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Schwer zugängliches Archiv

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.06.2009 10:44

Die Klimageschichte des arktischen Ozeans beruht zurzeit hauptsächlich auf Hypothesen. Schließlich ist es ausgesprochen aufwendig, in einem eisbedeckten, und rund 5000 Meter tiefen Meer Proben zu gewinnen. Mit der ACEX-Expedition gelang dies 2004 zum ersten Mal. Die wissenschaftlichen Ergebnisse laufen jetzt nach und nach ein.

Es war eine der spektakulärsten Expeditionen in den arktischen Ozean, die bislang durchgeführt wurden. Drei Schiffe, zwei davon gewaltige Eisbrecher, bahnten sich im Sommer 2004 den Weg durch das dicke Eis in der Nähe des Nordpols. An einem Punkt inmitten der unendlichen Eis- und Wasserwüste führten sie dann ein wirklich sehenswertes Schiffsballett auf.  Die beiden Eisbrecher fuhren um das kleinere gelb-schwarze Schiff herum, das bewegungslos da lag, und brachen das dicke Eis in kleine Stücke. Die „Vidar Viking“ war jedoch keineswegs havariert, das Bohrschiff holte stattdessen mitten im arktischen Ozean einen 430 Meter langen Bohrkern aus dem Meeresboden.

Schwere Jungs: Bohrschiff eskortiert von zwei EisbrechernFür den arktischen Ozean war diese ACEX genannte Expedition eine Premiere: Bislang ist unser Wissen über dieses für das Klimageschehen so wichtige Meer weitgehend auf Hypothesen beschränkt. „Mit dem Bohrkern haben wir eine Sedimentabfolge, die jetzt zum ersten Mal Aussagen über die Klimaänderung, oder generell das Klima vor 40, 50 bis 80 Millionen Jahren erlaubt“, erklärte Professor Rüdiger Stein vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven auf einem Kolloquium in Hannover. Die Veranstaltung wurde von den beiden Schwerpunktprogrammen der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Tiefbohrvorhaben auf den Kontinenten und in den Ozeanen ausgerichtet.

Hier war ACEX ebenfalls ein Thema, denn fast vier Jahre nach der abenteuerlichen Expedition beginnen die wissenschaftlichen Ergebnisse einzulaufen. Und die sind wirklich erstaunlich. „Das stellt eigentlich das ganze Lehrbuchwissen auf den Kopf“, meint Stein. So zeigt der arktische Bohrkern Zeugen für eine Vereisung vor rund 45 Millionen Jahren, also genau zu der Zeit, zu der auch die Antarktis ihren ersten Eispanzer anlegte. Bisher hatte man die ersten Belege für Eis auf dem Nordpolarmeer erst für die Zeit vor 15 Millionen Jahren, also ganze 30 Millionen Jahre später. „Diesen zeitlichen Unterschied konnte man sich nicht genau erklären“, so Stein, „und jetzt hat man herausgefunden, dass es wirklich mehr oder weniger zeitgleich war.“ Den Beleg lieferten Steine und Kiesel im Sedimentkern, die an diesen Ort nur als Fracht von Eis gelangt sein können.

EisschollenFreilich war das Eis vor 45 Millionen Jahren nur eine schwache Ahnung des heute rund ums Jahr das Meer bedeckenden Eises am Nordpol. „Für die Zeit von vor 45 bis vor 20 Millionen Jahren gehen wir davon aus, dass es so gewesen ist wie in der Ostsee“, erklärt Stein, „wir haben Minusgrade um Null im Winter, und dann kann man Meereis haben, während man im Sommer so 15 oder 16 Grad hatte.“ Diese gemäßigten Zustände verschlechterten sich zunehmend und mündeten dann vor 15 Millionen Jahren in froststarrende  Kälte.  Danach schwankte das Klima im Nordpolargebiet offenbar zwischen kurzen Erwärmungen und wahren Eiskellertemperaturen. Die Gletscher an Land und das Eis auf dem Meer gingen nach dem Maximum von vor 15 Millionen Jahren zurück, stießen vor sechs Millionen Jahren wieder vor und zogen sich erneut zurück. „Vor vier Millionen Jahren, da spricht man von der pliozänen Warmzeit, da hat man kaum Anzeichen für Eis“, so Stein. Danach dehnte es sich vor rund 3,5 Millionen Jahren wieder aus, um das bislang letzte Maximum zu erreichen. „Ab 2,7 Millionen Jahren haben wir die dicken Eisschilde im Norden, von denen Grönland ein Überbleibsel ist“, beschreibt Stein, „aber damals waren ganz Kanada und ganz Skandinavien vereist.“

Bevor 45 Millionen Jahre vor heute die Temperaturen begannen immer tiefer in den Keller zu sinken, lag die Jahresmitteltemperatur im Nordpolargebiet bei komfortablen 20 bis 25 Grad. Zu dieser Zeit ereignete sich der Azolla-Event, als der Süßwasserfarn Azolla sich offenbar über weite Gebiete des Arktischen Ozeans ausbreitete. „Man weiß, dass diese Pflanze zum Leben Süßwasser braucht, die kann also nicht einmal im Brackwasser, sagen wir mal in der Ostsee, leben“, erklärt Stein. Damals müssen Unmengen Süßwasser in den Ozean geflossen sein. „Aber es war kein Süßwassersee, sondern es muss eine dünne Süßwasserlinse gewesen sein, die obenauf lag“, so Stein.

ACEX-KursDass so viel Flusswasser in den Ozean strömt, ist normal, denn die großen Flüsse im Norden Amerikas und in Sibirien fließen hinein. „Der arktische Ozean erhält etwa zehn Prozent des globalen Süßwassers, obwohl er mit zwei bis drei Prozent der globalen Ozeanfläche relativ klein ist“, erklärt Rüdiger Stein. Vermutlich hat das viele Süßwasser auch die Bildung des Meereises erleichtert. Wie jeder weiß, der im Winter die Gehwege eisfrei halten will, gefriert Süßwasser schneller als mit Salz versetztes. „Einige Kollegen gehen davon aus, dass das auch ausschlaggebend gewesen sein kann für die erste Meereisbildung“, so Stein.

Der Kern, den die ACEX-Expedition vom arktischen Meeresboden geholt hat, ist ein wichtiges Archiv der dortigen Klimageschichte. Doch es hat Lücken. „In der Zeit vor 44 bis 18 Millionen Jahren ging richtig die Post ab, was das globale Klima an geht,“, so Stein, „und gerade dieser Zeitabschnitt fehlt in unserem Bohrkern.“ Nicht zuletzt um diese Lücke zu schließen, wünschen sich die Wissenschaftler weitere Bohrkampagnen im Arktischen Ozean. Doch auch wenn der Bohrkern vollständig wäre, bräuchte man weitere Kerne, um ein vollständigeres Bild zu erhalten. „Wir haben eine Bohrung“, begründet Stein, „und darauf gründen wir jetzt die tollen Rekonstruktionen.“ Auf einem Workshop im Herbst wollen die Arktisforscher Vorschläge für Bohrvorhaben in den kommenden zehn Jahren ausarbeiten.

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