Normalerweise arbeiten wir mit unseren Instrumenten am Meeresboden (darüber werde ich in einem weiteren Blog berichten), aber auf dieser Reise haben wir uns vorgenommen, auch den Bereich direkt unterhalb des Eises zu erforschen und unsere Messsysteme dort einzusetzen. Ziel unserer Messungen ist sowohl physikalische als auch biogeochemische Prozesse direkt an der Grenzschicht zwischen Meereis und Wasser besser zu verstehen. Wir, das sind Karl Attard (SDU, Dänemark), Axel Nordhausen, Patrick Meyer, Steffen Jescheniak und ich, Frank Wenzhöfer (alle vom MPI in Bremen und AWI in Bremerhaven). Für alle, bis auf Karl, ist es das erste Mal, dass wir auf -beziehungsweise unter dem Eis arbeiten. Daher wussten wir vor unserer ersten Eisstation auch nicht so recht was uns erwarten wird.

Aber genau das ist auch immer noch das Spannende an unserer Arbeit, selbst nach vielen Jahren Tiefseeforschung und unzähligen Ausfahrten. Vor unserem ersten Einsatz mussten wir uns daher erst einmal mit den neuen Geräten zum Bohren und Schneiden von Eis vertraut machen, wie dem großen Eisbohrer, aber auch eine Eissäge und eine Schöpfkelle gehören zu unserer Ausrüstung. Als wir dann endlich loslegen konnten, ging es ziemlich schnell und das erste Loch im Eis war erfolgreich gebohrt.
Foto: Frank Wenzhöfer Steffen und Karl bohren mit dem großen Eisbohrer das erste Loch im Eis
Aber um all unsere Geräte unter das Eis zu platzieren, bauchen wir bei jeder Station 3 große Löcher (Durchmesser 50 cm) sowie 3 kleine Löcher (Durchmesser 25 cm) und zusätzlich noch einen „Pool" - also keine Zeit für uns, um sich auf dem ersten Erfolg ausruhen zu können.

Nachdem die Löcher gebohrt sind, kommt noch die große Eissäge zum Einsatz, um auch die letzten Kanten und Ecken zu entfernen und um die Zwischenwände bei den 3 großen Löchern zu entfernen. Aber damit sind die Vorbereitungen leider noch nicht beendet, denn nun müssen alle kleinen Eisstücke aus dem Loch entfernt werden. Dafür kommt das Küchensieb zum Einsatz; ich hoffe der Koch hat nicht gemerkt, das ihm eines fehlt ...



Nun im Ernst - natürlich sind wir gut vorbereitet und haben die Siebe von zuhause mitgebracht und zusätzlich noch etwas mit einem Holzstiel verlängert. Aber so ein wenig wie beim Suppekochen und -auslöffeln kommt man sich schon vor. Jetzt sind die Bohrlöcher endlich frei, und wir können unsere Geräte unter das Eis hängen, um dort unsere Messungen vorzunehmen. Dabei verwenden wir meist nur eine Querstange die über dem Eis liegt, an der wir unsere Messgeräte befestigen, die zusätzlich noch mit Eisschrauben gesichert sind; wir wollen ja nichts verlieren. Immerhin ist es unter dem Eis 4000 m tief.

Bei unseren Messungen handelt sich unter anderem um Turbulenz- und Strömungsmessungen wenige Zentimeter unter dem Eis, in Kombination mit zeitlich hochauflösenden Temperatur- und Salinitätsmessungen, mit deren Hilfe wir die Eisschmelze oder Bildung an der Unterseite der Eisfläche bestimmen wollen. Zusätzlich messen wir auch noch die hochauflösende Variation der Sauerstoffkonzentration am Übergang Eis-Wasser, die uns einen Hinweis darüber gibt, ob das Eis an der Unterseite Sauerstoff aufnimmt oder abgibt. Der Austausch von Sauerstoff über die Grenzfläche Meereis und Wasser kann zum einen durch physikalische Prozesse erfolgen, aber auch durch die biologische Produktion von an der Eisunterseite lebenden Algen (Mar und Christiane berichteten in ihrem Blog ja schon über den Garten unter dem Eis). Mit Hilfe unserer Messungen unter natürlichen Bedingungen vor Ort (wir nennen das auch „in situ") können wir so eine direkte Aussage machen wie produktiv die Mikroalgen sind.

Obwohl das Bohren im Eis beim ersten Mal noch etwas ungewohnt war, haben wir schnell gelernt und mittlerweile haben wir meist schon nach einer Stunde alle Löcher fertig. Aber man kommt dabei auch ganz schön ins Schwitzen, nicht nur wegen der vielen Bohrungen, sondern auch wegen der ganzen Messgeräte und Batterien, die wir auf Schlitten über das Eis ziehen müssen. OK, zum Teil hilft uns dabei auch ein Skidoo, aber sehr oft ziehen wir die Schlitten auch mit eigener Kraft über das Eis.



Nachdem auf unserer Eisstation alle kleinen Eisbohrarbeiten erledigt sind und unsere Geräte für die nächsten 2 Tage messen, geht es weiter zu dem großen Bohrvorhaben, dem „Pool". Wir müssen eine ca. 80 x 60cm Fläche von Eis befreien, um unseren Untereisprofiler platzieren zu können. Dabei beginnen wir mit der Bohrung der 4 Ecklöcher und 2 weiteren in der Mitte. Dies geht uns nun recht leicht von der Hand und auch das Aussägen des so entstandenen Blockes bereitet uns keine Mühe mehr. Aber dann stehen wir vor einem neuen Problem, wie bekommen wir den Eisblock heraus? Erste Bemühungen von Karl und mir den Eisblock mit Manneskraft herauszuheben scheitern - auch wenn wir ihn einige Dezimeter angehoben bekommen - doch eher kläglich.



Aber zum Glück ist Abhilfe in Sicht, Steffen und Axel kommen mit dem Skidoo angefahren. Mit Hilfe von Maschinenkraft bekommen wir den Block herausgehoben. Für die weiteren Einsätze haben wir uns entschlossen, den Pool in kleineren Stücken freizulegen - man lernt halt immer auch dazu, auch beim Eisbohren in der Arktis.



Sobald wir das Eisloch freigelegt haben können wir unser Gestell aufbauen, das mittlerweile den Namen „Frank's Kran" erhalten hat. Über einen Hebemechanismus können wir so feine Messsensoren unter das Eis platzieren, die dann hochauflösende Sauerstoff-, Temperatur- und Salinitätsprofile messen. Anhand dieser Konzentrationsprofile können wir ebenfalls eine Aussage treffen, ob der Sauerstoff an der Eisunterkante gebildet wird und ob wir einen Wärme- oder Salztransport vom Eis ins Meer oder umgekehrt haben. Auch das hilft, die physikalischen und biologischen Prozesse besser zu verstehen. Eine solche Messung - da sie in kleinen (0.1mm) Schritten erfolgt - kann sehr lange dauern, oft bis zu 2 Stunden. Und da die Sensoren im Eis sehr leicht brechen, beobachten wir die Daten während der gesamten Messung. Aber keiner von uns möchte über mehrere Stunden Sensordaten auf einem Computerbildschirm in der Kälte auf dem Eis sitzend verfolgen. Deshalb haben wir unser eigenes W-LAN für die Eisschollen in der Arktis mitgebracht und schicken so die Messdaten ins Labor auf dem Schiff, wo wir dann im Warmen unsere Messung verfolgen und gegebenenfalls eingreifen können. Und wo wir natürlich auch einmal einen warmen Tee oder Kaffee genießen können.



Wenn alles aufgebaut ist, dann gleicht unser Messfeld fast einem Golfplatz mit all seinen Fahnen zum markieren der Geräte und Messstellen. Am Ende unserer Eisstation heißt es dann alles wieder abbauen und zurück aufs Schiff bringen. Zum Glück sind wir mittlerweile schon ziemlich gut eingespielt und die 4-5 Schlitten voll Equipment kommen recht zügig und heil wieder zurück, um für den nächsten Einsatz vorbereitet zu werden.

Zum Abschluss meines Blogeintrags möchte ich hier dann noch die Gelegenheit nutzen und einen lieben Menschen grüßen, der zu Hause in Bremen ist und für den heute (31.08.) ein ganz besonderer Tag ist, meine süße Tochter Zoe, die heute Geburtstag hat und 10 Jahre alt wird. Ich wünsche dir alles Liebe zum Geburtstag und hoffe, du hast eine schöne Feier. Leider kann ich dir keinen kleinen süßen Eisbären mitbringen, aber vielleicht schaffe ich es ja dir eine aus Nordpoleis geschnitzte Eisbärenfigur bis nach Bremerhaven zu retten.