Auf der Suche nach dem Ursprung des Süsswassers im Ozean

Die dritte und letzte Etappe der Antarktis-Umrundung führt zu entlegenen Eilanden und durch ein Förderband aus Eisbergen, bevor die Expedition ihren Zielhafen Kapstadt anpeilt. Alex Haumann berichtet über seine Eindrücke, den veränderten Wasserkreislauf und dessen Rolle für das Klima der Erde.

Helikopter vor schmelzendem Eisberg im Südlichen Ozean  
ACE-Helikopter vor schmelzendem Eisberg im Südlichen Ozean. (Bild: Mariusz Potocki / ACE Expedition)

Der Südliche Ozean ist eine der unberührtesten Regionen der Erde und gilt als Lunge unseres Klimasystems. Hier steigen gewaltige Mengen von Wasser aus der Tiefe an die Oberfläche auf, wo sie Kohlenstoffdioxid und Wärme aus der Atmosphäre aufnehmen, bevor sie wieder absinken. Ohne diesen Austausch wäre die menschgemachte globale Erwärmung wesentlich stärker.

Ein Ziel der Expedition ist, diese wichtigen Prozesse besser zu verstehen. Dafür sammeln wir während unserer Reise Wasserproben aus dem Meer, der Atmosphäre und dem Eis — eine Aufgabe, die bei den rauen und sich ständig ändernden Bedingungen nicht ganz einfach ist.

Stürmische See am Ende der Welt

Die Akademik Treshnikov in stürmischer See.
Die Akademik Treshnikov in Wind und Wellen des Südlichen Ozeans. (Bild: Mariusz Potocki / ACE Expedition).

Auch auf der dritten Teilstrecke befinden sich fast 60 Wissenschaftler an Bord, die an 22 Forschungsprojekten arbeiten. Schnell wird dem Neuling klar, dass so viele verschiedene Interessen zu einem Durcheinander führen können. Um Messungen für unser Projekt durchzuführen, muss ich oft Stunden lang durch das Schiff laufen und den nächsten Stopp aushandeln, an dem wir die Instrumente ins Wasser lassen können.

Rosette für die ozeanographischen Messungen.  
Rosette für die Messungen im Meer. (Bild: Alex Haumann / ACE Expedition).

In den ersten Tagen sind es jedoch nicht Interessenskonflikte, die unseren akribisch ausgearbeiteten Messplan über die Reling werfen, sondern schlicht das schlechte Wetter. Die bis zu acht Meter hohen Wellen erlauben es nicht, die tonnenschwere Rosette mit den Instrumenten und Flaschen in die Tiefe hinab zu lassen. Während die Ozeanographen anfänglich also nur selten messen können, haben die Atmosphärenforscher alle Hände voll zu tun, ihre Regen- und Schneeproben zu sammeln (siehe dazu auch diese Beiträge von Etappe 1 und Etappe 2).

Dem Süsswasser auf der Spur

Unser erster Halt nach einigen stürmischen Tagen ist die Insel Südgeorgien. Als ich aufwache hat die Akademik Treshnikov aufgehört zu schwanken, der Schiffsmotor ist verstummt. Ein Blick aus dem Bullauge meiner Kajüte offenbart einen glatten Wasserspiegel, Berggipfel und tiefblauen Himmel. Ganz unterwartet ist der Sturm nach Süden gezogen. Wir liegen in der Bucht bei King Edward Point vor Anker.

Ich begleite meinen Kollegen Pascal Graf (siehe seinen Beitrag) auf die Insel, um Wasserproben aus Seen zu sammeln. Im Grunde suchen wir beide das gleiche — den Ursprung des Wassers. Während die ETH-Forschungsgruppe um Professor Heini Wernli am atmosphärischen Transport des Wassers interessiert ist, sucht das EPFL-Projekt, an dem ich beteiligt bin, nach dem Ursprung des Süsswassers, das den Salzgehalt des Südlichen Ozeans bestimmt. Dafür messen wir die Sauerstoffisotope im Wasser, die uns als eine Art Fingerabdruck dienen: Wenn wir unsere Meerwasserproben mit jenen Proben vergleichen, die Pascal Graf und ich auf der Insel gesammelt haben, können wir ermitteln, wie viel Süsswasser aus Regen und Schnee ins Meer gelangt.

Wasserproben sammeln auf Südgeorgien  
Wasserproben sammeln auf Südgeorgien mit Pascal Graf. (Bild: Alex Haumann / ACE Expedition)

Bei den wandernden Eisbergen

Wir verlassen Südgeorgien in südlicher Richtung und steuern die Südlichen Sandwichinseln an. Schon bald sind wir von Eisbergen umgeben soweit das Auge reicht: Wir befinden uns auf der Haupt-Eisbergroute. Manche sind so gross, dass man ein ganzes Dorf darauf bauen könnte. Sie driften über hunderte von Kilometern entlang der Antarktischen Halbinsel nach Norden, wo sie auf den Zirkumpolarstrom treffen. Dieser transportiert die Eisberge wie ein Förderband ostwärts, während dem sie langsam schmelzen.

An einem besonders grossen Exemplar hält der Eisbrecher an. Einige Forschende fliegen mit dem Helikopter auf den Berg und bringen uns Eisproben zurück. Auch diese werden wir mit den Meerwasserproben vergleichen, um den Beitrag des Schmelzwassers zur Versüssung des Meeres zu bestimmen.

Ein Wal (Bildmitte) taucht vor einem Eisberg ab.  
Ein Wal (Bildmitte) taucht vor einem Eisberg ab. (Bild: Alexander Haumann / ACE Expedition)

Allmählich verlassen wir die polaren Gewässer nordwärts, passieren die einsame Insel Bouvet und halten Kurs auf Kapstadt. Noch melden unsere Messinstrumente keine Erwärmung des Wassers, was wohl auch am langsam einziehenden Winter liegt. Dieser zeigt sich auch an der grossen Anzahl Buckelwale, die nun ebenfalls nach Norden ziehen und uns mit ihren Wasserfontänen und riesigen Schwanzflossen auf den letzten Expeditionstagen begleiten.

Veränderter Wasserkreislauf versüsst Südpolarmeer

Hinter uns lassen wir den gigantischen Meereisteppich, der sich jeden Winter über grosse Teile des Südlichen Ozeans ausbreitet und nun schon wieder zu wachsen beginnt. Meereis bildet sich aus gefrierendem Meerwasser, wobei das im Wasser gelöste Salz ausfällt und im Meer zurückbleibt. Das macht das Wasser salziger. Umgekehrt gelangt beim Schmelzen des Eises Süsswasser in den Ozean, sodass sich dessen Salzgehalt verringert.

So ist das Meereis neben dem Niederschlag und dem Schmelzwasser der Eisberge die dritte Süsswasserquelle in dieser Region. In einer früheren Studie konnten wir mit Hilfe von Satellitendaten zeigen, dass ein verstärkter nordwärts Transport von Meereis den Salzgehalt im Südlichen Ozean über die letzten Jahrzehnte gesenkt hat (siehe ETH-News). Nun wollen wir diese Theorie mit den über 1000 gesammelten Wasserproben weiter untermauern.

Der sinkende Salzgehalt verändert die Dichteschichtung des Wassers und könnte für das Klima der Erde bedeutend sein: Weniger salziges Wasser ist leichter als salziges und schwimmt wie ein Deckel oben auf. Das verhindert, dass sehr kohlenstoffhaltiges und wärmeres Wasser aus der Tiefe aufquellt, und führt so an der oberen Wasserschicht zu einer verstärkten Aufnahme von Kohlenstoffdioxid und Wärme aus der Atmosphäre, welche dann mit dem Wasser in tiefere Schichten transportiert werden.

Was bleibt

Wie stark die Veränderungen von Meereis, Niederschlag und Eisbergschmelze zum sinkenden Salzgehalt im Südlichen Ozean beitragen, und ob sich die viele harte Arbeit auf dem Schiff gelohnt hat, werden wir erst in ein paar Monaten feststellen, wenn alle Proben im Labor analysiert und ausgewertet sind.

Abendstimmung vor der Küste der Südlichen Thule Insel  
Abendstimmung vor der Küste der Südlichen Thule Insel, die südlichste der Südlichen Sandwich Inseln. (Bild: Alexander Haumann / ACE Expedition)

Doch bereits jetzt steht fest: Die ACE-Expedition kehrt mit einem riesigen Fundus an Daten aus dem Ozean, der Atmosphäre, dem Eis und dem Ökosystem zurück, was in den kommenden Jahren zu wichtigen Erkenntnissen über diese noch so unbekannte Region führen wird. Uns Teilnehmenden bleibt eine Fülle an unvergesslichen Eindrücken von dieser wunderbar bizarren Gegend, die so weit entfernt und doch so bedeutend für das Klima der Erde ist.

Hören und lesen Sie das Interview mit Alex Haumann auf SRF.

Der Routenplan  
Der Routenplan. (Grafik: ACE Expedition)

Serie zur Expedition rund um die Antarktis

Die Forschenden der Antarctic Circumpolar Expedition (ACE) des Swiss Polar Institute (SPI) haben ihren Zielhafen Kapstadt, Südafrika, erreicht. Mit der dritten Etappe der Umrundung ist nun auch die Expedition abgeschlossen. Die ETH-Forschenden an Bord berichteten in insgesamt fünf losen Beiträgen im Zukunftsblog von ihren Experimenten und Erfahrungen:

Weitere Informationen finden Sie unter Swiss Polar Institute, ACE Facebook , ACE Twitter, Schiff-Tracker.

Zum Autor

Alex Haumann

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Sat May 27 18:45:04 CEST 2017
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