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Auf den Spuren des Entdeckers James Cook hat eine automatische Mess-Station in den vergangenen dreieinhalb Jahren die Antarktis komplett umrundet. Die Weltrekord-verdächtige Reise begann, als Stefanie Arndt und Leonard Rossmann die Boje auf dem Eis des Weddellmeeres in antarktischen Gewässern ablegten. Seither meldet sich 2016P28 regelmäßig über Satelliten und liefert reichlich Daten, die viele Informationen über die komplizierten Zusammenhänge zwischen Eis, Meeresströmungen, Wetter und Klima bringen.
Als die beiden AWI-Wissenschaftler mitten im Antarktis-Sommer am 18. Januar 2016 vom Forschungseisbrecher «Polarstern» mit einem Helikopter im Weddellmeer zum Ausbringen von vier Mess-Stationen auf eine Eisscholle geflogen wurden, dachte allerdings keiner von ihnen an die Geschichte der Polarforschung. Der englische Seefahrer James Cook hatte eines der ersten Kapitel darin aufgeschlagen, als er von 1772 bis 1775 auf seiner zweiten Südsee-Reise zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit mit dem Expeditionsschiff «Resolution» die Antarktis komplett umsegelte.
Als Stefanie Arndt und Leonard Rossmann auf dem Eis im Weddellmeer eine automatische Mess-Station aufbauten, die Daten zu Schnee und Eis dort liefert, konnten sie kaum ahnen, dass eines der drei zusätzlich installierten Geräte der «Australian Antarctic Division» sich auf eine ähnliche Reise wie James Cook machen würde. „Diese Stationen bestehen aus einer Boje mit rund 30 Zentimeter Durchmesser, die auf dem Eis abgelegt wird, aber auch im Meer schwimmen kann“, erklärt Stefanie Arndt. In bestimmten Zeitabständen melden diese Geräte ihre Position und weitere Messwerte wie die Temperatur, zusätzlich übermitteln einige der Bojen auch den Luftdruck.
Jedes Jahr bringen die AWI-Forscher um Marcel Nicolaus mehrere dieser Mess-Bojen an verschiedenen Stellen des Weddellmeeres auf dem Eis aus, 17 von ihnen waren es zum Beispiel auf der Polarstern-Forschungsfahrt von Februar bis April 2019. Solange die Geräte funktionieren, können die Forscher also ihren Weg und damit auch die Route der Eisscholle verfolgen, auf der sie liegen. Weil das Eis rund um die Antarktis keine starre Platte ist, sondern sich laufend verändert, können drei Mess-Bojen, die in einem Dreieck jeweils rund zehn bis zwanzig Kilometer voneinander entfernt ihre Reise beginnen, sehr unterschiedliche Wege nehmen.
Liefert die Sonne am Ende des Sommers immer weniger Energie in das ohnehin eiskalte Wasser rund um die Antarktis, bildet sich bald eine erste Eisschicht, die jeden Tag weiter wächst. Neigt sich der Winter seinem Ende zu, schwimmen riesige, rund zwei Meter dicke Eisplatten auf dem Südpolarmeer. Mit den Meeresströmungen treibt dieses Eis weiter, gleichzeitig aber drücken auch die oft recht starken Winde über dem Südpolarmeer die Eisplatten in verschiedene Richtungen. An manchen Stellen schieben die Stürme dann die Eisschichten übereinander und es entstehen Presseis-Rücken, die sich etliche Meter hoch auftürmen können. Andernorts werden die Schollen dagegen auseinander geschwemmt und offenes Wasser taucht auf. Im Winter bildet sich dort sehr rasch wieder neues Eis. Liefert im Südsommer die Sonne dann wieder mehr Energie, schmilzt diese Eisfläche von der ungefähren Größe Europas in wenigen Monaten fast vollständig.
Einen kleinen Teil dieser Prozesse können die Forscher mit Hilfe der von diesen „Drift-Bojen“ übertragenen Daten verfolgen. Nach einigen Jahren erhalten sie so ein Bild von den Strömungen, Winden und Stürmen, die das Eis mitsamt den darauf liegenden automatischen Stationen in verschiedenen Richtungen treiben und drücken. Schmilzt das Eis oder zerbricht die Scholle, rutscht die darauf liegende Boje ins Wasser und der Sensor misst plötzlich die Temperatur des Meerwassers, die bei minus 1,8 Grad Celsius liegt. „Daran erkennen wir dann, dass die Mess-Boje nicht mehr auf dem Eis liegt, sondern im Wasser schwimmt“, erklärt die Meereis-Physikerin Stefanie Arndt.
Irgendwann sind dann die Batterien erschöpft und die Drift-Boje sendet keine Daten mehr. In einigen Fällen dringt auch Meerwasser an einer Schwachstelle ein und setzt die empfindliche Elektronik rasch außer Gefecht. Oft beschädigen auch noch ganz andere Vorgänge das Gerät, und die Forscher verlieren es aus den Augen. Irgendwann fallen die Bojen jedenfalls aus, viel länger als ein Jahr halten nur wenige.
Die AAD-Boje 2016P28 aber hielt viel länger durch und übermittelt auch noch dreieinhalb Jahre nach ihrer Installation am 18. Januar 2016 eifrig weiter Daten über ihren Weltrekord-verdächtigen langen Weg durch das Südpolarmeer. In den ersten zehn Monaten lag die Boje offensichtlich auf dem Eis, das ursprünglich 1,83 Meter dick war, obendrauf lagen noch einmal 19 Zentimeter Schnee. In dieser Zeit driftete sie mit dem Eis durch das Weddellmeer. In den letzten November-Tagen 2016 aber zeigten die Daten plötzlich Temperaturen von minus 1,8 bis minus 1,9 Grad Celsius. Offensichtlich war das Eis im beginnenden Antarktis-Sommer geschmolzen und die Boje schwamm im Wasser.
Langsam trugen die Meeresströmungen die Station jetzt aus dem Weddellmeer heraus und die Boje wurde vom Antarktischen Zirkumpolarstrom erfasst, der im Uhrzeigersinn südlich von Afrika und Südamerika eiskaltes Wasser um die Antarktis herum treibt. Nach insgesamt zwei Jahren hatte die Drift-Boje den eisgepanzerten Kontinent beinahe zur Hälfte umrundet, nach drei Jahren lagen bereits fast 90 Prozent der Rundstrecke hinter der Boje. Das Gerät nahm dabei eine ähnliche Route wie mehr als zwei Jahrhunderte früher James Cook und Georg Forster auf der Resolution, die allerdings zusätzlich lange Abstecher nach Neuseeland und in die Südsee machten. Im April 2019 passierte die Drift-Boje dann die Drake-Passage zwischen Südamerika und der Antarktischen Halbinsel und erreichte am 17. Juni 2019 den gleichen Längengrad, auf dem die AWI-Forscher sie drei Jahre und fünf Monate vorher im Weddellmeer auf das Eis gelegt hatten.
Inzwischen hat die Drift-Boje den Antarktischen Zirkumpolarstrom wieder verlassen und treibt im Süd-Atlantik langsam mit den Meeresströmungen in wärmere Gefilde. Zwar hat 2016P28 auf seiner langen Reise keine neuen Inseln wie einst James Cook entdeckt. Stattdessen hat sie aber viele neuen Erkenntnisse zu den Strömungen im Südpolarmeer gesammelt, die das Wetter im Süden des Globus entscheidend beeinflussen.
Quelle: Meereisportal.de