein Experiment, das William Scoresby in seinem Buch beschreibt: aus Eis von Eisbergen (also Eis aus einem Gletscher, das abgebrochen ist und ins Meer gefallen ist), könne man eine Linse formen. Zuerst mit dem Messer grob die runde Form «schnitzen», und danach mit den Fingern die gebogenen Hälften auf beiden Seiten formen und polieren. Bündle man mit dieser Eislinse das Sonnenlicht auf den Kopf einer Pfeife, versichert Scoresby, könne man den Tabak entzünden. Dieses Kunststück habe er immer wieder staunenden Seeleuten vorgeführt.

Vom verschwindenden Eis

Bis vor 30, 40 Jahren war der arktische Ozean ein eisiger Ozean: Im Winter grossteils bedeckt mit dickem Eis, das auch der 24-Stunden-Sonne im Sommer Paroli bot. In alten Berichten von arktischen Entdeckungsfahrten, die ich gerade lese, ist von Eisdicken die Rede, die mehrere Meter übersteigen.  Man konnte damals fast von einem arktischen Eiskontinent sprechen, statt von einem arktischen Ozean.

Heute überlebt viel Eis den Sommer nicht. Dadurch wird die Fläche immer kleiner, die in der wärmeren Jahreszeit eisbedeckt ist – und das Eis wird immer dünner: Unter dem Strich ist die Eisausdehnung heute 40 Prozent kleiner als noch vor 30 Jahren.

Durchschnittliche Eisbedeckung der letzten 10 Jahre   © Wayne Chan, University of Manitoba/Arctic SIZE.

Für die Bewohner des arktischen Ozeans haben diese Veränderungen enorme Auswirkungen: viel weniger Eis – und das über eine immer längere Periode im Jahr, weil der Frühling früher beginnt und der Sommer später endet. Das bedeutet mehr Licht, wärmeres Wasser, neue Einwanderer vom Süden. Die arktischen Arten finden sich plötzlich in einem ganz anderen Lebensraum wieder.

Im Lichte des normalen Lebensrhythmus auf der Erde gehen diese Veränderungen rasant vor sich. Die Forscher kommen nicht nach bei deren Dokumentation. Expeditionen in der Arktis sind noch immer aufwendig, schwierig und teuer – besonders im polaren Winter. Darum sind viele Ecken der Arktis nur schlecht erforscht, weiss man von vielen Tier- und Mikroorganismen-Arten nicht genau, wo sie vorkommen und wo nicht. Gerade bei den Mikroorganismen sind sogar noch viele Arten unbekannt. Sie bilden aber das Fundament der Nahrungspyramide. Kurz: Es kann sein, dass sich im Ökosystem der Arktis bereits sehr viel verändert hat – aber vieles davon nie bemerkt wird, weil man gar nicht weiss, wie es einmal war.

Lebendes Eis

Im Fokus der Forscher auf der «Helmer Hanssen» ist das Leben im Innern des Meereises. Genau, dort leben eine Unmenge Organismen: Algen, Einzeller, Bakterien, Krebschen. Lebensraum bieten ihnen feine Kanäle, die das Eis durchziehen. Die Forscher des Projekts «Arctic SIZE» haben eine schöne

© Arctic SIZE

Online-Publikation über diese Zusammenhänge veröffentlicht. Darin sprechen sie vom gefrorenen Schweizer Käse. Dieser löchrige Käse kommt durch die Art zustande, in der das Eis gefriert: Das Meerwasser stösst das Salz aus, wenn es fest wird. Dadurch entsteht zwischen den sich bildenden Eiskristallen eine Lösung, die sehr viel Salz enthält. Diese bleibt wegen ihres hohen Salzgehalts flüssig, es entstehen feine Kanäle, die das Meereis durchziehen und den Organismen eine Heimat bieten. Im Frühling, wenn das Sonnenlicht in die Arktis zurückkehrt, vermehren sich die Algen im Innern des Eises. Manche dringen nach aussen ins Meer, wo am Eisesrand die ersten frühen Algenblüten entstehen – eine wichtige Grundlage für die Nahrungsketten im arktischen Ozean.
Wie der Kleintierzoo im Meereis funktioniert, hat mir Rolf Gradinger 2013 erklärt, als ich in Barrow, Alaska, einen Meereiskurs besuchen konnte, den er und andere Forscher dort organisiert haben:

Polarnacht-Blues in Longyearbyen

Im letzten Blogeintrag habe ich die vier verschiedenen Arten der Polarnacht aufgelistet. Vor kurzem hat in Longyearbyen die zivile polare Dämmerung begonnen. D.h. nur noch am Mittag ist ein Lichtschimmer zu sehen.

Die Bewohner von Longyearbyen wissen, wie man mit der Dunkelheit und anderen Eigenheiten des arktischen Lebens umgeht. Zum Beispiel, in dem man genügend Feste feiert – wie das «Dark Season Blues»-Festival, das am 27. Oktober begonnen hat. Mehr darüber zu lesen gibts auf icepeople.net, der nördlichsten alternativen Zeitung der Welt.

Verlegt, betrieben und geschrieben wird icepeople.net vom Journalisten Mark Sabbatini. Mark kam vor neun Jahren aus den USA nach Spitzbergen. Eigentlich wollte er nur über ein Jazzfestival berichten – aber er ist geblieben bis heute. Sein Büro befindet sich im Café Fruene, am Tischchen rechts hinten.

Mark Sabbatini im Café Fruene.

Ich habe Mark bei meinem letzten Besuch in Longyearbyen im Café Fruene besucht und ihn auf Radio SRF2 Kultur vorgestellt:

Wenn Sie mehr über den Alltag in Longyearbyen und Spitzbergen erfahren wollen, schmökern Sie in icepople.net.

Polarnacht

Richtiger wäre Polarnächte: es gibt verschiedene Arten, je nachdem wie tief die Sonne unter dem Horizont verschwindet. Denn auch wenn die Sonne unter dem Horizont liegt, ist ihr Licht manchmal zu sehen, weil ihr Licht von der Atmosphäre gestreut wird.

Polare Dämmerung – kommt an Orten vor, die innerhalb des Polarkreises liegen (66° 33′). Die Sonne liegt ständig unter dem Horizont, aber nicht tiefer als 6°. Man kann sich im Freien ohne künstliches Licht zurechtfinden.

Zivile polare Dämmerung – die Sonne ist zwischen 6° und 12° unter dem Horizont. Nur am Mittag ist ein Lichtschimmer zu sehen. An Orten nördlicher oder südlicher als 72° 33′.

Nautische polare Dämmerung – die Sonne bewegt sich zwischen 12° und 18° unter dem Horizont. Der Horizont ist zu erkennen, Sterne auch: Seeleute können navigieren, darum nautische Dämmerung. An Orten nördlicher oder südlicher als 78° 33′.

Astronomische Polarnacht – die Sonne bleibt tiefer als 18° unter dem Horizont. Jetzt ist es wirklich dunkel. In diesen Breiten (über 84° 33′) gibt es keine dauerhaften menschlichen Siedlungen und fast nur Eis – auf dem Land oder dem Meer.

Unser Schiff, die «Helmer Hanssen», wird am 17. November in Longyearbyen ablegen, d.h. auf 78° 13′ N – es wird dann dort zivile polare Dämmerung herrschen. Ich bin gespannt: Frühling und Sommer habe ich in der Arktis mehrfach erlebt, aber noch nie den polaren Winter.

Von Negativ-Rekorden

Das Meereis in der Arktis hat in den letzten 30 Jahren deutlich abgenommen. Im Sommer und im Winter. Forscher befürchten, dass die Arktis bis in 20, 30 Jahren im Sommer eisfrei sein könnte. Allerdings sind Prognosen für einzelne Jahre schwierig. Letztes Jahr, zum Beispiel, war das Minimum Ende Sommer sehr tief (gelbe Kurve) und es schien so weiter zu gehen: Im Frühwinter entstand nur wenig neues Eis. Im November gab es sogar Tage, in denen das Eis wieder schmolz – sehr ungewöhnlich. Der Winter 2016/2017 war in manchen Teilen der Arktis sehr warm, zum Beispiel in Spitzbergen. Am Nordpol herrschte um die Weihnachtszeit herum fast Tauwetter.

Ausdehnung des arktischen Meereises in sieben ausgewählten Jahren (Sea Ice Remote Sensing, Universität Bremen)

Trotzdem gab es im Sommer darauf, also dieses Jahr, keinen neuen Negativrekord (rote Kurve) – der gehört immer noch dem Jahr 2012 (grüne Kurve). Der Sommer 2017 war relativ kühl, das stabilisierte das Eis. Gegenwärtig ist die Ausdehnung etwa so wie im Rekordjahr 2012. Ich bin gespannt, wie es sich weiter entwickelt.

Tägliche Angaben zur Meereisausdehnung gibt es auch auf der Webseite des US-amerikanischen National Snow & Ice Data Center.

In Nacht und Eis

Die Arktis verändert sich rasant. Mancherorts ist die jährliche Durchschnittstemperatur um 5°C bis 6°C gestiegen. Das Meereis hat stark abgenommen. Diese Veränderungen oder Störungen haben drastische Auswirkungen, Arktisforscher sprechen von «einer neuen Arktis». Zum Beispiel Rolf Gradinger von der Universität Tromsø:

Vom 17.  bis 28. November wird das norwegische Forschungsschiff «Helmer Hanssen» die Insel Spitzbergen umrunden, an Bord Rolf Gradinger und weitere Wissenschaftler. Sie wollen herausfinden, wie die neue Arktis funktioniert. Unter anderem werden sie untersuchen, wie sich in der Polarnacht auf dem Meer das neue Eis bildet.

Bis die «Helmer Hanssen» am 17. November von Longyearbyen ablegen wird, ein paar kurze Blogeinträge. Der erste handelt vom Meereis im Kongsfjord an der Westküste Spitzbergens.

Meereis bildet sich im Winter und es schmilzt im Sommer. Dies gilt eigentlich auch für die «neue Arktis». Allerdings werden die Extreme extremer, und es gibt zunehmend unerwartete Entwicklungen: Regen im Winter zum Beispiel, Minusrekorde beim Meereis im Sommer, und im November 2016 schmolz das Eis auf dem Ozean zeitweise, statt sich neu zu bilden.

Sebastian Gerland bohrt ein Loch ins Meereis, um seine Dicke zu messen.

Auf dem Bild oben ist der Meereisforscher Sebastian Gerland des Norwegischen Polarinstituts auf einem Stück Meereis zu sehen, das er im Mai 2017 in einer Bucht des Kongsfjords im Westen Spitzbergens aufgespürt hat.

Ich habe Gerland damals begleiten können. Die Reportage dazu gibt’s bei Kontext und beim Wissenschaftsmagazin von Schweizer Radio SRF.
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