Berlin/BremerhavenAls das Forschungsschiff „Polarstern“ nach einem Jahr in der Arktis am 12. Oktober wieder im Heimathafen Bremerhaven einlief, war Marcel Nicolaus mit an Bord. Der Geophysiker am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung hat Mosaic, die größte Arktis-Expedition aller Zeiten, mit koordiniert und er hat sie auf zwei Abschnitten begleitet, zuerst als Co-Fahrtleiter, dann als Wissenschaftler. Seit der Rückkehr ist sein Forscherleben ruhiger geworden: Bei unserem Telefonat ist Marcel Nicolaus im Homeoffice in Bremerhaven.

Berliner Zeitung: Sie waren zweimal auf dem Forschungsschiff „Polarstern“, am Anfang und am Ende der Expedition. Wie war es, nach acht Monaten wieder auf das Schiff zu kommen?

Marcel Nicolaus: Es waren gemischte Gefühle. Ich hätte sehr gern die alte Eisscholle noch mal gesehen, mit der die „Polarstern“ acht Monate lang durch die Arktis gedriftet ist und die ich im Dezember bei Dunkelheit und Nebel verlassen hatte. Aber die ist im Juli zerbrochen. Als ich im August wiederkam, mussten wir erst mal eine neue Scholle suchen und dort noch mal ein Eiscamp für die letzten Wochen aufbauen.

Was hat die alte Scholle zerbrechen lassen?

Sie ist schon eine Weile geschmolzen, zerbrochen ist sie am Ende wegen des Wellengangs. Die Kollegen mussten dann die Arbeit unterbrechen und dazu übergehen, die Geräte von den verschiedenen Fragmenten der Scholle zu sammeln.

Foto: dpa
Das Forschungsschiff Polarstern

Es ist sozusagen die Arbeitsfläche kaputt gegangen?

Genau. Die Scholle war kontinuierlich kleiner geworden, aber bevor sie zerbrach, war es noch ein schönes großes Stück mit ein paar Hundert Metern Durchmesser. Danach war alles auf den 20 bis 50 Meter großen Stücken verteilt, so kann man kein Eiscamp betreiben.

War es überraschend, dass das Eis vor dem Ende der Expedition geschmolzen ist?

Es war am Ende so, wie wir es befürchten mussten. Der arktische Sommer war warm, wie in den letzten Jahren auch. Insofern waren wir darauf vorbereitet, dass die Scholle nicht das ganze Jahr durchhält. Wir hätten gern gesehen, dass das Eis durch den Sommer kommt und wir es bis zum Ende beproben können. Aber so ist das jetzt: Das Eis der Arktis ist zum großen Teil nur noch ein Jahr alt. Es bildet sich irgendwann im September, Oktober und ist im nächsten Juli, August vielleicht nicht ganz geschmolzen, aber zerbrochen.

Den Sommer über las man in Deutschland immer wieder Meldungen, wie rasant die Eisfläche in der Arktis schrumpft. Verändert sich die Region schneller, als Sie erwartet haben?

So weit würde ich nicht gehen. Man sieht, dass die Arktis sich deutlich schneller erwärmt als der Rest des Globus. Aber dass sie sich schneller verändert, als wir es vor der Expedition angenommen hatten, würde ich nicht sagen. Die meisten Modelle sind allerdings im Moment nicht in der Lage, die schnellen Veränderungen, die wir dort sehen, zu simulieren. Die Daten, auf denen sie basieren, sind 20 oder mehr Jahre alt. Damals war das Eis anders als heute. Mit unseren neuen Daten können wir uns daran machen, die aktuellen Prozesse in die Modelle einzubauen und so zu besseren Vorhersagen für die Zukunft kommen.

Foto: Alfred-Wegener-Institut/Loanna Nixon
Arbeitsplatz Scholle: Zwei Wissenschaftlerinnen sind dabei, eine Drohne steigen zu lassen. Im Hintergrund die „Polarstern“.

Wie wirkt das, was in der Arktis passiert, auf das Klima in unseren Breiten zurück?

Man kann nicht sagen: Wenn wir in der Arktis eine Million Quadratkilometer weniger Eis haben, wird es hier drei Grad wärmer. So einfach ist es nicht. Aber es gibt eine Rückkopplung. Wir sehen, dass eine Veränderung in der Arktis zu einer Veränderung der globalen Luftzirkulation führt. Und die bevorzugt in den letzten Jahren einen Nord-Süd-Austausch gegenüber einem Austausch entlang der Breitengrade. Das führt dazu, dass hier Extremwetterlagen häufiger werden. Das heißt nicht, dass es besonders heiß oder kalt werden muss. Es kann auch besonders viel oder wenig Niederschlag sein. Diese extremen Lagen beobachten wir schon.

Und so weit weg ist die Arktis am Ende gar nicht.

Sie ist näher dran, als die meisten denken. Der Süden Spaniens oder Gran Canaria sind für viele Menschen Urlaubsorte um die Ecke, aber die Arktis ist auch nicht viel weiter weg. Arktis hört sich immer an wie: Das ist ganz weit weg, hat nichts mit mir zu tun und außer Eisbären lebt da niemand. Aber das stimmt nicht. Da leben auch viele Menschen, deren Leben sich durch die Erwärmung der Arktis verändert.

Das Ziel der Expedition war, das Klimasystem der Arktis besser zu verstehen. Warum war es dafür wichtig, mit dem Eis durch das Polarmeer zu driften?

Der große Unterschied ist, dass man bislang immer nur Schnappschüsse hatte. Bei einer Expedition ist man normalerweise zu einer bestimmten Jahreszeit auf einer Eisstation. Wenn man im nächsten Jahr wieder hinfährt, kann man Vergleiche anstellen zum letzten Mal. Aber es ist etwas anderes, wirklich mal eine Scholle im Jahreslauf zu beobachten. Man kann sehen, wie sie sich verändert, man weiß, was ihre Geschichte ist: wo kommt sie her, was hat sie erlebt, warum sind die Bedingungen, wie sie sind. Die große Stärke von Mosaic ist, dass uns die Expedition alle Daten gebracht hat, die es braucht, das Klimasystem zu verstehen: Lichtdaten, Eisdaten, Wetterdaten, Beobachtungen der Biologen. Das hatten wir so vorher nie.

Die Expedition

Ein Jahr lang, von Oktober 2019 bis Oktober 2020, driftete der deutsche Forschungseisbrecher „Polarstern“ eingefroren durch die Arktis. Ziel war, die Region im Jahresverlauf zu erforschen und ihren Einfluss auf das globale Klima besser zu verstehen.

Mosaic, kurz für Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate, war eine Expedition der Superlative: 442 Wissenschaftler und Crewmitglieder nahmen über fünf Abschnitte verteilt teil, sieben Schiffe, mehrere Flugzeuge und 80 Institutionen aus 20 Ländern waren beteiligt.

Die Kosten der Expedition belaufen sich auf 150 Millionen Euro, zwei Drittel übernahm Deutschland. Der gewonnene Datenschatz werde eine Generation von Klimaforschern beschäftigen, schreibt das federführend beteiligte Alfred-Wegener-Institut auf seiner Internetseite. Am 16. November zeigt die ARD „Expedition Arktis", eine Dokumentation des Projekts.

Es waren jeweils etwa 60 Wissenschaftler an Bord, bis sie gegen das nächste Team ausgewechselt wurden. Hat jeder genau da weitergemacht, wo der jeweilige Vorgänger aufgehört hat?

Ja, das war eine der großen Herausforderungen. Es gab fünf Fahrtabschnitte, und das hieß in den meisten Fällen, dass fünf verschiedene Personen nacheinander die gleichen Messungen gemacht haben. Es gab vorher ein Vorbereitungscamp, bei dem wir uns exakt auf die Art der Protokolle geeinigt haben. Wenn die Teams gewechselt haben, hatte man ungefähr zwei Tage, um alles zu übergeben.

Sie sind Meereisphysiker. Was haben Sie untersucht?

Mein Schwerpunkt ist die Wechselwirkung von Sonnenlicht und Meereis. Es geht um die Frage, wie viel Licht und damit auch wie viel Wärme von der Oberfläche reflektiert wird und wie viel in das Eis geht. Damit verbunden ist die Frage, wie viel Energie dafür sorgt, dass sich Wasser erwärmt, dass Meereis schmilzt. Aber auch andersherum: wann im Herbst welches Eis wie stark gefriert.

Das hat ja direkt zu tun mit den Rückkopplungseffekten, von denen man im Zusammenhang mit der Klimaerwärmung immer hört. Also Effekte, die sich selbst verstärken und so die Erwärmung beschleunigen können.

Ja, da gibt es in der Arktis einige. Ein klassisches Beispiel ist die Albedo, also die Rückstreuung von Licht, die dafür sorgt, dass sich das Eis langsamer erwärmt als Oberflächen ohne Eis. Wenn aber Schnee und Eis wärmer werden und schmelzen, sinkt die Albedo, weil die Oberfläche dunkler wird. Dadurch wird noch weniger Licht zurückgestreut und so weiter.

Foto: Alfred-Wegener-Institut/Steffen Graupner
August 2020: Ein russischer Eisbrecher und das Forschungsschiff „Polarstern“ treffen sich im arktischen Meer. An Bord des Eisbrechers sind das neue Team – darunter Marcel Nicolaus – und Nachschub an Sprit, Lebensmitteln und Equipment.

Bei der Expedition waren Wissenschaftler aus den verschiedensten Disziplinen dabei, sie kamen aus 37 Nationen, jeder hat auf seinem Gebiet geforscht. Wie führt man das alles zusammen?

Jetzt gehen erst mal alle in ihre Institute zurück und bereiten ihre Daten auf. Wir haben ganz viele Proben nach Hause gebracht: Fläschchen mit Wasser, Eiskerne, Schneetütchen. Andere Leute haben große Satellitenbilder. Jetzt muss erst mal jeder seine Hausaufgaben machen und seine Daten so in ein Format bringen, dass andere damit arbeiten können. Wir haben Datenplattformen geschaffen, auf denen jeder seine Ergebnisse zur Verfügung stellen kann. Wenn ich die Eisdickenverteilung brauche, die ich selbst nicht gemessen habe, weiß ich, wo ich die finden kann. Wenn ich meine Lichtmessung mit anderen Daten vergleichen möchte, kann ich das tun. In den nächsten Monaten und Jahren werden wir Arbeitsgruppen bilden, Konferenzen und Seminare abhalten, um uns gegenseitig zu zeigen: Was habe ich gesehen, was hast du gesehen und wie passt das zusammen? Insofern hat Mosaic neben der Messung vor Ort auch einen großen Beitrag dafür geleistet, dass die Wissenschaftsgemeinschaft näher zusammenrückt.

Und am Ende werden die Daten für neue Klimamodelle nutzbar gemacht?

Ja, das ist der nächste Schritt. Da geht es darum, die Prozesse, die wir über das Jahr beobachtet haben, so zu formulieren, dass sie in ein Modell einfließen können: Wenn man diese und jene Bedingungen hat, dann macht das mit dem Eis das und das. Das muss man dann in die verschiedenen Modelle einbauen. Heute sind Simulationen möglich, die sich vorzustellen vor zehn Jahren noch niemand gewagt hat, was den Rechenaufwand angeht.

Auch am Polarkreis haben Sie zu spüren bekommen, dass die Welt mit einer Pandemie kämpft. Im Mai musste das Schiff die Scholle vorübergehend verlassen.

Ja, der Austausch des Teams war mit dem Hubschrauber von Spitzbergen geplant, das war dann wegen Corona plötzlich nicht mehr möglich. Dass Eisbrecher uns unterstützen, hat auch nicht geklappt. „Polarstern“ ist schließlich nach Spitzbergen gefahren und konnte dort zwei Forschungsschiffe treffen, die die neue Crew und Equipment gebracht haben. Die Frage, die im Raum stand, war: Was passiert, wenn es keine Möglichkeit gibt, das Schiff weiter zu versorgen? Im Zweifelsfall hätte man sagen müssen: Wir müssen abbrechen. Zum Glück wurde eine Lösung gefunden, so haben wir nun nur ein Datenloch für die Zeit, in der das Schiff nicht an der Scholle war.

Sie sind in etwa entlang der gleichen Route gedriftet wie das Schiff der tollkühnen Vorgängerexpedition von 1893, bei der die Mannschaft um den Polarforscher Fridtjof Nansen das Holzschiff „Fram im Eis festfrieren ließ. Die brauchte drei Jahre, die Polarstern“ eines. Hat das mit den Klimaveränderungen zu tun?

Ja, das Eis ist jetzt wesentlich dünner und damit auch schneller und dynamischer als damals. Die Transpolardrift durch das Nordpolarmeer hat sich beschleunigt.

Haben Sie während der Expedition manchmal an Fridtjof Nansen gedacht?

Oh ja. Ich habe vorher sein Tagebuch noch mal gelesen. Es ist einfach extrem beeindruckend, was die damals gemacht haben. Am eindrucksvollsten finde ich die innere Überzeugung, die Nansen hatte, dass es die Transpolardrift gibt, und dann einfach mit einem Holzschiff aufzubrechen. Und auch noch Leute zu finden, die sagen: Ich weiß nicht, wie viele Jahre es dauert und ob ich jemals wieder nach Hause komme, aber ich mache mit. Das war eine ganz andere Nummer als heute. Wir haben Satellitenkarten, Satellitentelefone, Navigation und so weiter. Und wir haben eine Sauna an Bord.