Permafrost-Experten des Alfred-Wegener-Institutes führen derzeit eine mehrwöchige Frühjahrsexpedition in das Lena-Delta durch. Dabei untersuchen sie in der Tundra das Zusammenspiel von Atmosphäre, Schneedecke und dem gefrorenen Erdboden. Ermöglicht wird das Leben und Forschen bei wenig frühlingshaften Temperaturen von bis zu minus 30 Grad Celsius durch die neu erbaute russische Forschungsstation «Samoylov». Das imposante Gebäude ist auf Initiative des russischen Staatsoberhauptes Wladimir Putin errichtet worden und ersetzt die alte deutsch-russische Station aus dem Jahr 1998. An ihr hatten Wissenschaftler nur im kurzen sibirischen Sommer arbeiten können.

Neue Samoylov Station
Am 17. April 2013 haben Wissenschaftler erstmals im Lena Delta die Forschungsstation «Samoylov» bezogen. Foto: Mikhail Grigoriev

Der Frühling in der Tundra gehört aus Sicht der Permafrost-Forscher des Alfred-Wegener-Institutes noch immer zu den grossen Unbekannten. «Im April und Mai klettern die Temperaturen über die Null-Grad-Marke. Das Eis auf den Seen und Tümpeln bricht auf und die Schneedecke beginnt zu schmelzen. Schmelzwasser sickert nun in nahezu jede Pore und verteilt auf diese Weise Wärme und Stoffe im Boden. Es kommt also zu engen Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre, der Schneedecke und dem darunterliegenden Permafrostboden. Wer hier jedoch auf wen in welchem Masse einwirkt, konnten wir bisher nicht untersuchen, weil unsere alte Forschungsstation auf der Insel Samoylov zu klein war. Sie konnte nur von Juli bis September betrieben werden. Die neue Station bietet nun so viel Platz, dass kein Wissenschaftler mehr im Zelt schlafen muss und Untersuchungen der Schnee- und Eisschmelze möglich werden», sagt Expeditionsleiter Dr. Moritz Langer von der Potsdamer Forschungsstelle des AWI. Er und 13 Kollegen haben am 17. April 2013, als erstes Forscherteam überhaupt Quartier in der neuen russischen Samoylov-Station bezogen.

Ausmessen eines Schneeprofils
Das Ausmessen eines Schneeprofiles bringt auch Schreibarbeit mit sich. Foto: Thomas Opel, AWI

Der Bau der neuen Station war vom russischen Staatsoberhaupt Wladimir Putin in Auftrag gegeben worden, nachdem dieser im Sommer 2010 die alte Station besucht hatte. Putin war damals beeindruckt von den Arbeiten des deutsch-russischen Wissenschaftlerteams und hatte versprochen, ihre Arbeitsbedingungen durch den Bau einer neuen Station zu verbessern. Die Verantwortung für den Betrieb und die Versorgung des Neubaus trägt die Sibirische Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften (SBRAS) – einem langjährigen Partner des Alfred-Wegener-Institutes. Vertreter beider Forschungseinrichtungen hatten erst im vergangenen Jahr in Novosibirsk einen Kooperationsvertrag zur wissenschaftlichen Zusammenarbeit in der Arktis geschlossen. Im März 2013 unterzeichneten sie dann ein Abkommen zum Betrieb der neuen Samoylov-Station.

Hanno Meyer (AWI, in blau) und Martin Proksch (WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, Davos in rot) beim Dokumentieren eines Schneeprofils in der polygonalen Tundra auf Samoylov. Foto: Thomas Opel, AWI
Hanno Meyer (AWI, in blau) und Martin Proksch (WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, Davos in rot) beim Dokumentieren eines Schneeprofils in der polygonalen Tundra auf Samoylov. Foto: Thomas Opel, AWI

Die AWI-Wissenschaftler arbeiten und leben nun als Gäste an der modern eingerichteten russischen Forschungsstation. Sie bietet den Forschern nicht nur ausreichend Labor- und Schlafplätze, sondern verfügt zudem über einen Besprechungsraum, eine leistungsfähige Internetverbindung, mehrere Maschinen, mit denen Bodenproben auch aus grosser Tiefe genommen werden können, sowie über einen kleinen Technik- und Fuhrpark. Zu letzterem zählen unter anderem Quads und Motorschlitten, ein Kettenfahrzeug und mehrere Boote. Beste Voraussetzungen also für erkenntnisreiche Feldforschung im Lena-Delta.

Die AWI-Permafrost-Forscher werden sich im Frühjahr 2013 auf eine Fragestellung konzentrieren: «Wir wollen verstehen, auf welche Weise Wärme aus der Atmosphäre in den Boden gelangt. Dafür werden wir zum Beispiel genauer untersuchen, wie sich der Schnee auf der Insel verteilt, welches Profil, welche Dichte und welche Kristallstruktur die Schneedecke aufweist und wie der Tauprozess von statten geht», sagt Moritz Langer. Die Antworten auf diese Fragen sollen helfen, die physikalischen Prozesse im Permafrostboden besser zu verstehen und die zukünftige Entwicklung der dauergefrorenen Regionen genauer vorhersagen zu können.

Die neue Samoylov Station im November 2012. Foto: Mikhail Grigoriev.
Die neue Samoylov Station im November 2012. Foto: Mikhail Grigoriev.

Die Permafrost-Gebiete der Arktis rücken seit einigen Jahren immer stärker in den Fokus der Klimaforschung. Der Grund: Sobald der Boden auftaut, werden die Treibhausgase Methan und Kohlendioxid freigesetzt. Der Auslöser dafür wiederum sind Bakterien, die beginnen, die im Boden vorhandenen Tier- und Pflanzenreste zu zersetzen. Dabei entstehen wie beim Stoffwechsel fast aller Tiere Kohlenstoffdioxid und Methan. Taut der Boden nun im Zuge des Klimawandels auch in den tieferen Schichten auf oder verschwindet der Permafrost sogar vollständig, können die Bakterien auch jene Überreste abbauen, die schon seit Jahrtausenden tiefgefroren im Erdreich lagern. Ein Fakt, der den Permafrostboden zu einem wissenschaftlich sehr interessanten Element des globalen Klimasystems macht. Je mehr Treibhausgase nämlich durch das Auftauen des Bodens in die Atmosphäre gelangen, desto stärker erwärmt sich diese und desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit, dass auch die Temperatur in Regionen mit Permafrost steigt und der Dauerfrostboden noch weitreichender taut. Wissenschaftler sprechen in diesem Fall von einer «positiven Rückkopplung».

Forscher des Alfred-Wegener-Institutes untersuchen seit nunmehr 15 Jahren die Veränderungen des Permafrostbodens in der russischen Tundra.

Quelle: AWI, Bremerhaven