Die Arktis als Forschungsraum

Grönland und Polarstern. Ein Treffen auf See

In seiner Museumsflotte bewahrt das Deutsche Schifffahrtsmuseum in Bremerhaven einen besonderen Schatz: Die Nordische Jagt (Yacht) Grönland, Baujahr 1867, eines der Arbeitsschiffe, wie sie den Küstenbewohnern Norwegens einst hundertfach begegneten. Ein Schiff auch mit einer ganz außergewöhnlichen Biografie, denn vor gut 152 Jahren begann mit der Grönland die erste deutsche Nordpolarexpedition. Heute ist der hölzerne, knapp 30 Meter lange Einmaster eines der ältesten noch fahrenden Segelschiffe in Deutschland.

Im Juni 2019 brach die Crew der Grönland in den frühen Morgenstunden von Bremerhaven auf, um einen prominenten Partner zu empfangen: den Forschungseisbrecher Polarstern, Baujahr 1982, bereedert durch das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) und heute gewissermaßen das Flaggschiff der deutschen Forschungsflotte. Eben kehrte dieser stählerne Riese, in seinem blau-weiß-roten Anstrich unverkennbar, von einer Antarktisreise in heimische Gewässer zurück. Neugier und Spannung verbreiteten sich an Bord der Grönland, als das AWI-Schiff langsam an Steuerbord aufkam, seine Maschinen drosselte, das Heck der unter vollen Segeln stehenden Polar-Yacht umrundete und sich schließlich in kaum einer Kabellänge Entfernung neben diese legte. Winkende Menschen hier und dort. Es war ein seltenes Treffen zwischen dem ältesten und dem größten deutschen Polarforschungsschiff an diesem Tag weit draußen auf der Nordsee. Schließlich würde die Polarstern nach Bremerhaven weiterfahren. Hier an der Wesermündung sollte sie in wenigen Monaten für eine außergewöhnliche Expedition in die nördliche Polarregion vorbereitet werden: Die »Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate«, kurz: MOSAiC.1

Begegnung von Grönland und Polarstern auf der Nordsee im Juni 2019, Foto: Steffen Spielke/DSM.

Grönland oder Die Legende vom eisfreien Nordpolarmeer

Später als andernorts hatten sich Ozeanographen, Kartographen und Seeleute in den deutschen Ländern der systematischen Erforschung und Kartierung der Polregionen zugewandt. Eine im Frühjahr 1868 auf Initiative des Gothaer Kartographen August Petermann (1822–1878) an die Ostküste Grönlands entsandte Expedition sollte die Eisverhältnisse im Gebiet zwischen Grönland und Spitzbergen klären und zugleich einen schiffbaren Weg zum Nordpol finden.2 Kapitän Carl Koldewey (1837–1908), dem eine deutsch-norwegische Crew unterstand, benannte dann auch das im norwegischen Åkra eigens für die Expedition angekaufte und ihm anvertraute Schiff nach der größten Insel der Erde: Grönland. Es ließ sich jedoch die Annahme Petermanns, rund um den Nordpol müsse ein eisfreies und somit schiffbares Wasserbecken existieren, nicht beweisen; vielmehr verhinderten starke Eisbarrieren die Durchfahrt zwischen Grönland und Spitzbergen. Trotzdem wurde die Expedition seinerzeit insofern als Erfolg gewertet, als wichtige Erkenntnisse für weitere Expeditionen gewonnen werden konnten.3 Nach der Ankunft in Bremerhaven im Oktober 1868 erwartete Schiff und Crew eine begeisterte Menschenmenge, die die außergewöhnliche Leistung dieser nordpolaren Expedition anerkannte und bejubelte.

August Petermann, Originalkarte der I. Deutschen Nordpolar-Expedition 1868, Mittheilungen aus Justus Perthes‘ Geographischer Anstalt über wichtige neue Erforschungen auf dem Gesammtgebiete der Geographie Ergänzungsheft 28 (1871), Tafel 1, Sammlung Perthes Gotha, SPK_547-111820197.

Justus Perthes‘ »Originalkarte der I. Deutschen Nordpolar-Expedition«, konstruiert vom Initiator der Nordfahrt, zeigt die Fahrtroute; sie vermittelt darüber hinaus indirekt die im Saisonverlauf changierenden Packeisbarrieren zwischen der Ostküste Grönlands und dem spitzbergischen Archipel. Gleich nördlich der auch als Svalbard bekannten Inselgruppe weist die Karte das Eis als selbst in den Sommermonaten undurchdringlich aus – und das Gebiet mithin als für die Schifffahrt unzugänglich. Ganz ähnlich präsentieren sich die Verhältnisse südöstlich und östlich von Spitzbergen. Demnach zeigte die Karte einen in den Augen der Zeitgenossen scheinbar unerreichbaren Nordpol. Gleichwohl rückte Petermann von seiner Vorstellung eines eisfreien Nordpols nicht ab und suchte weiterhin – bleibend erfolglos – nach einer Bestätigung für diese Annahme.4

Eisdrift und -wanderung. Fridtjof Nansens Fram-Expedition

Das sich verdichtende Wissen über das Nordpolargebiet und Beobachtungen an treibenden Wrackteilen mündeten im ausgehenden 19. Jahrhundert in der Vermutung, es existiere eine transpolare Eisdrift. Diese, so glaubte man seinerzeit, lasse die Eismassen der nördlichen Polkappe über den Pol selbst hinwegtreiben – eine Annahme, die der Ozeanograph Henrik Mohn (1835–1916) bereits 1884 wissenschaftlich ausformulierte.5

Fridtjof Nansen (1861–1930), ein Norweger wie Mohn, brach im Juli 1893 mit seiner norwegisch-schwedischen Crew zu einer weiteren Expedition auf. Sie sollte nicht allein den wissenschaftlichen Nachweis der vermuteten großregionalen Eisdrift erbringen, sondern auch das ehrgeizige Ziel verfolgen, erstmals den mitten im Eis gelegenen geografischen Nordpol der Erde zu erreichen. Mit dem eigens dafür gebauten, eisgängigen Forschungsschiff Fram wollten sich Nansen und seine Mannschaft in einer Eisscholle einschließen und mit dieser von der nordostsibirischen Küste in Richtung des Pols und weiter zur Ostküste Grönlands treiben lassen.

Das Schiff war mit seiner 162KW-Dampfmaschine von den örtlichen Windverhältnissen weniger abhängig als ältere Polarschiffe wie die Grönland, zudem durch die Form und Stabilität des Rumpfes besser geeignet, dem Eisdruck standzuhalten. Auch sonst folgte die Expedition dem Standard der Zeit und war für die Aufgabe gut gerüstet. So sei, wie Nansen im Rückblick berichten sollte, zwecks Anfertigung von Karten ein »photogrammetrischer Apparat« an Bord gewesen:6 Demnach wurden die Basisdaten für die Karten der Expedition wenigstens teilweise aus Fotoaufnahmen gewonnen, ein Verfahren, das ebenso präzise wie nachvollziehbare Ergebnisse versprach. Als Expeditionsleiter notierte Nansen überdies nicht nur hunderte Beobachtungen zu den Verhältnissen im Nordpolarmeer, sondern hielt darüber hinaus auch den Driftweg seines Schiffes in Kartenskizzen fest.7 Als er schließlich im März 1895 die Fram verließ, nachdem er erkennen musste, dass diese am immer noch hunderte Kilometer entfernten Nordpol vorbeitreiben würde, und sich zu Fuß auf den Weg dorthin machte, verzeichnete er auch diese Wanderung in Kartenskizzen. Allerdings ließen ihn widrige Umstände den Pol nicht erreichen. Wenngleich also ein wesentliches Expeditionsziel nicht erreicht wurde, galt die Fram-Expedition wie zuvor die der Grönland nach ihrem Ende 1896 dennoch als Erfolg, erbrachte sie doch wesentliche neue Erkenntnisse zur Ausbreitung und Dicke der nordpolaren Eisdecke.8 Es sollte noch Jahrzehnte dauern, bis Menschen tatsächlich – auf dem Luftweg – in die unmittelbare Nähe des Pols gelangten.

Auf Nansens Beobachtungen im nordpolaren Raum folgten in den Jahrzehnten danach weitere, systematische Beschreibungen der Eisverhältnisse – so auch und vor allem in Kartenserien. Das Kartenblatt »The State of the Ice in the Arctic Seas« des Dänischen Meteorologischen Instituts (DMI) erfasst das Gebiet nördlich des 60. Breitengrades. Es ist Teil einer bereits seit 1893 im Monatstakt erschienenen Serie, die ihre Leserinnen und Leser über die wechselhafte Ausbreitung des polaren Eises informierte, hier im Mai 1910. Durch den Seriencharakter erhielt das Werk eine starke Zeitlichkeit, lässt sich in ihm doch die Veränderlichkeit der Eisverhältnisse nicht nur im Jahresverlauf nachvollziehen, sondern darüber hinaus auch saisonunabhängig über längere Zeiträume.

The State of the Ice in the Arctic Seas 1910. Darstellung für den Monat Mai. Die Beschaffenheit des Eises ist mit verschiedenen Symbolen eingezeichnet.
The State of the Ice in the Artic Seas, Danish Meteorological Institute (1910), Sammlung Perthes Gotha, SPK_547-111784964.

POLARSTERN auf MOSAiC. Die Drift-Expedition des 21. Jahrhunderts

Voll ausgerüstet, mit frisch lackiertem Rumpf und einer sorgfältig vorbereiteten Crew verließ der Forschungseisbrecher Polarstern im September 2019 Bremerhaven, um zunächst ins norwegische Tromsø zu verlegen, wo letzte Vorbereitungen getroffen werden sollten. Von dort dann ging er in die Arktis, wo das eigentliche Experiment beginnen sollte. MOSAiC knüpfte an die historische Drift-Expedition Fridtjof Nansens und seiner Fram an, denn auch die Polarstern ließ sich im nordpolaren Eis einfrieren, schaltete ihre Motoren ab, driftete mit einer Eisscholle ein Jahr lang durch das Polarmeer (mit einer kurzen krisenbedingten Unterbrechung)9 und diente dabei einem internationalen Forschungsteam als Plattform für ozeanographische, meteorologische und andere Versuche. Expeditionsziel war es, ein besseres Verständnis für das arktische Klima und dessen Einfluss auf das globale Klima zu erlangen. Wo Koldewey und Nansen von undurchdringlichen Eisbarrieren aufgehalten worden waren, zeigten sich die Eisverhältnisse und meteorologischen Bedingungen jetzt ganz anders. So halten es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des AWI heute für wahrscheinlich, dass die Arktis bereits zur Mitte des 21. Jahrhunderts im Sommer völlig eisfrei werden wird.10

Polarforschung und Öffentlichkeit

Ein gutes Jahr ist vergangen seit dem Start von MOSAiC. Am 12. Oktober 2020 kehrte die Polarstern von ihrer Arktisexpedition nach Bremerhaven zurück, nach über 8.000 Seemeilen in Wasser und Eis – und beinahe auf den Tag genau 152 Jahre nach der ersten Ankunft der Grönland im Jahr 1868. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse des multidisziplinären Forschungsteams, die weit über das Feld der Ozeanographie hinausgehen, sollen in den folgenden Jahren sukzessive und als Open Access veröffentlicht werden.

MOSAiC knüpft an im 19. Jahrhundert entwickelte, einesteils wissenschaftliche, andernteils aber auch seinerzeit schon ökonomisch (Nordwest-/Nordostpassage als kürzere Seewege) motivierte Interessen an der Nordpolarregion an. Auch methodisch, logistisch und im Hinblick auf die Publikation der wissenschaftlichen Informationen und Daten greift die Expedition des 21. Jahrhunderts auf erprobte Verfahren und Formate zurück. Dabei kommt der Karte als bewährtem, weil ebenso anschaulichen wie übersichtlichen Medium der arktischen Ozeanographie gleich in mehrfacher Hinsicht eine Schlüsselrolle zu. So konnte die Driftroute des Eisbrechers Polarstern in einer interaktiven Webkarte tagesaktuell nachvollzogen werden.11 Die Barriere zwischen Wissenschaft und interessierter Öffentlichkeit wird mit diesem medialen Angebot teilweise niedergelegt, das Handeln der Forscherinnen und Forscher in diesem Medium auch für interessierte Laien transparent kommuniziert. So tragen Karten dazu bei, die – in nicht geringem Umfang auch aus Steuergeldern finanzierte – Expedition bereits in ihrem Verlauf und vor der Publikation erster Ergebnisse als ebenso sinnvollen wie notwendigen Forschungsbeitrag zu legitimieren. Wenn außerdem zukünftig wesentliche Aspekte des ozeanographischen Erkenntnisgewinns, wie schon zuvor geschehen, in Kartenserien publiziert werden – Serien, welche Veränderungen in der Polregion prägnant illustrieren –, dann deutet auch das auf eine prinzipielle Kontinuität erprobter Methoden und Kommunikationswege im Hinblick auf die Arktisforschung – bei einem Wissenschaftsthema von globaler Relevanz.

Driftroute des Eisbrechers POLARSTERN
Interaktive Karte zur Route der POLARSTERN während MOSAiC, Stand 12.10.2020, Quelle: https://follow.mosaic-expedition.org/

Literatur

  • K. Koldewey, Die Erste Deutsche Nordpolar-Expedition im Jahre 1868, in: Mittheilungen aus Justus Perthes‘ Geographischer Anstalt über wichtige neue Erforschungen auf dem Gesammtgebiete der Geographie Ergänzungsheft 28 (1871).
  • F. Nansen, In Nacht und Eis, Bd. 1 und 2 (1897).
  • D. Notz u. a., Arctic Sea Ice in CMIP6, Geophysical Research Letters 47 (2020).
  • P. Collier, Aerial Photogrammetry and Cartography, in: M. Monmonier (Hrsg.), History of Cartography, Vol. 6 (2015), S. 1102–1146.
  • A. Petermann, James Lamont’s Nordfahrt 1871, die Entdeckungen von Weyprecht, Payer, Tobiesen, Mack, Carlsen, Ulve & Smyth im Sommer 1871, in: Mittheilungen aus Justus Perthes‘ Geographischer Anstalt über wichtige neue Erforschungen auf dem Gesammtgebiete der Geographie 17 (1871) S. 466–472.
  1. www.awi.de/im-fokus/mosaic-expedition.html (Stand: 03.11.20) []
  2. K. Koldewey, Die Erste Deutsche Nordpolar-Expedition im Jahre 1868, in: Mittheilungen aus Justus Perthes‘ Geographischer Anstalt über wichtige neue Erforschungen auf dem Gesammtgebiete der Geographie Ergänzungsheft 28 (1871), S. IXf. []
  3. K. Koldewey, Die Erste Deutsche Nordpolar-Expedition im Jahre 1868, in: Mittheilungen aus Justus Perthes‘ Geographischer Anstalt über wichtige neue Erforschungen auf dem Gesammtgebiete der Geographie Ergänzungsheft 28 (1871), S. 54f. Kapitän Koldewey wurde folgerichtig die Führung der Zweiten Deutschen Polarexpedition mit den Schiffen Hansa und Germania anvertraut, bei der Seeleute und Wissenschaftler maßgeblich von den Erfahrungen der ersten Expedition profitierten. []
  4. Petermann stand noch 1870/71 in regelmäßigen Briefwechseln mit Polarfahrern, so unter anderem mit dem schottischen Robbenjäger James Lamont (1828–1913), der das Gebiet um Spitzbergen von Mai bis August 1871 befahren hatte; s. dazu Mittheilungen aus Justus Perthes‘ Geographischer Anstalt über wichtige neue Erforschungen auf dem Gesammtgebiete der Geographie 17 (1871), S. 466f. mit Karte Tafel 22, hier die Kurslinie des Schraubendampfers Diana. []
  5. Dazu Fridtjof Nansen in: F. Nansen, In Nacht und Eis, Bd. 1, 1897, S. 14f. []
  6. F. Nansen, In Nacht und Eis, Bd. 1, 1897, S. 62. Den Beitrag photogrammetrischer Verfahren zur Kartografie erläutert P. Collier, Aerial Photogrammetry and Cartography, in: M. Monmonier (Hrsg.), History of Cartography, Vol. 6 (2015), S. 1103, hier zu den terrestrisch basierten Vorläufern der seit dem frühen 20. Jh. angewendeten Luftbildphotogrammetrie. []
  7. So in F. Nansen, In Nacht und Eis, Bd. 1 (1897), S. 423, 525; Nansens Skizze war Grundlage u. a. für die Kartenausgabe Route der Norwegischen Polarexpedition von F. A. Brockhaus, Leipzig, in der die Segelroute der Fram als rote gestrichelte Linie, die Driftroute aber als durchgezogene Linie erscheint. []
  8. Zu den wesentlichen Erkenntnissen zählt unter anderem die Feststellung, dass keine Landmassen am und um den Nordpol existieren, s. F. Nansen, In Nacht und Eis, Bd. 2 (1897), S. 631–637. []
  9. Aufgrund der Corona-Pandemie waren Versorgung und Crewaustausch per Flugzeug über Spitzbergen zwischenzeitlich nicht mehr möglich. Die Polarstern verließ deshalb vorübergehend die Eisscholle, um bei einem Rendezvous mit den Forschungsschiffen Sonne und Maria S. Merian westlich von Spitzbergen Versorgungsgüter und das Wissenschaftsteam des letzten Fahrtabschnitts zu übernehmen. []
  10. D. Notz u. a., Arctic Sea Ice in CMIP6, Geophysical Research Letters 47, 2020, passim. []
  11. https://follow.mosaic-expedition.org/ (Stand: 03.11.20) []

Frederic Theis

Frederic Theis ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Deutschen Schifffahrtsmuseum - Leibniz-Institut für Maritime Geschichte in Bremerhaven.

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