Die Erforschung des arktischen Klimasystems hat in den Jahren 2019/2020 einen großen Schritt nach vorne gemacht: Der Forschungseisbrecher Polarstern wurde für ein Jahr im arktischen Meereis eingefroren und driftete in dieser Zeit mit dem Eis von den russischen Randmeeren knapp am Nordpol vorbei bis nach Grönland. Diese bisher größte internationale Polarexpedition mit dem Namen Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) wurde von Wissenschaftler:innen des Alfred-Wegener-Instituts geleitet und zusammen mit 80 Instituten aus 20 Ländern durchgeführt. MOSAiC folgte der Idee von Fridtjof Nansen von vor mehr als 100 Jahren, welcher durch die natürliche Eisdrift mit dem eingefrorenen Schiff Fram als Forschungsstation große Teile der Arktis über einen langen Zeitraum beobachten konnte. Während Nansens Expedition von 1893 bis 1896 mit der Fram noch mehr als drei Jahre brauchte, um mit der Transpolardrift den arktischen Ozean zu überqueren, wurde die Polarstern schon nach weniger als einem Jahr wieder aus dem Eis entlassen.
Dies ist hauptsächlich auf den Klimawandel in der Arktis zurückzuführen, der durch die arktische Verstärkung (vorige Seite) besonders groß ist: Das Eis ist mittlerweile dünner und hat vermehrt Risse, Schmelztümpel und offene Wasserstellen. Dadurch driftet es bei gleichem Wind- und Ozeanantrieb schneller, als das noch zu Nansens Zeiten der Fall war. Zusätzlich waren die Wetterbedingungen während MOSAiC sehr besonders: Im Frühjahr 2020 wurde ein extrem großer Luftdruckunterschied zwischen der zentralen Arktis und den mittleren Breiten wie bei uns in Europa beobachtet. Dies führte zu Rekordgeschwindigkeiten der Höhen- und Bodenwinde und damit der Eisdrift, sodass das Forschungsschiff schon im Juli 2020, und damit eher als erwartet, die Eiskante erreichte. Die Polarstern fuhr dann aus eigenem Antrieb wieder über den Nordpol ins Eis und setzte die Drift für den Rest des Jahres bis September 2020 fort.
Das MOSAiC-Projekt hat einen sehr stark interdisziplinären Ansatz: Neben der Physik des Meeres, des Eises und der Atmosphäre und ihren gegenseitigen Wechselwirkungen wurden auch Fragen aus der Biogeochemie und Biologie untersucht. Weitere Forschungsfragen widmeten sich der Verbesserung von Satellitenbeobachtungen und Klimazeitserien. Die Ergebnisse fließen über verbesserte Prozessbeschreibungen und Parametrisierungen in numerische Klima- und Vorhersagemodelle ein, die in den Polarregionen noch immer große Unzulänglichkeiten zeigen.
Während der MOSAiC-Messungen war das Meereis sehr dünn und brach häufig auf. Die MOSAiC-Eisscholle wurde von Rissen durchzogen, und neue Eisrücken türmten sich auf. So konnte deren Entstehung, Konsolidierung und Besiedelung mit Kleinstlebewesen und Algen über einen ganzen Jahreszyklus untersucht werden. Gleichzeitig wurden detaillierte Messungen der Atmosphäre und des Ozeans durchgeführt, so dass Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Eis, Atmosphäre und Ozean inklusive Biologie gleichzeitig beobachtet werden konnten. Daneben stellte die starke Eisdynamik häufig erhebliche logistische Herausforderungen: Teile des Forschungscamps mussten mehrfach umziehen und dabei Messinstrumente und Kabel aus Eisrücken und Rinnen geborgen werden. Dazu kamen mehr als 60 Besuche von Eisbären. Dies hielt die mehr als 300 Wissenschaftler:innen, die auf fünf Abschnitte verteilt über das Jahr an Bord waren, nicht davon ab, einen fantastischen Datensatz zu sammeln, der jetzt und in den kommenden Jahren ausgewertet wird. Alle Daten stehen Forschenden und der Allgemeinheit frei zur Verfügung.
