Gesundheit: Expeditionen in eine kalte Welt

Die nächsten beiden Jahre werden sich mehr als 50 000 Forscher warm anziehen. Denn vom 1. März 2007 an ist das Internationale Polarjahr angesagt, das anders, als sein Name es vermuten lässt, 24 Monate dauert. In dieser Zeit bündeln Wissenschaftler aus sechzig Ländern ihre Aktivitäten, um den kalten Regionen um Nord- und Südpol weitere Geheimnisse zu entreißen. Vor allem die Klimaforscher sind die treibende Kraft. Denn Arktis und Antarktis sind nicht nur entscheidende Motoren und Weichensteller für das Klima auf dem gesamten Globus, sondern sind vom Klimawandel auch besonders stark betroffen.

Bevor die Forscher die Polargebiete untersuchen, müssen sie erst einmal wissen, wo diese überhaupt enden: Im Süden definiert man meist die „Antarktische Konvergenz“ als Nordgrenze. Damit wird der Rand des Weltmeeres bezeichnet, an dem kaltes Oberflächenwasser aus der Antarktis auf wärmeres aus dem milderen Norden trifft. Die klirrende Kälte der riesigen Eismassen um den Südpol verschiebt diese in Schlangenlinienform verlaufende Grenze ziemlich weit nach Norden. Das auf dem 54. Breitengrad liegende Feuerland gehört gerade nicht mehr zu den Polargebieten, die östlich davon liegende britische Insel South Georgia dagegen liegt auf demselben Breitengrad noch in deren kalten Gewässern.

Der Norden ist vor allem deshalb wärmer, weil dort abgesehen von Grönland kaum größere Eismassen liegen, sondern nur eine rund drei Meter dicke Packeisschicht das Meer bedeckt. Der hohe Norden endet für Ökosystemforscher dort, wo auf Meereshöhe die ersten Bäume wachsen. Ein kleiner Zipfel im äußersten Norden Skandinaviens gehört daher genauso zur Polarregion wie der Norden Sibiriens, Kanadas und Alaskas sowie etliche Inseln wie Spitzbergen und Grönland.

Sorgen machen sich die Klimaforscher derzeit vor allem um die Packeisschicht im hohen Norden, die bei steigenden Temperaturen zunehmend schwindet. Bis zum Jahr 2050 könnte das Nordpolarmeer daher im Sommer eisfrei sein, wie Wissenschaftler vor kurzem ausgerechnet haben.

Die Konsequenzen für das Weltklima könnten schwerwiegend sein. Zwar steigt der Meeresspiegel bei der Schmelze nicht an, da das Eis ohnehin bereits im Ozean schwimmt. Doch im Moment reflektiert das Eis den größten Teil der Sonnenstrahlung direkt in Richtung Weltraum. Schmilzt das Eis, verschwindet nicht nur der Lebensraum des Eisbären, der nur von den weißen Schollen aus gut jagen kann. Gleichzeitig nimmt die dunkle Wasseroberfläche viel mehr Sonnenlicht auf und speichert dessen Energie als Wärme im Wasser. Fehlt das Eis, bleibt also viel mehr Wärme auf der Erde als vorher, und der Klimawandel könnte sich weiter beschleunigen.

Doch schmilzt das Eis im Norden tatsächlich so schnell? Es gibt einige Faktoren, die eine genaue Aussage erschweren. So konnte die weiße Decke bisher nur an bestimmten Kontrollpunkten gemessen werden, so Christian Haas vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven. Das harsche Klima der Polarregionen erschwert die Forschung zusätzlich. Ändert der Klimawandel etwa die vorherrschenden Winde, so könnten die Eisschollen von bestimmten Regionen weg- und zu anderen hingeblasen werden. Je nach Messort würde man dann unter Umständen ganz unterschiedliche Tendenzen für die Eisbedeckung des Nordpolarmeeres finden.

Einen Überblick über die gesamte Eisdecke auf dem Nordpolarmeer könnten Satelliten liefern. Etwa die Sonde „Cryosat“, deren wissenschaftlichen Teil Christian Haas mit Kollegen konzipiert hat. Cryosat sollte einer der deutschen Beiträge zum Internationalen Polarjahr sein und erstmals die Eisdecke über dem gesamten Nordpolarmeer im Auge behalten. Doch der Start missglückte, Cryosat ging verloren. Der Nachfolger wird schon gebaut, dürfte aber erst nach Abschluss des Polarjahres Ergebnisse liefern.

Nicht nur Klimaforscher interessieren sich für die Polarregionen, auch Biologen beobachten die dortigen Veränderungen. „Weil die Ökosysteme in den Polarregionen einfacher gebaut sind als solche im warmen Wasser, lassen sie sich dort auch besser untersuchen“, erklärt Hans-Ulrich Peter von der Universität Jena. In antarktischen Gewässern umfasst die komplette Nahrungskette nur vier Stufen, während sich in tropischen Gebieten ein viel stärker abgestuftes Ökosystem im Wasser tummelt. So wachsen Kieselalgen im eisigen Wasser nur mit Hilfe von Licht, Kohlendioxid und Nährstoffen. Diese Minipflanzen werden von einem nur zwei Gramm leichten Krebs gefressen. Dieser Krill ernährt in der dritten Stufe etliche weitere Arten, vom riesigen, dreißig Meter langen Blauwal über Robben bis hin zu verschiedenen Pinguinen und Seevögeln.

Nun steigen die Temperaturen am Rande der Antarktis besonders stark. Dadurch gibt es im Winter weniger Eis, an dessen Unterseite der Krill gerne Algen abweidet. Wenn aber höhere Temperaturen das Eis und damit sowohl die Algen als auch den Krill dezimieren, finden auch Pinguine weniger zu fressen. Tatsächlich registrieren die Forscher im Bereich der Antarktischen Halbinsel heute weniger Adelie- und Zügelpinguine als noch vor wenigen Jahren. Mancherorts kommt noch eine vierte Stufe in der Nahrungskette dazu, wenn sich eine Skua genannte Raubmöwe bei Eiern und Küken der Pinguine bedient. Ob weniger Pinguine auch weniger Skuas bedeuten, muss Hans-Ulrich Peter allerdings noch untersuchen.

Sollten die Braunen Skuas Hunger leiden, weil die Pinguine durch den Klimawandel weniger werden, wäre vielleicht auch der seltene Riesensturmvogel betroffen, dessen Eier und Küken sich die Raubmöwen ebenfalls gerne holen.

Auch darüber würden die Forscher im Internationalen Polarjahre gern mehr wissen. Genau wie über die Kontinentalschiebung und das Klima längst vergangener Jahrhunderttausende, über das Auftauen der Dauerfrostböden durch den Klimawandel und über die Entwicklung des Eispanzers über der Antarktis.

Im März 2009 wird man vermutlich zur Erkenntnis kommen, dass weitere Polarjahre nötig sind, um den Polregionen noch mehr Geheimnisse zu entreißen. Ähnliche Gedanken gab es jedenfalls schon am Ende der bisherigen drei Polarjahre 1882/83, 1932/33 und 1957/58.