Antarktis – Expedition in die Zukunft

Wie ein Raumschiff liegt die Neumayer-Station III im ewigen Eis. Etwa 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) leben und arbeiten im antarktischen Sommer hier. Manches erinnert tatsächlich an den Aufenthalt in einer Raumstation: Aufwendige Technik, komplizierte Logistik, und nur für begrenzte Zeit können die Forscher nach draußen. Die Antarktisstation wurde 2009 in Betrieb genommen und soll bis mindestens 2035 für die Forschung genutzt werden. Während die Vorgängerstationen im Treibschnee versanken, trotzt Neumayer III durch ihr Konstruktionsprinzip der natürlichen Eisbewegung und dem Schneezutrag von außen: Die Forschungsstation steht auf 16 hydraulischen Stelzen. Mit ihnen lässt sich die 5.000 Quadratmeter große und 2.300 Tonnen schwere Station immer wieder anheben – in den letzten elf Jahren um insgesamt 20 Meter.

Während des antarktischen Winters werden die Forscher selbst zum Forschungsobjekt. Dann lebt ein Team von neun Überwinterern 14 Monate lang von der Außenwelt abgeschnitten auf der Neumayer-Station. Monatelang gibt es kein Sonnenlicht. Die Auswirkungen der Isolation geben womöglich Aufschluss darüber, was Astronauten bei zukünftigen Weltraummissionen erwartet. Und noch ein Projekt ist für künftige Raumfahrer von Interesse: Wie lässt sich eine vitaminreiche Nahrungsversorgung auf engstem Raum ohne Erde und natürliches Sonnenlicht gewährleisten? Im Forschungscontainer Eden ISS, einem mobilen Hightech-Gewächshaus, wird getestet, welche Erträge sich mit Indoor-Pflanzenzucht erzielen lassen und was sich auch für den Landbau auf der Erde daraus lernen lässt.

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Seit 15 Jahren werden die Wale im Polarmeer unter dem Eis belauscht. Früher war man darauf angewiesen, die Meeresgiganten beim Auftauchen zu beobachten, um deren Bestände zu erfassen. Wissenschaftler des AWI entwickelten eine neue Methode: Mit Unterwassermikrofonen, die durch Löcher in der bis zu 100 Meter dicken Eisschicht ins Polarmeer abgeseilt wurden, werden Walgesänge aufgezeichnet. Aus ihnen kann man Rückschlüsse darauf ziehen, wie viele Tiere es noch gibt und wie es ihnen geht. Dank der Horchstation gibt es verlässlichere Zahlen als früher. Zudem kann man Verbreitungsgebiete und saisonale Wanderwege der Meeressäuger ermitteln. Messungen haben ergeben, dass die Bestände sich erholt haben. Inzwischen gibt es rund zehn Prozent mehr Buckelwale im Südpolarmeer als früher. Die Schutzmaßnahmen greifen, seit in den 1990er-Jahren ein etwa 50 Millionen Quadratkilometer großes Walschutzgebiet ausgewiesen wurde.

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Einige Wale legen mehrere Tausend Kilometer zurück, nur um in die Antarktis zu kommen. Sie werden angelockt von Krebstierchen – dem Krill. Der Antarktische Krill macht in seiner Gesamtheit auf unserem Planeten 400 Millionen Tonnen Biomasse aus. Er ist die wichtigste Nahrungsgrundlage der Wale. Im antarktischen Sommer verschlingen die Giganten pro Tag bis zu 1,5 Tonnen der Kleinkrebse. Diesen Reichtum verdankt die Antarktis der Zirkumpolarströmung, die den Kontinent umgibt und ihn bisher eisig hält. Der mächtige Strom befördert große Mengen an Plankton. Am Kontinentalrand drängt das nährstoffreiche Tiefenwasser nach oben. Krill ernährt sich von Phytoplankton, beispielsweise Kieselalgen. Er steht am Anfang einer Nahrungskette. Fische fressen den Krill und werden von Pinguinen und Walen gefressen. Seeleoparden machen wiederum Jagd auf die Pinguine und werden selbst von Orcas gejagt. Die riesigen Krillschwärme machen das Südpolarmeer zu einem der wichtigsten Futtergründe der Erde.

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Der Antarktische Zirkumpolarstrom ist nicht nur in der Region von Bedeutung, er besitzt weltweiten Einfluss. Die kalte Meeresströmung, die die Antarktis umspült, ist das „Schwungrad“ für die Strömungen, die alle Ozeane der Erde miteinander verbinden. Bis in eine Tiefe von 4.000 Metern ist die gewaltige Wassermenge ständig in Bewegung. Die Meeresströmung ist die mächtigste der Erde, keine hat einen höheren Massetransport. Sollte sie irgendwann ins Stottern geraten, hätte das dramatische Folgen für die ganze Welt. Denn würde das Eis der Antarktis in größeren Mengen abschmelzen, würde viel Süßwasser ins Meer gelangen. Die Dichte des Meerwassers nimmt dann ab, die Strömung wird dadurch schwächer. Die Wassermenge, die durch die Drake-Passage – die Engstelle an der Südspitze Feuerlands – fließt, würde geringer. Selbst der Golfstrom, der Europa mit Wärme versorgt, könnte laut Klimamodellen als Folge schwächer in unseren Breiten ankommen.

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Vor langer Zeit war es auf dem antarktischen Kontinent – kurz: Antarktika – viel wärmer und grüner. Das bewiesen Fossilien von Glossopteris-Farnen aus Gesteinsproben, die der englische Polarforscher Robert Falcon Scott 1912 auf dem Rückweg von seiner Expedition zum geografischen Südpol gesammelt hatte. Die Abdrücke solcher Farne finden sich auch in Australien und Afrika, deren Landmassen einst Teile des Urkontinents Gondwana waren. Vor rund 130 Millionen Jahren rissen Konvektionsströme aus dem Erdinneren Gondwana auseinander, und es bildeten sich die einzelnen Kontinente Afrika, Südamerika, Australien und Antarktika. Durch die Drift Richtung Südpol begann Antarktika zu vereisen und ist nunmehr, seit 34 Millionen Jahren, permanent von Schnee und Eis bedeckt. Würde man das ganze Eis abschmelzen, sähe man statt einer zusammenhängenden Landmasse zwei Teile: die Ostantarktis als eigenständigen Kontinent und die Westantarktis als gewaltiges Inselarchipel.

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Pinguine sind die bekanntesten Bewohner der Antarktis. Für die Forscher des AWI sind sie Indikatoren für Veränderungen des Ökosystems. Mit dem Single Penguin Observation und Tracking System (SPOT), das über 15 Kameras verfügt, beobachten sie die Meeresvögel. Während des antarktischen Winters, wenn die Pinguine brüten und ihre Jungen aufziehen, zeigen diese ein besonderes Verhalten: „Gruppenkuscheln“. Sie rücken ganz nah zusammen und trotzen Temperaturen von bis zu minus 30 Grad. Am Rand des „Kuschelknäuels“ – des sogenannten Huddle – ist es am kältesten. Die Tiere drängen daher stetig von außen zur Mitte, bis es den Pinguinen in der Mitte irgendwann zu warm ist und sie den von außen Nachrückenden wieder Platz machen. Durch Langzeitbeobachtungen jedes einzelnen Tieres haben die Forscher eine Art „Kuschelfaktor“ als Maß für den Zustand der Kolonie errechnet. Rücken die Pinguine auch bei höheren Temperaturen eng zusammen, deutet das auf einen schlechten Ernährungszustand hin.

Weil die Vögel auch unter Wasser sensibel auf Veränderungen reagieren, werden sie von Wissenschaftlern der Neumayer-Station mit Sendern versehen. Damit lässt sich die Ausdehnung der Pinguin-Futtergebiete studieren. Erst wenn die Forscher verstehen, wie groß die Jagdgebiete heute sind, können sie zukünftig Veränderungen erkennen. So liefern die Wege der Pinguine Aufschlüsse über die Nahrungsverteilung im Südpolarmeer und Hinweise auf Veränderungen der Zirkumpolarströmung.

Bildquelle: BBC

Faszination Erde: Antarktis – Expedition in die Zukunft
Erstausstrahlung ZDF: 23. Februar 2020, 19.30 Uhr

Buch und Realisation Iris Zink, Frank Siegwart
Sprecher Tobias Kluckert

Redaktion TV Christiane Götz-Sobel
Redaktion Online Katja Treu