Für die Klimaforschung blickt diese Expedition arktischen Gefahren ins Auge

Nachdem die harten Bedingungen sie jahrelang daran gehindert hatten, waren Wissenschaftler nun in der Lage, Proben aus den Tiefen eines abgelegenen Sees in Spitzbergen zu nehmen. Dienstag, 6. März 2018

Von John Wendle
Ein Sturm braut sich mit schwerer See und starken Winden über der felsigen Küste des westlichen Spitzbergen zusammen. Hier ziehen sich die Gletscher bis ins Meer. Die Wissenschaftler fuhren zwei Tage lang die Westküste hinauf.

Nordostland, Spitzbergen

Das Boot schoss über die tiefblaue Oberfläche der Welle, brach durch ihren Kamm, hing einen Moment lang still in der Luft und klatschte dann zurück aufs Meer. Der Aufprall hallte in der Aluminiumverkleidung wider und verstärkte das Vibrieren des Mastes, der sich gegen die Windstärke 8 stemmte. Als das Boot mit der Nase voran ins eisige, kobaltblaue Wasser des Nordpolarmeeres tauchte, verdeckte das Wasser die Sicht auf die schneebedeckten Erhebungen von Nordostland im Spitzbergen-Archipel von Norwegen. Aufgewühlt von schweren, kalten Windböen mit gut 70 Stundenkilometern traf eine weitere, sechs Meter hohe Welle das Segelschiff von der Seite und ließ die Crew der Paläoklimatologen taumeln.

Auch nach sechs Stunden Toben zeigte der unerwartete Sturm keine Anzeichen von Abflauen. Kapitän Mario Acquarone vollführte eine gefährliche Kehrtwende mit hoher Geschwindigkeit durch die dicht heranrollenden Wellen und trat dann den Rückzug an. Erst am Tag zuvor hatte die Gruppe Wissenschaftler an dieser unzugänglichen Küste auf 80 Grad Nord Sedimente aus einem nur wenig erforschten See- und Gletschersystem entnommen. Sie hofften, dass ihre Forschung Aufschluss über einige Millionen Jahre des Klimawandels geben würde. Im Bestfall wären die Daten so detailliert, dass man einzelne Jahrzehnte unterscheiden könnte – Zeugnisse des Klimawandels in der Zeitspanne menschlichen Lebens –, was helfen würde, die Auswirkungen einer wärmeren Zukunft klar vorauszusagen.

Arktische Abenteuer im Namen der Wissenschaft
Arktische Abenteuer im Namen der Wissenschaft
Nachdem das schlechte Wetter jahrelang ihre Pläne durchkreuzt hatte, konnten Wissenschaftler endlich Kernbohrungen in einem abgelegenen See auf Spitzbergen vornehmen. Die Kerne könnten wertvolle Einblicke in die künftigen Klimaveränderungen geben.

Fünf Jahre lange hatten sie versucht, den See Ringgåsvatnet und den Ahlmannfonna-Gletscher zu erreichen, aber jedes Mal wurden sie von heftigen Stürmen abgetrieben oder von Packeis blockiert. Jetzt konnten sie gar nicht schnell genug wieder nach Hause kommen, um ihre schlammige Beute zu analysieren. Aber zuerst mussten sie die steife Brise überleben.

„Das ist Wissenschaft mit vollem Einsatz“, sagt Ray Bradley, der älteste und erfahrenste Arktis-Forscher der Expedition, als das Boot später am Tag in den sichereren aber immer noch tückischen Gewässern der Bucht von Innvika vor Anker ging. Nach fünfzehn Stunden auf tosender See konnte sich der Leiter des Klimaforschungszentrums der University of Massachusetts in Amherst endlich eine Schüssel Haferbrei machen. „Die Leute vergessen immer, wie viel Mühe in den schicken Grafiken steckt, die sie auf einem Stück Papier sehen“, sagte er. „Oft setzt man sein Leben aufs Spiel, um diese Zahlen und Fakten zu bekommen.“

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Die Expedition hat in der Tat zahlreichen Gefahren ins Gesicht gesehen, um Daten von dieser abgelegenen Gegend hoch in der norwegischen Arktis zu sammeln – nicht nur vier Stürme in neun Tagen, auch das permanente Risiko einer Eisbärenattacke, die Gefahr, in den nicht kartographierten Fjorden einen Stein zu rammen und sinken und tiefliegender Eisberge. Am unheilvollsten war die Aussicht, zu verhungern, denn die unbeständigen Winde hätten sich drehen und das Polareis innerhalb von Stunden weiter nach Süden drücken können. Das hätte das Boot und mit ihm die Crew in einem Fjord festgesetzt, der zu weit für eine Rettung per Hubschrauber entfernt gelegen hätte. Und das alles für ein bisschen Schlamm.

Aber das ist nicht irgendein Schlamm. „Wir hoffen darauf, dass diese Sedimente am Grund des Sees uns im Grunde Aufschluss darüber geben, wie die Eiskappe überlebt hat – oder gewachsen und geschrumpft ist. Wir versuchen also, die aktuellen Umweltbedingungen in einen Langzeitkontext zu bringen“, sagte Bradley, dessen britischer Akzent sich beinahe komplett im bostoner Dialekt verliert. „Wir wollten hierher kommen, weil es quasi die Kerze im Weinkeller ist, um uns einige Hinweise darauf zu geben, wie sich das Klima in der Zukunft verändern wird und wie es sich in der Vergangenheit verändert hat.“

Die Bohrkerne der Sedimente sind „natürliche Archive vergangener Umweltveränderungen“, sagt er. „Wir wollen nun im Prinzip diese Bibliothek öffnen und die Geschichte der Ablagerungen lesen.“

See voller Geheimnisse

Der Ringgåsvatnet-See ist deswegen wichtig, weil es eine ungefrorene Ansammlung von Süßwasser so weit nördlich auf dem Planeten ist. Er wird von den Ausläufern des Golfstroms erwärmt. Außerdem wird er von nur einer Eiskappe gespeist und die Ablagerungen an seinem Grund wurden nicht von einem Gletscher abgetragen. Der Ahlmannfonna-Gletscher ist wichtig, weil er eine kleine, abgegrenzte Eiskappe und deswegen Klimaveränderungen unmittelbar ausgesetzt ist. Die Untersuchung der Gletschersedimente, die in den See gespült wurden, wird zeigen, wie der Gletscher sich verändert hat und daraus kann man schließen, wie das Klima sich verändert hat.

An diesen erleuchtenden Ort zu gelangen, ist riskant, aber Bradley ist Gefahr nicht fremd. Im Jahr 2005 war er in einen Vorfall verwickelt, der als Hockeyschläger-Diagramm bekannt wurde. Republikanische Kongressabgeordnete hatten ihn und seine Kollegen aufgrund der grafischen Darstellung einer geschichtlichen Klimazeitachse angegriffen, die in einem Bericht des Weltklimarats (IPCC) veröffentlicht wurde. Die Grafik zeigt einen dramatischen Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur, der auf einen Zusammenhang mit der Industriellen Revolution hinweist – ein starker Anhaltspunkt, dass die Menschen für die globale Erwärmung verantwortlich sind.

„Sie entschieden, dass man einfacher die Wissenschaftler als ihre Erkenntnisse angreifen konnte, wenn man die Glaubwürdigkeit des IPCC-Berichts infrage stellen wollte“, sagt Bradley. Während des „politischen Unfugs“, wie Bradley es nennt, adressierte der Anführer der Kritiker, Joe Barton aus Texas, einen offenen Brief an seine Wählerschaft. In diesem schrieb er abfällig, dass die Wissenschaft „nur am Schreibtisch passiert und nichts mit körperlicher Arbeit zu tun hat“.

Spitzbergens gefährliche Westküste

William D'Andrea, ein Paläoklimatologe am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University in New York, hält an einer felsigen Ebene zwischen dem Ahlmannfonna –Gletscher und dem Ringgåsvatnet-See wachsam Ausschau nach Eisbären.

In den Tagen vor dem Sturm entdeckten wir auf einem Hügel eine Eisbärin mit ihren Jungen und sahen Blau- und Buckelwale, die vor dem Hintergrund der Gletscher ihr Blas zeigten. Endlich, nach 48 Stunden auf dem Meer, erreichten wir unser Rubikon: Die schmale Lücke zwischen der nach Norden weisenden Platenhalvøya und dem nur 20 Seemeilen entfernten arktischen Packeis.

„Wir versuchten seit fünf Jahren, diese Expedition durchzuführen und hatten viel Probleme mit dem Eis“, sagt Jostein Bakke, Leiter der Expedition und der Quaternary-Earth-Systems-Gruppe am Bjerknes Centre for Climate Research der Universität Bergen in Norwegen. „Es ist nicht gerade eine sichere Reise“, sagt er. Wenn die Winde gedreht und das Eis weiter nach Süden gedrückt hätten, wären ihnen nur Stunden geblieben, bis das Boot eingeschlossen worden wäre. „Wir gehen an die Grenzen des Machbaren.“

Heute gibt es kein Eis. Während wir an dem Berg mit dem passenden Namen Goodenough Mountain an der Spitze der Halbinsel vorbeisegeln, erklärt Acquarone, warum die Abwesenheit von Eis gleichzeitig gut und schlecht ist. Er erforscht Meeressäuger, ist Präsident der European Cetacean Society und segelt schon seit zwei Jahrzehnten in diesem Archipel. „Auf der einen Seite ist es aufregend, weil wir die Möglichkeit haben, neue Regionen zu besuchen, die bislang durch das Eis blockiert waren. Aber auf der anderen Seite ist es auch irgendwie erschreckend, weil es ein Zeichen dafür ist, dass sich das Ganze sehr, sehr schnell verändert.“

Jetzt gibt es kein Zurück mehr. Das Boot biegt nach Süden ab und dringt in die nicht kartographierte Innvika-Bucht vor. Die Klimatologen haben in Hinblick auf den unsicheren Wetterbericht nur ein Zeitfenster von acht Stunden, um hunderte Kilo an Ausrüstung abzuladen und sie ans Ufer zu bringen, bevor sich ein weiterer Sturm zusammenbraut. „Als wir uns darauf vorbereiteten, die Ausrüstung an Land zu bringen“, sagt Bradley, „passierte das definitiv nicht am Schreibtisch und war eine Menge körperlicher Arbeit.“

Punkt ohne Wiederkehr

Auch wenn es schwierig und manchmal sogar unmöglich ist, dorthin zu gelangen, werden der See und das Gletschersystem den Paläoklimatologen helfen, das große Ganze des Klimas zu sehen. „Spitzbergen ist eine sehr empfindliche Region“, sagt Bakke. Deswegen kann es wie kein anderer Ort helfen, Klimaveränderungen in eine längerfristige Perspektive zu setzen.

Und vielleicht noch wichtiger: Sie wollen verstehen, warum es anscheinend „Stufen“ in der Vergangenheit des Klimas gibt – Zeiten, in denen das System plötzlich kippte. „Das ist sehr wichtig für das zukünftige Klima, weil man diese Punkte hat und wenn man einen überschreitet, gibt es keinen Weg zurück“, sagt Bakke. „Hoffentlich kann unsere Forschung dazu beitragen, bessere Prognosen für die Zukunft aufzustellen. Dann können wir uns darauf vorbereiten, was in den nächsten einhundert Jahren passieren wird.“

Dafür werden die Wissenschaftler die Kernbohrungen und andere Daten über die Region sammeln. Zurück im Labor werden sie die Plastikrohre vorsichtig aufschneiden, indem sie eine Klaviersaite daran entlangführen und den Schlamm so aufklappen wie zwei Hälften eines Buchs.

Die Kohlenstoffdatierung wird Auskunft über das Alter der Schichten der Sedimente geben. Mineralreiche Schichten deuten auf wachsende Gletscher in Kälteperioden hin, wenn diese Stein zermahlen und in den See eintragen. Schichten mit organischen Sedimenten weisen darauf hin, dass sich der Gletscher während wärmerer Perioden aus dem See zurückgezogen und so weniger zermahlenen Stein produziert hat.

„Wir können in die Zeit zurückblicken und sehen, wann die Gletscher groß und wann sie klein waren, wie schnell sie sich verändert haben und wie dynamisch sie in den letzten 10.000 Jahren gewesen sind“, sagt William D’Andrea, ein Klimatologe des Lamont-Doherty Earth Observatory an der Columbia University.

D’Andrea untersucht Pflanzenwachse, Fettmoleküle und tote Algen, die in den Bohrkernen erhalten geblieben sind. Die Art und Menge dieser Substanzen kann ihm Auskunft über die Temperaturen eines vorzeitlichen Sees geben und darüber, wie viel Niederschlag es zu verschiedenen Zeiten gegeben hat.

„Uns interessieren hauptsächlich Temperatur und Niederschlag“, sagt er. „Das sind die zwei Dinge, die für uns jeden Tag eine Rolle spielen: Wird es regnen und sollte ich ein T-Shirt oder einen Pullover tragen?“

Eine Gruppe von Wissenschaftlern bereitet ein Rohr für eine Kernbohrung in den Ablagerungen am Ufer des Ringgåsvatnet-Sees vor.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern bereitet ein Rohr für eine Kernbohrung in den Ablagerungen am Ufer des Ringgåsvatnet-Sees vor.

Vor etwa 9.500 Jahren war das Klima in Spitzbergen T-Shirt-Wetter, viel wärmer als heute. Und die Paläoklimatologen denken, dass die Arktis wieder auf dem besten Weg dorthin ist. Ein besseres Verständnis für die genauen Vorgänge der Vergangenheit kann uns daher helfen, die nahe Zukunft vorauszusagen.

Obwohl jedoch viele Menschen heutzutage verstehen, dass das Klima sich verändert, ist dieser Prozess eine relativ langsame Angelegenheit, gemessen an unserem Alltag. Deswegen ist es oft schwer, die entsprechende Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit zu gewinnen. Dieses Team hofft, Bohrkerne mit feinen Schichten zu erhalten, die es ihnen ermöglichen, den Klimawandel in der Vergangenheit auf Jahrzehnte genau zu bestimmen und nicht auf Jahrtausende.

„In nur 30 Jahren ab heute, wenn Ihre Kinder älter und ihre Enkel auf der Welt sind, wird das Klima deutlich anders sein“, sagt Bradley. „Wir versuchen, die Geschichte mit hoher Auflösung dargestellt zu bekommen, auf einer Zeitachse, die relevant für die Menschen ist.“

Schichtarbeit (ist alles andere als langweilig)

An Deck des Bootes bereiten sich die Wissenschaftler auf den Landgang vor und beginnen mit der Verladung des schweren Geräts. Sie packen drei alte Mauser-Karabiner mit Bleispitzgeschossen ein, überprüfen fünf Signalpistolen und führen ein ernstes Gespräch über Eisbären-Sicherheitsmaßnahmen. Eine einzelne, neugierige Robbe folgt dem Schlauchboot, als sie nach einem Ladungspunkt suchen. Sie kehren zurück und laden braune Plastikrohre ab, die man in jedem Baumarkt kaufen könnte. Die Bohrwerkzeuge könnten von Bohrinseln der 1850er-Jahre stammen. Dutzende Fahrten transportieren zwei Schlauchboote, 200 Kilo Bohrplattformen, Bohrgewichte, eine massive Metallwinde, einen Kolben, um die Rohre in den Schlamm zu treiben, zwei Bootsmotoren, mindestens fünfzig Meter Rohr und eine ganze Menge weiterer Ausrüstung an Land. Dann beginnt die Arbeit.

Zwischen der Küste und dem See liegen fast zwei Kilometer morastiger, felsiger Strecke. Beladen mit gut 45 Kilo schweren Einzelteilen der Plattform sinken unsere schweren Schritte in die schwammigen Schichten uralten Mooses ein. Andernorts verschwinden unsere Stiefel bis zum Anschlag im sich festsaugenden Matsch. Halsbrecherische Felsen sind überall. Vor einem Bären davonzulaufen scheint unmöglich. Schließlich kommt das Zielt der Expedition in Sicht: Der 30 Meter tiefe, knapp zwei Kilometer lange Ringgåsvatnet-See.

Der Wind frischt auf und das Team setzt eilig das Equipment zusammen. Ich wurde mit einem Gewehr ausgerüstet und angewiesen, nach Eisbären Ausschau zu halten. Wir schaffen es gerade noch rechtzeitig vor dem Sturm zurück ins Segelboot. Die nächsten 24 Stunden lang fegt er mit über 110 Stundenkilometern über die flache Bucht. Wieder und wieder löst sich der Anker und das aluminiumverkleidete Schiff wird gefährlich nahe an die Felsen getrieben. „Es ist die volle Artis-Erfahrung“, sagt Acquarone.

Das Segelschiff geht an einem ruhigen Tag vor dem Spitzbergen-Archipel vor Anker.

Schließlich legen sich die Windböen. Unter einer von dichten, grauen Wolken verhangenen Mitternachtssonne ziehen sich die Wissenschaftler für eine Schicht voll harter Arbeit an und verlassen das Seeufer. Draußen auf dem See ist es eng auf der Bohrplattform. Bakke und sein norwegisches Team versenken eins der langen, braunen Rohre durch die Bohrlücke und in etwa 25 Meter Wasser, bis es den Grund berührt. In den darauffolgenden vier Stunden führen sie hunderte von Kniebeugen aus, mit denen sie einen schweren Kolben auf- und abwärts bewegen. Dieser treibt das Rohr vertikal durch Schlamm, Sand und Kies auf dem Seegrunde. Für eine Probe von 1,5 Metern benötigt man einige Stunden dieser bauchmuskelbeanspruchenden Arbeit. Das Rohr kann eine Probe von bis zu sechs Metern fassen. „Es ist nicht sehr elegant, aber es funktioniert“, sagt Bradley.

Nachdem sie diesen Weg hinter sich gebracht und so viele Gefahren auf sich genommen haben, sind die Forscher fest entschlossen, so tief – und alt – wie möglich zu bohren. Sie arbeiten sechs Stunden lang. Am Ufer katalogisierten D’Andrea und ein weiterer Wissenschaftler die durcheinandergewürfelte Landschaft aus bowlingkugelgroßen Steinen zwischen dem 500-Meter-Gletscher in drei Kilometern Entfernung und dem Ufer des Sees. Sie sammelten Sediment- und Wasserproben sowie GPS-Höhenangaben.

Nachdem sie von Mitternacht bis zum Mittag gearbeitet haben, zog das Bohrteam einen langen und einen kurzen Kern heraus und das Landteam hatte seine Untersuchung und Vermessung abgeschlossen. Sie trafen sich wieder am Kiesstrand und die erschöpften Expeditionsteilnehmer machen sich daran, ihre Arbeit wieder abzubauen und zurück zum Boot zu gehen.

Nach drei Stunden sind die Wissenschaftler fertig und wissen, dass sie noch zweieinhalb Tage auf See vor sich haben, vier weitere Seen und noch viele Wiederholungen des Bohrvorgangs. Auch wenn sie den schweren Sturm, der auf sie wartet, nicht vorhersehen können, wissen sie doch, dass die Gefahr und Erschöpfung jeden Moment der Entdeckung und Erforschung wert ist. Die gesammelten Daten sind das Risiko wert.

„Es gibt bestimmte Aspekte der Wissenschaft, bei denen sich Leute in Gefahr bringen müssen“, sagt Bradley. „Am Ende muss man das Risiko auf sich nehmen, wenn man die Information haben will.“

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