Schnelle Veränderungen in der Arktis - Polarforschung in globaler Verantwortung - Forschung für ...
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Schnelle Veränderungen in der Arktis Polarforschung in globaler Verantwortung
1 Inhaltsverzeichnis Vorwort 2 Einleitung 3 1. Strategische Ziele der Arktisforschung 4 2. Die zentralen Fragen der Arktisforschung 5 2.1. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Klimawandels in der Arktis.............................................................................................................................................5 2.2. Beitrag des grönländischen Inlandeises zur Meeresspiegelerhöhung.......................................................................................................................................6 2.3. Rückgang des arktischen Meereises..........................................................................................................................................................................................................................7 2.4. Permafrost und Gashydrate als unbekannte Größen im Klimasystem..................................................................................................................................8 2.5. Anpassung polarer Organismen an die arktische Umwelt im Wandel....................................................................................................................................9 2.6. Chancen und Risiken zunehmender wirtschaftlicher Nutzung der Arktis............................................................................................................................ 11 3. Stand der deutschen Polarforschung 14 3.1. Partner der deutschen Arktisforschung............................................................................................................................................................................................. 14 3.2. Regionale Schwerpunkte der deutschen Arktisforschung........................................................................................................................................................ 15 3.3. Positionierung im internationalen Umfeld....................................................................................................................................................................................... 16 4. Umsetzung der Arktisforschungsstrategie 18 4.1. Forschung für Nachhaltigkeit................................................................................................................................................................................................................. 18 4.2. Wissenstransfer in die Gesellschaft.................................................................................................................................................................................................................. 19 4.3. Technologietransfer.................................................................................................................................................................................................................................... 20 4.4. Nachwuchsförderung................................................................................................................................................................................................................................. 22 Anmerkungen........................................................................................................................................................................................................................................................ 23 Impressum 25
2 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
Vorwort
Vor rund 150 Jahren gab der Geograf August Petermann Die Eisschilde und polaren Sedimente sind ein wichtiges
auf einer Fachtagung in Frankfurt den Anstoß für die Klimaarchiv für die Forschung. Nirgendwo sonst ist der
deutsche Arktisforschung. Eine seinerzeit verbreitete gegenwärtige Klimawandel so sichtbar wie in der Arktis.
Theorie besagte, dass weite Bereiche im Nordpolarmeer Aus den Sediment- und Eisproben der Tiefenbohrungen
vorwiegend eisfrei seien. Wenngleich sich die Annahme kann die Wissenschaft in internationaler Zusammen
des eisfreien Polarmeeres später als falsch herausstellen arbeit Aussagen über Ursache-Wirkungsbeziehungen
sollte, so hat sie doch aufgrund der zahlreich durch für Klimaveränderungen ableiten. Deutschland setzt
geführten Expeditionen den Grundstein zur Erforschung sich als Beobachter im Arktischen Rat stets für die
der Arktis gelegt. staatenübergreifende Kooperation in der Forschung ein,
um zukunftsorientierte und nachhaltige politische
Seither hat sich Deutschland vielfältig engagiert, um der Entscheidungen vorzubereiten. Und als Partner ohne
internationalen Staatengemeinschaft relevante Daten Ansprüche auf ressourcenträchtige arktische Gebiete kann
zum Verständnis des Klimageschehens und Analysen Deutschland mit seiner international anerkannten Polar-
von zukünftigen Entwicklungen in den Polarregionen forschung eine wichtige Rolle als neutraler Berater spielen.
bereitzustellen. Im Jahr 1980 wurde das Alfred-Wegener-
Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeres In der Arktisforschung können die deutsche Wissenschaft
forschung (AWI) als nationales Polarforschungsinstitut und das BMBF auf langjährige Kooperationen mit
im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Arktischen Staaten zurückblicken. Diese enge internationale
Bildung und Forschung (BMBF) gegründet. Es betreibt Zusammenarbeit ist für die Forschungszugänglichkeit
Polar- und Meeresforschung und koordiniert den arktischer Gebiete von sehr hoher Bedeutung. Mit ihren
deutschen Beitrag als Konsultativstaat des Antarktis Leitlinien deutscher Arktispolitik hat die Bundesregierung
vertrags. Neben dem Forschungs- und Versorgungs hierfür gute Voraussetzungen geschaffen.
schiff Polarstern unterhält das AWI auch Schiffe wie
Heincke und Mya für die Forschung in gemäßigten In dem hier vorgelegten Strategiepapier formuliert die
Breiten, Stationen in Arktis und Antarktis sowie deutsche Wissenschaft die wichtigsten Fragen, die die
Forschungsflugzeuge. Die Deutsche Forschungs Arktisforschung in den kommenden Jahren beantworten
gemeinschaft (DFG) unterstützt die Polarforschung an muss. Für ihre Bemühungen um ein besseres Verständnis
den Universitäten durch ihr Schwerpunktprogramm der Abläufe in den polaren Regionen und der klimatischen
„Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen Zusammenhänge wünsche ich den Forscherinnen und
in arktischen Eisgebieten“, das zuletzt 2012 für die Förder Forschern alles Gute und viel Erfolg.
periode bis 2018 aufgelegt wurde. Und im Rahmen des
2015 veröffentlichten Rahmenprogramms „Forschung
für nachhaltige Entwicklung – FONA3“ stellt das BMBF
250 Millionen Euro allein für die Arktisforschung
bereit. Prof. Dr. Johanna Wanka
Bundesministerin für Bildung und Forschung
EINLEITUNG 3
Einleitung
Die Erforschung der Polarregionen hat in Deutschland
eine lange und erfolgreiche Tradition. Die Arktis und
Antarktis haben eine einzigartige Entstehungsgeschichte
und sind Archive der Erdentwicklung. Die geologischen,
biologischen und klimatologischen Prozesse, die in
diesen Gebieten ablaufen, spielen eine entscheidende
Rolle für globale Entwicklungen.
Der rasche Klimawandel in Teilen der Antarktis und vor
allem der Arktis wirft eine Reihe drängender Fragen
auf. Dies haben in den vergangenen Jahren viele konzer
tierte Forschungsarbeiten gezeigt, besonders während
des Internationalen Polarjahres 2007/ 2008. Das vorliegen
de Strategiepapier greift die neuen Herausforderungen
durch die geänderten Umweltbedingungen in der Arktis
auf und richtet die deutsche Arktisforschung an den
Erfordernissen einer nachhaltigen Entwicklung aus.
Themen mit besonderer gesellschaftlicher Bedeutung
und globaler Ausstrahlung sind:
∙∙ Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Klima
wandels in der Arktis Über Bohrungen in Meereis werden Eisdicken gemessen und Proben zur
Eisanalyse gewonnen.
∙∙ Beitrag des grönländischen Eisschildes zur Erhöhung
des Meeresspiegels
Neue Aspekte der deutschen Arktisforschung sind die
∙∙ Rückgang des arktischen Meereises und Rück Entwicklung und der Einsatz innovativer Beobachtungs
kopplung auf Atmosphäre, Ozean und Ökosysteme technologien, die Weiterentwicklung von Modellen
zur Verbesserung der Vorhersagbarkeit, ein Netzwerk
∙∙ Permafrost und Gashydrate als unbekannte Größen zuverlässiger Datenarchive, die stärkere Einbeziehung
im Klimasystem sozioökonomischer Fragen im arktischen Raum und
ein wirksamer Wissenstransfer in die Gesellschaft F.
∙∙ Anpassung polarer Organismen an die arktische
Umwelt im Wandel Auch wenn es in diesem Strategiepapier und in den
folgenden Kapiteln schwerpunktmäßig um die Arktis
∙∙ Chancen und Risiken zunehmender wirtschaftlicher geht, sollte nicht vergessen werden, dass die Erforschung
Nutzung der Arktis der Antarktis gleichermaßen bedeutend ist und von
Deutschland in ähnlichem Umfang wie die Arktis
Das Strategiepapier formuliert die wichtigsten Fragen, forschung betrieben wird. Die Bundesregierung hat
die sich aus der Verpflichtung der deutschen Arktis dies durch den Bau der Neumayer Station III in der
forschung auf Nachhaltigkeit ergeben. Es setzt zudem Antarktis und ihre Inbetriebnahme im Jahr 2009
die Vorgaben des BMBF-Rahmenprogramms „Forschung substanziell unterstützt.
für Nachhaltige Entwicklung“ A, der „EU-Arctic Commu
nication“ B und der „Earth System Science for Global
Sustainability: The Grand Challenges“ sowie der „Future
Earth Initial Design Report“ des International Council
for Science (ICSU) C, D, E in Forschungsziele um.
4 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
1. Strategische Ziele der Arktisforschung
Der Klimawandel und geopolitische Entwicklungen Die deutsche Polarforschung verfügt durch ihre
rücken die Polargebiete zunehmend in den Mittelpunkt jahrzehntelange exzellente Arbeit international über
des wissenschaftlichen, politischen und wirtschaftlichen einen hervorragenden Ruf. Die vorhandene Expertise
Interesses. In besonderem Maße gilt das für die Arktis. muss nun genutzt werden, um den aktuellen Heraus
forderungen zu begegnen und die nationale Forschung
Der Rückgang des arktischen Meereises schreitet noch noch enger mit den internationalen Partnern zu
schneller voran, als es Klimamodelle vorhergesagt haben. vernetzen.
Welche Ursachen sind dafür verantwortlich, und welche
Folgen haben diese Veränderungen? Die Beantwortung Um den großen Aufgaben gerecht zu werden, die
dieser Fragen ist für die Wissenschaft eine enorme der rasche Wandel in der Arktis mit sich bringt, sind
Herausforderung, da die zentrale Arktis immer noch zu zusätzliche Anstrengungen notwendig. Das Bundes
den am wenigsten erforschten Regionen der Erde gehört. ministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat
Alle bisherigen Erkenntnisse zeigen außerdem, dass die sie im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige
Arktis auf globale Änderungen nicht einheitlich reagiert, Entwicklung – FONA 3“ A explizit aufgegriffen. Demnach
sondern regional und lokal sehr unterschiedlich. ist es notwendig,
Der Klimawandel macht die Arktis zugänglich für eine ∙∙ die Veränderungen in der Arktis genauer zu beobachten,
stärkere wirtschaftliche Nutzung. Das weckt weltweit
Begehrlichkeiten, die dringend ein abgewogenes ∙∙ die Kopplungen von polaren und globalen Prozessen
geopolitisches Handeln erfordern. Voraussetzung für im Erdsystem zu erfassen und
eine nachhaltige Entwicklung sind ein umfassendes
Grundlagenwissen und ein tiefes Verständnis der ∙∙ die Vorhersagbarkeit zu verbessern.
wirksamen Schlüsselprozesse. Denn die Risiken, die
durch den Klimawandel und durch die wirtschaftliche
Nutzung für das arktische Ökosystem und die Gesell
schaft entstehen, sind bislang kaum bekannt. Dasselbe
gilt für die Rückwirkungen auf das globale Klima.
In vielen Ländern werden derzeit neue Forschungs
strategien entwickelt. Mit erheblichen finanziellen
Mitteln wird versucht, die nationalen Forschungs
aktivitäten in der Arktis auszubauen. Dies trifft nicht
nur auf die arktischen Anrainerstaaten zu, sondern
auch auf ferne Länder wie China, Indien oder Südkorea.
Auch die Europäische Union („Arctic Communication“) B
und der International Council for Science („Earth
System Science for Global Sustainability: The Grand
Challenges“) C, D rücken die Arktis stärker in den
Mittelpunkt.
Die Forschung soll der Gesellschaft und der Politik
Wissen zur Verfügung stellen, um die lokalen und
globalen Folgen des Wandels in der Arktis abschätzen
zu können. Dadurch werden die Grundlagen für
nachhaltige Entwicklungsstrategien auf nationaler
und internationaler, vor allem europäischer, Ebene
geschaffen. Video-gesteuerter Greifer mit gezielt entnommener Probe an Bord der
Polarstern
2. DIE ZENTRALEN FRAGEN DER ARKTISFORSCHUNG 5
2. Die zentralen Fragen der Arktisforschung
Die Arktisforschung sieht sich sechs zentralen Fragen ermöglichen. Diese Forschung muss im Einklang
gegenüber, denen zwei Hauptaufgaben zugrunde liegen. mit den sozioökonomischen Interessen der Anrainer
staaten und der lokalen Bevölkerung erfolgen.
Erstens: Seit einigen Jahrzehnten ist die Erwärmung in
der Arktis besonders hoch; die Eismassen an Land und
das Meereis gehen deutlich zurück. Das wirkt sich nicht
nur auf die arktischen Ökosysteme und die Lebens
bedingungen von Menschen in arktischen Breiten aus,
sondern betrifft auch die Entwicklung des globalen
Klimas. Zusätzlich ist weltweit ein bedrohlicher Anstieg
des Meeresspiegels zu befürchten.
Ziel der Forschungen muss es daher sein, die Änderungen
zeitnah umfassend zu beobachten und zu quantifizieren.
Außerdem müssen die dabei wirksamen Prozesse und
Wechselwirkungen mit anderen Gebieten der Erde
erfasst und analysiert werden. Nur auf dieser Grundlage
wird es möglich sein, zukünftige Entwicklungen genau
vorhersagen zu können.
Zweitens: Die noch weitgehend unbekannten Gebiete
in der Arktis beherbergen unerschlossene natürliche
Ressourcen. Die Erforschung der Chancen und Risiken,
die mit der Nutzung dieser Ressourcen verbunden
sind, trägt dazu bei, eine nachhaltige Entwicklung im Die Erwärmung in der Arktis führt zu Abbrüchen der gefrorenen Böden,
Sinne eines schonenden Umgangs mit der Umwelt zu verstärkter Erosion und damit zur Zerstörung der Permafrostlandschaft.
2.1. Vergangenheit, Gegenwart und dass im nordpolaren Raum auch in der Vergangenheit
Zukunft des Klimawandels in der Arktis schnelle Klimaänderungen auftraten, die teilweise
bereits nach wenigen Jahren abgeschlossen waren.
Solche Entwicklungen verlaufen nicht isoliert, sondern
Die Klima- und Umweltbedingungen im arktischen sind über Atmosphäre und Ozean mit der globalen
Raum und die daran angepassten Lebensgemein Entwicklung verknüpft und treffen damit auch den
schaften haben sich in den letzten drei Millionen europäischen Raum.
Jahren im Wechsel von Kalt- und Warmzeiten heraus
gebildet. Aber schon vorher hat es warme Perioden im Vor dem Hintergrund des aktuellen Wandels ist es
hohen Norden gegeben, wie das ehemalige Vorkommen erforderlich, die Dynamik der dabei wirksamen
von Laubwäldern bis zu 80 Grad nördlicher Breite natürlichen Prozesse genau zu verstehen. Nur so ist es
belegt. Diese Klimaentwicklung ist in Ablagerungen möglich, den anthropogenen Einfluss auf die heutige
auf dem Land und im Ozean dokumentiert. In Eisbohr Entwicklung richtig zu bewerten und künftige Ände
kernen aus dem grönländischen Eisschild ist die Klima rungen genauer abschätzen zu können.
geschichte mindestens der vergangenen 120.000 Jahre
in hoher zeitlicher Auflösung archiviert. Dazu bedarf es umfassender Feldstudien, innovativer
Rekonstruktionsmethoden und Beobachtungssysteme
Der derzeitige rasche Klimawandel wird durch instru (zum Beispiel Satellitenfernerkundung), verbunden mit
mentelle Beobachtungssysteme erfasst. Es ist bekannt, moderner Datenanalyse, sowie numerischer Modelle
6 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
für Prozessanalyse, Rekonstruktion und Vorhersage. Die Forschungsziele:
Kopplung der Systeme Atmosphäre, Biosphäre, Ozean,
Meereis, Eisschilde und Landoberflächen spielt dabei ∙∙ Verständnis der Variabilität des Klimasystems in
eine entscheidende Rolle. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft aus
polarer Perspektive verbessern
∙∙ anthropogene Einwirkungen abschätzen
Herausragende Fragestellungen:
∙∙ Wie sahen Klima und Umwelt im arktischen
Raum unter vorherigen wärmeren Klimazuständen
aus, und wie wirkte sich das auf die Atmosphären
und Ozeanzirkulation aus?
∙∙ Was sind die Ursachen und Zeitskalen der heutigen
Klimaschwankungen in der Arktis, und wie
werden diese durch den Menschen beeinflusst?
∙∙ Unter welchen physikalischen und biogeo
chemischen Bedingungen werden Schwellen
werte („tipping points“) erreicht, die zu raschen
Klimaumbrüchen führen?
∙∙ Wie wirken sich die Prozesse in den Polarregionen
auf das globale Klima aus?
∙∙ Wie müssen Modelle entwickelt oder verbessert
werden, um das arktische Klimasystem und die
Wechselwirkungen mit dem globalen Klima
besser zu verstehen?
Tiefwasserkoralle aus einer Bodenprobe vor Spitzbergen
2.2. Beitrag des grönländischen Inland Während die Schmelzprozesse relativ gut berechnet
eises zur Meeresspiegelerhöhung werden können, sind die Ursachen für den rascheren
Ausfluss noch weitgehend unbekannt.
Der grönländische Eisschild und die arktischen Eine gängige Hypothese lautet, dass mehr Schmelz
Gletscher und Eiskappen verzeichnen in den letzten wasser von der Eisoberfläche an die Eisbasis gelangt
Jahren einen beschleunigten Massenverlust. Er trägt in und dort die Eisbewegung verstärkt. Eine zweite macht
zunehmendem, aber schwer vorhersagbarem Maße subglaziales Abschmelzen der Gezeitengletscher beim
zum Meeresspiegelanstieg bei. Der Massenverlust ist Kontakt mit warmen Meeresströmungen für die
zum einen auf verstärkte Schmelzprozesse an der Beschleunigung verantwortlich.
Oberfläche der Eismassen zurückzuführen, zum
anderen auf eine höhere Fließgeschwindigkeit der
meisten Ausflussgletscher, die das Inlandeis drainieren.
2. DIE ZENTRALEN FRAGEN DER ARKTISFORSCHUNG 7
Beide Hypothesen müssen überprüft und quantifiziert 2.3. Rückgang des arktischen Meereises
werden, um die bestehenden numerischen Modelle
zur Eisdynamik modifizieren zu können. Nur so wird Der arktische Ozean ist das ganze Jahr über mit Meereis
eine zuverlässige Prognose der künftigen Entwicklung bedeckt, dessen Ausdehnung und Dicke starken saisonalen
möglich. Dies erfordert auch ein besseres Verständnis Schwankungen unterliegen. Seit den 1980er-Jahren
der Eisdynamik seit dem letzten eiszeitlichen Maximum hat die sommerliche Ausdehnung um 35 Prozent
(vor etwa 18.000 Jahren) und nicht zuletzt einen Zugang abgenommen. 2012 wurde das bisherige Rekordminimum
zur Eisbasis. Dies ist außerdem ein Lebensraum, der für gemessen seit Beginn der Satellitenbeobachtungen.
die Erforschung bislang verschlossen war. Dieser Rückgang des Meereises zählt zu den stärksten
Klimasignalen weltweit. Man weiß, dass die erhöhte
Forschungsziele: ozeanische und atmosphärische Wärmezufuhr aus
mittleren Breiten und interne Rückkopplungen
∙∙ Massenbilanz und Dynamik des grönländischen wesentlich dazu beitragen. Genaue Aussagen zu den
Eisschildes durch Prozessstudien und Modell Ursachen und den zukünftigen Entwicklungen sind
bildung analysieren mit dem Ziel, die künftige jedoch noch nicht möglich.
Entwicklung des Meeresspiegels zuverlässiger
vorherzusagen Das arktische Meereis hat durch die Reflexion des
Sonnenlichts einen großen Einfluss auf den Strahlungs
∙∙ Regionen der Arktis ermitteln, die durch den haushalt der Erde. Auch beim Austausch von Wärme
Eisrückgang zukünftig für den Menschen und Gasen zwischen Ozean und Atmosphäre spielt es
nutzbar werden eine wichtige Rolle. Die Abnahme des Meereises hat
daher Konsequenzen für die ozeanische und atmo
Herausragende Fragestellungen: sphärische Zirkulation weit über die Arktis hinaus.
∙∙ Welche Faktoren und Prozesse (zum Beispiel Meereis bietet zudem Lebensraum für eine speziell
subglaziale Geologie, Meeresströmungen) angepasste Fauna und Flora. Es beeinflusst alle marinen
beeinflussen die Dynamik des grönländischen Ökosysteme, weil es auch die Nahrungszufuhr in den
Inlandeises? tiefen Ozean und zum Meeresboden steuert. Der
Schwund des dickeren, mehrjährigen Meereises führt
∙∙ Wie können die Modelle zur Dynamik des schon jetzt zum Artenverlust und zu Änderungen der
Inlandeises verbessert werden? Stoffkreisläufe im arktischen Ozean. Der prognostizierte
weitere Rückgang der Meereisbedeckung wird zusätzliche
∙∙ Wie kann die Vorhersage der globalen und Risiken für arktische Ökosysteme schaffen, beispiels
regionalen Veränderungen des Meeresspiegels weise durch die Zunahme des Schiffsverkehrs und die
zuverlässiger werden? Erschließung von Meeresgebieten und Ressourcen, die
bisher noch nicht kommerziell genutzt werden konnten.
∙∙ Wie vollzog sich der Eisrückgang seit der letzten
Eiszeit, und was können wir daraus für die Forschungsziele:
heutige und zukünftige Eisdynamik lernen?
∙∙ das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen
∙∙ Wie wirkt sich ein veränderter Süßwassereintrag Meereis, Ozean und Atmosphäre vertiefen
auf die ozeanischen Zirkulationssysteme aus?
∙∙ die Entwicklung des Meereises und der Auswir
kungen abnehmender Meereisbedeckung auf
Klima, Stoffkreisläufe und marine Ökosysteme
vorhersagen
8 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
Herausragende Fragestellungen: 2.4. Permafrost und Gashydrate als
unbekannte Größen im Klimasystem
∙∙ Welchen Anteil am Meereisrückgang hat die
Wärme, die der Arktis aus mittleren Breiten
durch Atmosphären und Ozeanströmungen Terrestrischer Permafrost unterlagert ein Viertel der
zugeführt wird, im Vergleich zu Arktis-internen globalen Landfläche. Der überwiegende Teil liegt in den
Rückkopplungen? polaren Regionen, vor allem in der Nordhemisphäre.
Zusätzlich werden weite Gebiete mit submarinem
∙∙ Wie kann man die saisonalen und langfristigen Permafrost in der Arktis vermutet, deren Ausdehnung
Vorhersagen für die Entwicklung des Meereises jedoch noch nicht abschließend vermessen ist.
durch Beobachtungen und Modelle verbessern?
In den ständig gefrorenen Böden lagern große Kohlen
∙∙ Welche Konsequenzen hat der Meereisschwund stoffmengen in Form von Methan, Kohlendioxid oder
für den Kohlenstoffkreislauf und die Ökosysteme organischem Kohlenstoff. Hinzu kommen die Kohlen
der Arktis und der Nordhemisphäre? stoffmengen, die in den marinen Gashydraten der
arktischen Kontinentalränder und in den terrestrischen
∙∙ Wie wirkt sich der Meereisschwund auf die Atmo- Gashydraten unter dem Permafrost gespeichert sind.
sphäre, den biogeochemischen und hydrologischen Tauen die Permafrostkörper auf, wird der Kohlenstoff
Kreislauf in der Nordhemisphäre und auf die mobilisiert, und Treibhausgase werden freigesetzt.
Umwälzzirkulation im Nordatlantik aus?
Eine weitere mögliche Folge des Abtauens ist eine Zunahme
∙∙ Welche Auswirkungen hat der Meereisschwund der Küstenerosion. Im schlimmsten Fall beeinträchtigt
auf das Ökosystem der arktischen Tiefsee? die Freisetzung der marinen Gashydrate die Stabilität
der Kontinentalränder. Das Auftauen des Permafrosts
∙∙ Welche sozioökonomischen Konsequenzen hat verändert stark den Wasserhaushalt, die terrestrische
der schnelle Wandel? arktische Artenvielfalt und die marinen Ökosysteme.
Die Folgen dieser Veränderungen für das Klima- und
Erdsystem und für die Lebensbedingungen der Menschen
sind in ihrem Ausmaß bislang nur unzureichend bekannt.
Wasserschöpfer-Rosette an Bord der Polarster
2. DIE ZENTRALEN FRAGEN DER ARKTISFORSCHUNG 9
Forschungsziel:
∙∙ die Auswirkungen einer weiteren Erwärmung auf
die Kohlenstoffflüsse aus dem terrestrischen und
marinen Permafrost, die Stabilität von Gashydraten
und die arktischen Lebensräume besser verstehen
Herausragende Fragestellungen:
∙∙ Wie hat sich die natürliche Dynamik und Ausdeh
nung des arktischen Permafrostes in den letzten
Jahrzehnten verändert?
∙∙ Unter welchen Bedingungen werden die an den
Permafrost gebundenen und die submarinen
Gashydrate instabil?
∙∙ Wie viel Methan, Kohlendioxid und Lachgas wird aus
dem terrestrischen und submarinen Permafrost und
aus den Gashydraten in die Atmosphäre freigesetzt,
und wie können die dadurch bedingten Klimafolgen
Schollenstrom in der Arktis durch geeignete Modelle abgeschätzt werden?
∙∙ Wie verändern sich die mikrobiellen Lebens
gemeinschaften im Zuge des Auftauens des
Permafrostes und des Abbaus von Gashydraten?
Was bedeutet das für die Quellen und Senken
von Klimagasen aus den Dauerfrostböden?
∙∙ Wie wirkt sich das Auftauen des Permafrostes
auf die regionalen Lebensbedingungen aus?
2.5. Anpassung polarer Organismen beeinflussen. Einwanderer aus südlichen Gebieten
an die arktische Umwelt im Wandel werden sich etablieren, und es kommt zu Verschiebungen
in den arktischen Nahrungsnetzen.
Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen haben sich über Wie sich das auf die Leistungsfähigkeit der arktischen
mehrere Millionen Jahre an die von Kälte, Eis und starker Ökosysteme auswirkt, zum Beispiel auf die biologische
Saisonalität geprägten extremen Umweltbedingungen Produktivität des arktischen Ozeans oder auf die
der Arktis angepasst. Diese besonderen physiologischen Stoffkreisläufe, ist bisher kaum abschätzbar. Dafür ist
und biologischen Anpassungen machen arktische die arktische Biosphäre zu wenig erforscht. Vor allem
Organismen außerordentlich empfindlich für schnelle mangelt es an Wissen über die Lebensgemeinschaften
und ungewöhnliche Veränderungen ihres Lebensrau und -prozesse der arktischen Tiefsee und die Lebens
mes. Erwärmung, Versauerung und verstärkte mensch räume im und unter den Eisschilden.
liche Nutzung der Arktis werden die Funktion und
Biodiversität der betroffenen Ökosysteme daher stark10 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
Forschungsziele: ∙∙ Gibt es Indikatorarten für den Wandel der
marinen und terrestrischen Umwelt?
∙∙ die genetischen und ökophysiologischen
Anpassungen und Lebensstrategien arktischer ∙∙ Gibt es Schwellenwerte bei Temperatur, Versaue
Arten besser verstehen rung, Meereisbedeckung und Verschmutzung,
deren Überschreitung eine massive Veränderung
∙∙ die Auswirkungen von Umweltveränderungen arktischer Lebensgemeinschaften auslöst?
auf Biodiversität, Nahrungsnetze, Produktivität
und Ökosystemleistungen vorhersagen ∙∙ Wo in der Arktis ist die Biodiversität besonders
hoch? Welche Faktoren fördern oder gefährden
Herausragende Fragestellungen: die einheimische Lebensvielfalt?
∙∙ Wie können sich arktische Organismen an ∙∙ Welchen Einfluss hat die submarine vulkanische
Umweltveränderungen anpassen, und wie groß ist Aktivität auf die Lebensräume der arktischen
das Anpassungspotenzial? Tiefsee?
∙∙ Wo und mit welchen Konsequenzen finden
Migrationen arktischer und einwandernder Arten
statt?
Detailaufnahme eines Bohrkerns aus dem submarinen Permafrost: Der Kern zeigt typische Strukturen, wie sie auch von Permafrostböden an Land
bekannt sind.2. DIE ZENTRALEN FRAGEN DER ARKTISFORSCHUNG 11
2.6. Chancen und Risiken zunehmender
wirtschaftlicher Nutzung der Arktis
Der rasche klimatische Wandel in der Arktis wird die
wirtschaftliche Entwicklung der Region beschleunigen.
Dies betrifft die Erschließung neuer Transportwege
ebenso wie die Nutzung lebender und mineralischer
Ressourcen wie Fischbestände, Erze, Erdgas und Erdöl.
Um die Entwicklung nachhaltig gestalten zu können,
sind Kenntnisse über Lage, Zugänglichkeit und Umfang
der jeweiligen Ressourcen sowie über die sozioökono
mischen und politischen Rahmenbedingungen nötig.
Der aktuelle Wissensstand ist aufgrund der schwierigen
Zugänglichkeit dieser Region unzureichend. Allerdings
tragen geowissenschaftliche, klimatologische, biologische
und sozioökonomische Basisuntersuchungen dazu bei,
diesen Mangel zu beheben. Sie liefern die Grundlage
für die Entwicklungen von Szenarien einer wirtschaft
lichen Nutzung mit ihren Auswirkungen auf Ökosysteme
und Bevölkerung. Darauf aufbauend können die Chancen
und Risiken der Nutzung abgewogen und Handlungs
empfehlungen formuliert werden.
Nachhaltige Nutzung bedeutet auch die Schlichtung
von Nutzungskonflikten. Daher muss verantwortungs Beispiel eines Sedimentkerns vom Billjach-See im ostsibirischen Wercho-
jansker Gebirge: Erkennbar ist der Kontaktbereich zwischen Sediment
volle Forschung auch die politischen und juristischen
oberfläche und darüber liegendem Bodenwasser.
Vermittlungsmechanismen und ihre Wirksamkeit zum
Gegenstand machen.12 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG Am Eisrand des Kronprinz-Christian-Landes, Nordostgrönland, bei etwa 80 Grad Nord: Die streifenförmige Verfärbung des Eises hat ihren Ursprung im hohen Staubgehalt, der während der Eiszeit durch Wind eingetragen wurde und der sich unter dem abschmelzenden Eis wiederfindet. Mit Messungen des stabilen Isotops O-18 konnte nachgewiesen werden, dass der doppelte, braun gefärbte Saum die Grenze zwischen der heutigen Warmzeit und der letzten Kaltzeit, also etwa die Zeit vor 11.000 Jahren, markiert.
2. DIE ZENTRALEN FRAGEN DER ARKTISFORSCHUNG 13
Forschungsziel: ∙∙ Wann und unter welchen Umständen ist eine
wirtschaftliche Nutzung der nördlichen Seewege
∙∙ die Chancen und Risiken zukünftiger Nutzung möglich?
der Arktis durch den Menschen erforschen
∙∙ Wie können bessere Beobachtungen und
Herausragende Fragestellungen: Kurzfristvorhersagen das Risiko von Havarien
und Umweltbeeinträchtigungen minimieren?
∙∙ In welchen Gebieten der Arktis befinden sich
die ökonomisch relevanten Ressourcen, und wie ∙∙ Wie beeinflussen die klimatischen, wirtschaft
verändert sich ihre Zugänglichkeit durch die lichen und politischen Veränderungen die
schnelle klimatische Veränderung? Lebensbedingungen, die Gesundheit, die
ökonomischen Perspektiven und den Hand
∙∙ Wie werden lokale und internationale gesell lungsspielraum der Bewohner der Arktis?
schaftspolitische Prozesse eine mögliche
Nutzbarmachung beeinflussen? ∙∙ Wie kann eine nachhaltige Nutzung der Ressourcen
erreicht werden?
∙∙ Wie reagiert das Ökosystem auf diese menschlichen
Eingriffe, und kann man hierzu Risikoanalysen
erstellen?
Das Eis der Gletscher und Eisschilde wird mit zunehmender Bohr-Tiefe immer transparenter. Bis in 1.000 m Tiefe erscheint das Eis als Folge der Luftblasen
milchig grau. Unterhalb von 1.200 bis 1.300 m Tiefe ist das Eis transparent wie Plexiglas14 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
3. Stand der deutschen Polarforschung
Polarforschung hat in Deutschland eine lange Tradition. 3.1. Partner der deutschen Arktis
Sie wird durch ein gut koordiniertes Netzwerk verschie forschung
dener Institutionen getragen und findet sowohl in der
Arktis als auch in der Antarktis statt. Denn die klimati
schen und ozeanografischen Prozesse beider Pole sind Die deutsche Polarforschung ruht auf drei Säulen:
gekoppelt, und ihre Ökosysteme weisen ähnliche Universitäten, außeruniversitäre Forschung und
Merkmale auf. Wirtschaft.
Polarregionen reagieren höchst sensibel auf klima Von zentraler Bedeutung ist das AWI in der Helmholtz-
tische Änderungen. Phänomene wie die abnehmende Gemeinschaft. Im Rahmen der programmorientierten
Meereisbedeckung, schrumpfende Eisschilde oder Forschung betreibt das AWI in Arktis und Antarktis
veränderte Ozeanströmungen haben wiederum erheb international hoch renommierte interdisziplinäre
lichen Einfluss auf die Entwicklung des gesamten Forschung. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften
Erdklimas. Deshalb rücken das bessere Verständnis und Rohstoffe (BGR) erforscht die Struktur und die
der Fluktuationen und Triebkräfte im regionalen und geologische Entwicklung der Festlandgebiete und ihrer
globalen Klimageschehen immer mehr in den Mittel Ränder; außerdem befasst sie sich im Rahmen ihrer
punkt der deutschen Polarforschung. institutionellen Aufgabenstellung mit der Abschätzung
der polaren Ressourcen.
Kampagne zur Beprobung von Sedimenten am Noa-See, Grönland.3. STAND DER DEUTSCHEN POLARFORSCHUNG 15
Beide Einrichtungen unterhalten Forschungsstationen,
Schiffe und Flugzeuge und führen multidisziplinäre
marine und terrestrische Polarexpeditionen durch. Sie
verfügen damit über eine Infrastruktur, von der auch
die Hochschulforschung profitiert.
Bei spezifischen Forschungsthemen engagieren sich
Institute der Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz-
Gemeinschaft. Darüber hinaus blicken zahlreiche
Universitätsinstitute auf eine lange Tradition in der
Polarforschung zurück.
Die Erforschung der Polarregionen wird in Deutsch
land durch ein gut koordiniertes Netz verschiedener
Institute getragen. Das Präsidium der DFG richtete im
Januar 1992 den Landesausschuss SCAR / IASC (Scientific
Committee on Antarctic Research / International Arctic
Science Committee) ein. Er plant und koordiniert die
Aktivitäten der deutschen Hochschulen auf dem Gebiet
der Polarforschung zusammen mit dem AWI und den
betreffenden Bundeseinrichtungen.
In der Deutschen Gesellschaft für Polarforschung sind
Forscher vieler Disziplinen vereinigt. Damit ist sie ein Netzartige Strukturen aus Eiskeilpolygonen geben der Permafrostland-
schaft ein unverwechselbares Gepräge.
wichtiges Instrument interdisziplinärer Koordination
und Zusammenarbeit.
Das BMBF und das Bundesministerium für Wirtschaft 3.2. Regionale Schwerpunkte der
und Energie (BMWi) fördern die Polarforschung durch deutschen Arktisforschung
institutionelle Förderung, das BMBF speziell die Arktis-
forschung zusätzlich durch Projektförderung. Die DFG
fördert die Arktisforschung vorwiegend im Rahmen der Ein regionaler Schwerpunkt der deutschen Arktis
Normalförderung, in begrenztem Umfang auch unter forschung ist die Region von Spitzbergen und der Fram
dem Schwerpunktprogramm „Antarktisforschung, straße zwischen Spitzbergen und Grönland; dort
mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen erfolgt der Austausch zwischen dem Atlantischen und
Eisgebieten“. dem Arktischen Ozean. An der deutsch-französischen
Forschungsbasis AWIPEV in Ny Ålesund auf Spitzbergen
Die Ergebnisse der Polarforschung kommen auch werden neben der Erforschung von terrestrischen
außerhalb der Wissenschaft zum Einsatz. Sie werden und marinen Lebensräumen vor allem Langzeitunter
von Wetterdiensten genutzt oder zur Beurteilung von suchungen der Atmosphäre durchgeführt (AWIPEV
seerechtlichen Ansprüchen im Sinne des „Erweiterten setzt sich zusammen aus den Abkürzungen für das
Festlandsockels“ herangezogen. Auch für die Ressourcen AWI und das Institut polaire français Paul Émile Victor,
abschätzung, den Deichbau (als Schutzmaßnahme vor IPEV). In der Framstraße unternimmt das AWI seit
Meeresspiegelerhöhung) oder die Kalibrierung von mehr als 10 Jahren regelmäßige ozeanographische
Satellitenmessungen werden die Daten verwendet. Sie Untersuchungen sowie multidisziplinäre Experimente
fließen außerdem in die Vorhersage von regionalen und Messungen am Meeresboden in Wassertiefen
Auswirkungen des Klimawandels ein. zwischen 1000 und 5500 m. Diese im „Hausgarten“-
Areal vor Spitzbergen durchgeführten Probenahmen16 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
und Studien zeigen, dass die Erwärmung der Arktis und 3.3. Positionierung im internationalen
der Rückgang des Meereises sich nicht nur auf die oberen Umfeld
Wasserschichten des Arktischen Ozeans auswirken,
sondern dass sich die Wassertemperaturen und die
Zusammensetzung der marinen Lebensgemeinschaften Die Arktisforschung ist international aufgestellt. Deutsche
auch in der Tiefsee ändern. In 2007 wurden die Untersu Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind in alle
chungen im „Hausgarten“ mit vergleichenden Studien in relevanten internationalen Polarforschungsprogramme
Flachwasserbereichen entlang des Kongsfjords in zum Teil in führender Position eingebunden. So ist das
Spitzbergen erweitert. Sekretariat des International Arctic Science Committee
(IASC) am AWI angesiedelt. Deutsche Wissenschaftlerinnen
Ein Schlüsselgebiet für die Klima- und Permafrost und Wissenschaftler sind im European Polar Board, der
forschung ist die Laptew-See mit dem Lena-Delta Permafrost Association und in den Arbeitsgruppen des
(Forschungsstation Samoylov) und den großen Fluss IASC vertreten.
systemen im sibirischen Hinterland. In der Laptew-See
wird ein Großteil des Meereises für den Arktischen Mehrere Autorinnen und Autoren aus Deutschland waren
Ozean gebildet. Es gelangt mit der Transpolardrift bis maßgeblich am 5. Sachstandsbericht des zwischen
ins Europäische Nordmeer und beeinflusst somit auch staatlichen Ausschusses für Klimaänderungen F beim
unser Klima. Thema Kryosphäre und Biosphäre beteiligt. Deutsche
Forscherinnen und Forscher haben ebenso wesentliche
Im russisch-deutschen Forschungsverbund „System Beiträge zum Internationalen Polarjahr 2007 / 2008
Laptew-See“ führen Wissenschaftlerinnen und Wissen geleistet.
schaftler beider Länder seit 1991 gemeinsame, multi
disziplinäre Expeditionen und Projekte durch. Diese
erfolgreiche Zusammenarbeit ist in den vergangenen
20 Jahren zu einem wichtigen Standbein der deutschen
Arktisforschung geworden und soll durch weitere
Kooperationen ausgebaut werden. Auf der Zusammen
arbeit mit russischen Institutionen beruht auch der
Zugang zu sibirischen Meeres- und Landgebieten.
Die Untersuchung geologischer Strukturen und magma
tischer Aktivitäten ist zirkum-arktisch angelegt. Zu
den Untersuchungsgebieten von geophysikalischen
Expeditionen im Meer und an Land gehören Jakutien,
der polare Ural, Spitzbergen, das nördliche Grönland,
die kanadische Arktis und der zentrale arktische Ozean,
einschließlich des geografischen Nordpols.
Meteorologische und geophysikalische Messungen
sowie Beobachtungen zur Veränderung des Meereises
werden durch flugzeuggestützte Messkampagnen in
nordamerikanischen Meeresgebieten in enger Kooperation
mit kanadischen Partnern durchgeführt. Darüber
hinaus werden spezielle Fragestellungen durch multi
disziplinäre Programme in verschiedenen anderen
Gebieten der Arktis untersucht, wie zum Beispiel im Die Flügelschnecke Clione limacina (max. Länge: 70 – 85 mm)
kommt häufig in den oberen Wasserschichten des Arktischen
Bereich der Kamchatka-Halbinsel oder dem Meteoriten
Ozeans vor.
krater Elgygytyn im nordöstlichen Sibirien.3. STAND DER DEUTSCHEN POLARFORSCHUNG 17
einbringen. Der weitere Ausbau der internationalen,
vor allem der europäischen, Kooperation ist zentral für
die weitere Entwicklung der Arktisforschung.
Geologische Dienste und Forschungsinstitute haben im
Frühjahr 2010 die gemeinsame Erstellung einer
„Tectonic Map of the Arctic“ (TeMAr) vereinbart. Die
Initiative der beteiligten Länder Dänemark, Deutsch
land, Frankreich, Großbritannien, Kanada, Norwegen,
der Russischen Föderation, Schweden und den USA
stellt im Rahmen der Initiative wichtige Impulse für
die Bewertung des Potenzials an Ressourcen bereit.
In den Zukunftsplanungen für das Integrated Ocean
Drilling Program (IODP) wurde „Scientific Drilling in
the Arctic Ocean: A challenge for the next decades“
verankert. Damit sollen weitere Daten und Zeitreihen
der Klimaentwicklung im arktischen Raum gewonnen
werden. Das AWI betreibt eine von internationalen
Forschungsprojekten genutzte Datenbibliothek mit
über 70.000 zitierfähigen Datensätzen aus der Arktis.
Luftbild der polygonalen Tundra auf der Insel Samoylov (Lena-Delta, Sie bietet damit gute Voraussetzungen für eine Beteili
Sibirien), bei dem die Farben künstlich verfälscht wurden, um einige Land- gung an den Datenmanagement-Aktivitäten im
schaftsstrukturen (orange/rötlich) und wasserbedeckte Gebiete (je nach
Wassertiefe lila bis grau) deutlicher sichtbar zu machen. Rahmen von großen, internationalen Projekten, wie
zum Beispiel dem vom Arktischen Rat initiierten
Aufbau eines „Sustaining Arctic Observing Networks“
Die Forschung in den extremen Polarregionen stellt (SAON).
hohe logistische Anforderungen. Aus diesem Grund
soll der internationale Schulterschluss weiter verstärkt
werden. In der Arktisforschung bestehen wichtige
Kooperationen zwischen deutschen und internationalen
Institutionen, die durch langfristige Zielsetzungen
getragen werden. Neben den europäischen Partnern
ist vor allem die Zusammenarbeit mit der Russischen
Föderation, mit Kanada und den USA von großer
Bedeutung.
Das European Polar Board der European Science
Foundation (ESF) bildet eine Plattform zur Abstimmung
der wichtigsten europäischen Akteure in der Polar
forschung. Deutsche Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler sind maßgeblich daran beteiligt. Bei
der Hinwendung Europas zur Arktis sollte die deutsche
Polarforschung eine Schlüsselrolle einnehmen und
zentrale Punkte in die Arbeitsprogramme des Rahmen
programms für Forschung und Innovation Horizont 202018 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
4. Umsetzung der Arktisforschungsstrategie
Die raschen Änderungen in der Arktis haben die adäquate Schutzmaßnahmen zu ergreifen, sind
nördliche Polarregion in den Mittelpunkt der wissen genauere Prognosen für den Beitrag der Eisschmelze
schaftlichen, wirtschaftlichen und politischen Aufmerk zur Meeresspiegelerhöhung erforderlich.
samkeit gerückt. Es gilt aufzuklären, welche Risiken
und Chancen dieser klimatisch bedingte Wandel birgt. ∙∙ Starke Veränderungen in den Permafrostregionen
Die EU hat dies als Zukunftsthema aufgegriffen. Das führen zur Erosion der arktischen Küsten, zur Frei-
BMBF hat die Arktis als eine der Zielregionen für die setzung von Klimagasen aus Gashydraten und zu
künftige Forschung für Nachhaltigkeit identifiziert. tiefgreifenden Umwandlungen der Lebensräume.
Bessere Methoden zur Beobachtung und Analyse der
Die aktuellen Fragen verlangen verstärkte Forschungs relevanten Umweltfaktoren erlauben es, Gefahren
anstrengungen, die weit über die bisherigen Aktivitäten potenziale (zum Beispiel die Destabilisierung von
hinausgehen. Dabei sollte vor allem das Engagement Gashydraten) frühzeitig zu erkennen.
der universitären Forschungspartner gestärkt werden.
Die vom BMBF geförderte Arktisforschung stellt ∙∙ Der zunehmende Meereisschwund kann neue
Projekte, die besonders zur Nachhaltigkeit im arktischen Schifffahrtswege eröffnen. Zuverlässige Modelle zur
Raum beitragen, in den Vordergrund. Meereisvorhersage tragen zur Sicherung neuer
Schifffahrtsrouten bei.
4.1. Forschung für Nachhaltigkeit ∙∙ Das Potenzial des arktischen Ozeans für lebende oder
mineralische Ressourcen kann bisher nur unzureichend
Die deutsche Arktisforschung kann durch ihr exzellen abgeschätzt werden. Ein Ziel besteht darin, eine
tes Leistungspotenzial zu den genannten Themen belastbare Datenbasis zu erheben, die zur Ermittlung
wichtige Beiträge liefern und dabei mithelfen, die von Risiken, zur nachhaltigen Nutzung und zum
neuen wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Schutz der Umwelt eingesetzt werden kann.
Herausforderungen zu meistern. Dieser Aufgabe stellen
sich neue Projekte, die durch Drittmittelförderung im ∙∙ Der Klimawandel und die wirtschaftliche Nutzung
Rahmen von BMBF-Verbundprojekten, DFG-Projekten, des Arktischen Raumes verändern die biologische
Initiativen außeruniversitärer Einrichtungen, EU-Pro Vielfalt der polaren Lebensräume. Die Untersuchun
grammen und weiterer Förderung unterstützt werden. gen tragen dazu bei, Rückzugsgebiete für gefährdete
endemische Arten ausfindig zu machen und Schutz
Mithilfe innovativer Beobachtungssysteme und ver- maßnahmen zu entwickeln. Damit wird auch eine
besserter Klima- und Ökosystemmodelle ist es möglich, nachhaltige Bewirtschaftung lebender Ressourcen
zukünftige Entwicklungen genauer vorherzusagen. Die (zum Beispiel Saibling, arktischer Kabeljau) möglich.
Daten bilden die Grundlage für geeignete Anpassungs
strategien und für Leitlinien einer nachhaltigen Nutzbar
machung des Arktischen Raumes. Besonders hervorzu
heben sind dabei folgende Punkte:
∙∙ Die Erforschung der Veränderungen in der Arktis
ermöglicht es, die Auswirkungen auf das regionale
und globale Klima in den kommenden Jahrzehnten
genauer einzuschätzen. Klimamodelle können wesent
lich verbessert und Unsicherheiten abgebaut werden.
∙∙ Der Beitrag der abschmelzenden Eismassen Grön
lands zum Meeresspiegelanstieg unterliegt großen
Schwankungen. Um die Auswirkungen in verschie Ausrichten von Sensoren an einer automatischen MessStation in der
denen Regionen der Erde zu ermitteln und um Nähe der Samoylov-Station4. UMSETZUNG DER ARKTISFORSCHUNGSSTRATEGIE 19
Meereisfläche
4.2. Wissenstransfer in die Gesellschaft Die Analysen zur Veränderung der Kryosphäre und des
Meeresspiegelanstiegs werden sowohl IPCC als auch
Im Internationalen Polarjahr 2007 / 2008 wurden vielfältige anderen Gremien zur Verfügung gestellt. Hierzu wurde
Aktionen unternommen, um die Polarforschung einer ein Regionales Klimabüro am AWI eingerichtet, das
breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen G. So waren die Daten aufbereitet und für Anfragen aus Politik,
zum Beispiel Schulklassen und Lehrer in die Forschung Wirtschaft und Gesellschaft bereitstellt. Die Auswei
eingebunden. Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen tung dieser Bemühungen zu einer „Earth Knowledge
Schulen und Forschungsinstituten soll über die Einbin Platform“ im Forschungsbereich Erde und Umwelt der
dung in geeignete Projekte fortgeführt werden. Helmholtz-Gemeinschaft wird derzeit vorbereitet. Dies
erfolgt in Zusammenarbeit mit dem „Climate Service
Für die Forschungsinstitute an Universitäten und außer Center“ des BMBF.
universitären Einrichtungen bleibt es wichtig, die
Öffentlichkeit wissenschaftlich fundiert und zugleich Zu den Herausforderungen der nächsten Jahre gehört
allgemeinverständlich zu informieren. Nur so kann es, die naturwissenschaftlichen Forschungsergebnisse
es gelingen, in der Gesellschaft ein Problembewusstsein zu den sozioökonomischen Aspekten des Wandels in
für die derzeitigen klimatischen und damit verbundenen Beziehung zu setzen. Für diese transdisziplinären
ökonomischen und ökologischen Veränderungen zu Arbeiten besteht in Deutschland noch Nachholbedarf.
wecken. Daher sollten mit Partnern im In- und Ausland
Kooperationen aufgebaut werden, die diese Themen
Die Ergebnisse der Polarforschung sind bedeutsam für gemeinsam bearbeiten können.
die Analyse des globalen und regionalen Klimawandels.
Sie fanden Eingang in den 4. Sachstandsbericht des
Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen
(4. IPCC Report 2007) und liegen auch dem 5. Bericht,
der in 2013 / 2014 veröffentlicht wurde, zugrunde.20 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
4.3. Technologietransfer Geophysikalische Messungen in eisbedeckten Gebieten
sind eine technologische Herausforderung und
Die Erforschung der Arktis unter den dortigen harschen erforderlich, um Ressourcen abschätzen zu können.
Bedingungen erfordert hervorragende Technologien
und hohe Sicherheitsstandards (siehe Box auf S. 21). Die Diese und andere Beiträge der Polarforschung für
Entwicklung automatischer Systeme zur Beobachtung eine nachhaltige und verantwortungsvolle Nutzung
und Beprobung unter polaren Bedingungen liefert müssen in Zusammenarbeit mit der Wirtschaft
Impulse für den maritimen Sektor und die Offshore- verstärkt werden. Dafür muss auch eine bessere
Technologie. Darüber hinaus sind an die Entdeckung Kommunikation zwischen den Partnern aus Wissen
von neuen, polaren Organismen, die für die Biotechno schaft und Wirtschaft aufgebaut werden.
logie nützlich sein können, Erwartungen geknüpft.
Im Eis der grönländischen Eisschilde eingeschlossene Luftblasen speichern die Klimasignale vergangener Epochen. Bisher konnten anhand dieser Archive
die Klimaperioden bis zu 120.000 Jahren vor heute erforscht werden.4. UMSETZUNG DER ARKTISFORSCHUNGSSTRATEGIE 21
Rückschreitende Erosion durch tauenden Permafrost im Untergrund, Herschel Insel, Kanada
Innovative Technologien, die zur Erforschung der ∙∙ Ozeanobservatorien und Unterwasserfahrzeuge
Arktis benötigt werden für Arbeiten in der arktischen Tiefsee und unter
Eis
∙∙ eisbrechende Forschungsschiffe, die in allen
Jahreszeiten eingesetzt werden können ∙∙ Fernerkundung durch Satelliten und Flugzeuge
zur präzisen Bestimmung der arktischen
∙∙ Technologien zur Gewinnung von Bohrkernen Inlandeismassen und des Meereises
(aus dem Meeresboden, arktischen Eisschilden,
tiefen Permafrostsedimenten, Gashydraten in ∙∙ komplexe, gekoppelte Modelle für die Berech
den Kontinentalrändern) nung und Vorhersage von Klima, Eisdynamik
und Meeresspiegelanstieg
∙∙ Technologien zur Untersuchung des subglazialen
Milieus ∙∙ hohe Rechnerkapazitäten für den Einsatz
numerischer Modelle
∙∙ autonome Messplattformen für die Erforschung
der Atmosphäre und kleinskalige meteorolo ∙∙ Analysentechnik für die genetische Charakteri
gische Messnetze sierung und Datenarchive für genetische
Informationen spezifischer arktischer Organismen
∙∙ ganzjährige autonome Beobachtungs- und
Experimentalplattformen im Ozean mit Daten ∙∙ pan-arktische multidisziplinäre Datenbanken
übertragung und geografische Informationssysteme22 SCHNELLE VERÄNDERUNGEN IN DER ARKTIS: POLARFORSCHUNG IN GLOBALER VERANTWORTUNG
4.4. Nachwuchsförderung Weg deutschrussischer Polar- und Meeresforschung und
dient als Modell für eine neue Form internationaler
Der deutsch-russische Masterstudiengang für angewandte Kooperationsvorhaben.
Meeres- und Polarwissenschaften (POMOR) ist das
Ergebnis einer gemeinsamen Initiative der Universitäten Eine Ausbildung mit internationaler Ausrichtung und
St. Petersburg, Hamburg und Bremen, des AWI und des mit direktem Zugang zur arktischen Umwelt bietet
Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung, Kiel (GEOMAR). das von Norwegen betriebene University Centre in
POMOR wird seit 2002 in Kooperation mit den Univer Svalbard (UNIS) an. An der nördlichsten Hochschule
sitäten Kiel, Potsdam und Rostock, dem Leibniz-Institut mit Sitz in Longyearbyen auf Spitzbergen können
für Ostseeforschung Warnemünde, dem „Arctic and Diplomanden, Doktoranden und Postgraduierte
Antarctic Research Institute“ (AARI) und dem „Otto qualitativ hochwertige Kurse in arktischer Biologie,
Schmidt Laboratory for Polar and Marine Research“ Geologie, Geophysik und Technologie besuchen. Auch
(OSL), beide in St. Petersburg, durchgeführt. deutsche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
sind daran beteiligt.
Die ersten beiden Semester absolvieren die Studierenden
in St. Petersburg, das dritte Semester an einer der Interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit
deutschen Partneruniversitäten. POMOR schließt mit wird beispielhaft im Permafrost Young Researchers
einem Master of Science in angewandten Polar- und Network (PYRN) und in der Association of Polar Early
Meereswissenschaften ab. Career Scientist (APECS) entwickelt. Beide Organisationen
fördern den internationalen Austausch und unterstützen
Das OSL ist ein modernes Forschungs- und Ausbildungs ausgewählte junge Wissenschaftlerinnen und Wissen
labor für polare Geowissenschaften, das gemeinsam schaftler. Die Nachwuchsförderung in der Polarforschung
von AARI, AWI und GEOMAR betrieben wird. Ein erfordert eine besonders starke interdisziplinäre und
Stipendienprogramm unterstützt kleinere Forschungs internationale Ausrichtung. Daher ist es notwendig,
projekte junger Wissenschaftlerinnen und Wissen diese bereits gut entwickelte Kooperation in der
schaftler. Das OSL ist ein wichtiger Baustein auf dem Ausbildung weiter auszubauen.Sie können auch lesen
