Wie verändert der Klimawandel den Arktischen Ozean

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Am Donnerstag, den 29. Mai 2025, startete das Forschungsschiff Polarstern
von Bremerhaven aus Richtung Arktis. Das Ziel der 95
Expeditionsteilnehmenden unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts ist
das Langzeitobservatorium AWI-Hausgarten zwischen Spitzbergen und
Grönland. Dort werden sie erforschen, wie die Ökosysteme der arktischen
Tiefsee auf veränderte Umweltbedingungen in Folge des raschen Klimawandels
reagieren.

Dabei stehen die Benthosgemeinschaften und die
Planktongemeinschaften im freien Wasser sowie die physikalischen
Veränderungen des Ozeans im Fokus der einmonatigen Expedition, die Ende
Juni im norwegischen Tromsø enden wird.

Das Tiefseeobservatorium AWI-Hausgarten besteht seit dem Jahr 1999 und ist
das einzige seiner Art, in dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
kontinuierlich seit über 25 Jahren wichtige physikalische, chemische,
ozeanographische und biologische Daten erfassen. An 21 Stationen zwischen
250 und 5.500 Metern Wassertiefe und vom offenen Ozean bis zur
Meereisgrenze stehen Verankerungen, die das ganze Jahr über
Wassertemperatur, Strömungsgeschwindigkeit und -richtung sowie die
Wassersäule herabsinkende Partikel erfassen. Am Meeresboden sind
sogenannte Crawler (autonome Kettenfahrzeuge) unterwegs, die sogar die
Sauerstoffzehrung durch Mikroben im Meeresboden messen und die Umgebung
fotografieren. Um diese Systeme zu warten und mit neuen Batterien zu
bestücken, fahren Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-
Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) jeden Sommer in ihren
sogenannten Hausgarten.

„Dieses Jahr legen wir einen besonderen Fokus darauf, die biologischen
Systeme am Meeresboden genauer zu untersuchen“, berichtet Dr. Jennifer
Dannheim. Die AWI-Biologin leitet die Expedition und erläutert: „Sowohl
unser Ozeanboden-Beobachtungssystem OFOBS als auch unser autonomer
Unterwasserroboter, das AUV, haben mittlerweile Sonare an Bord, mit denen
wir viel genauer als bisher den Meeresboden kartieren können. So können
wir große räumliche Flächen im Hausgarten mit bildgebenden Verfahren
erfassen, um räumliche Muster in der Struktur der Lebensgemeinschaften in
der gesamten Untersuchungsregion zu erkennen. Das OFOBS nimmt zusätzlich
hochaufgelöste Fotos und Videos vom Meeresboden auf. Wir ergänzen diese
bildgebenden Verfahren dann mit punktuellen Probennahmen durch
Kastengreifer, Multicorer und weiteren Geräten, die uns Bodenproben mit
den darin enthaltenen Arten, also Kleinstlebewesen der Tiefsee, liefern.
Das Auftreten der Arten und deren Anzahl untersuchen wir in Abhängigkeit
verschiedener Umweltbedingungen wie Temperatur, Salzgehalt und organischem
Material im Sediment als Nahrungsgrundlage.“ So kann das Team nicht nur
größere bodenlebende Arten wie Schwämme, Krebse oder Seesterne erkennen
und ihr Auftreten und ihre Häufigkeit bestimmen, sondern auch die
Biodiversität und den Beitrag der Kleinstlebewesen zu ökologischen
Prozessen unter dem Einfluss sich ändernder Umweltbedingungen im
Hausgarten über die Zeit untersuchen. Außerdem steht auch der Müll in der
Tiefsee im Hausgarten seit Jahren im Fokus und die Zeitreihe seiner
Erfassung wird fortgesetzt.

In der Wassersäule erforscht das Team, wie sich der Klimawandel auf das
Phytoplankton auswirkt. Allgemein wird angenommen, dass die Kleinstalgen
in der sich verändernden Arktis produktiver werden, beispielsweise weil
durch weniger Meereisbedeckung mehr Licht für die Photosynthese verfügbar
ist. Ob dies allerdings zu einem stärkeren Export von partikulärem
organischem Kohlenstoff im Vergleich zu den Bedingungen vor zwanzig Jahren
führen wird oder ob der organische Kohlenstoff an der Oberfläche verbleibt
und von Bakterien umgesetzt wird, wird auf der Expedition erforscht.
Solche Analysen verbessern die Kenntnisse über biogeochemische Kreisläufe,
die beispielsweise bestimmen, unter welchen Bedingungen Nährstoffe für
eine Algenblüte verfügbar sind oder zum Meeresboden absinken, wo sich
Tiefseelebewesen davon ernähren.

Das Expeditionsteam setzt sich aus 52 wissenschaftlichen
Fahrtteilnehmenden und 43 Crewmitgliedern zusammen, die planmäßig am 29.
Juni im nordnorwegischen Tromsø ankommen sollen. Nach kurzem
Hafenaufenthalt dort beginnt dann mit einem neuen Team eine zweimonatige
Expedition in die Zentralarktis und nach einem weiteren Zwischenstopp mit
Crewwechsel auf Spitzbergen startet eine knapp zweimonatige Expedition
nach Nordgrönland. Ende Oktober wird die Polarstern in ihrem Heimathafen
Bremerhaven zurückerwartet.