ARK-XXII/2, 4. Wochenbericht

20.– 25. August 2007

Atlantikwasserströme - zwei ungleiche Partner mit Mitfahrern
 
Am Beginn der vergangenen Woche arbeiteten wir entlang eines Schnittes im Voronin-Trog um den Zusammenfluss von zwei Stromarmen atlantischen Wassers möglichst genau aufzunehmen. Der Norwegenstrom bringt warmes salzreiches Atlantikwasser nicht nur nach Nordeuropa sondern über zwei Wege bis ins Nordpolarmeer. Der eine Stromarm fließt durch die tiefe Framstraße und biegt nördlich von Spitzbergen nach Osten ab. Der zweite Stromarm führt durch die flache Barentssee. Seit jeher freuen sich Fischer über die Wärme dieses Einstroms, denn er hält die Barentssee auch im Winter weitgehend eisfrei. Durch den direkten Kontakt mit der kalten Atmosphäre wird das Atlantikwasser in der Barentssee aber stark abgekühlt, in manchen Gebieten bis zum Gefrierpunkt und Eisbildung setzt ein. Da Eiskristalle das Salz nicht mit einbauen, sammelt sich das überschüssige Salz in dünnen Solekanälen im Eis und ein Teil bleibt im Oberflächenwasser zurück. Die Abkühlung und der hohe Salzgehalt machen dieses Wasser schwerer als das Umgebungswasser, so dass es absinkt. Am Boden, in ca. 200 m Tiefe, fließt es dann bis zur Schelfkante und ergießt sich dann in das 3000 m tiefe Nansenbecken.

Dort trifft es seinen Partner wieder, der inzwischen den Weg durch die Framstraße genommen hat. Dieser Ast des Atlantikwassers wird auf seinem Weg weniger stark verändert. Zwar ist auch das Gebiet nördlich von Spitzbergen manchmal durch die Wärme des Atlantikwassereinstroms und durch günstige Winde eisfrei (es heißt deshalb auch „Whaler`s Bay“, weil dort früher das nördlichste Gebiet war, wo noch Wale gefangen werden konnten). Aber im weiteren Verlauf wird dieser Ast atlantischen Wassers von Eis und Süßwasser überschoben, das eine weitere Abkühlung kaum noch möglich macht.

Nördlich der Karasee fließen die beiden Stromzweige also wieder zusammen. Inwieweit sich der Barentsseezweig aufgrund seiner höheren Dichte unter den Framstraßenzweig schiebt oder ob beide, durch eine scharfe Front getrennt, auf gleicher Höhe weiterfließen, hängt von den Unterschieden in ihren Temperaturen und Salzgehalten ab, die sich mit der Zeit verändern können. Vom Framstraßeneinstrom wissen wir, dass er über die vergangene Dekade aufgrund der gestiegenen Temperaturen leichter geworden ist - allerdings fanden wir in diesem Jahr den Einstrom nördlich von Svalbard etwas kälter als im vergangenen Jahr. Unsere Messungen auf 86° Ost zeigen nun, dass im Vergleich zu den 90er Jahren das Barentsseewasser salzärmer, also ebenfalls leichter geworden ist.

Wie überall auf dem Globus lebt natürlich auch in der Arktis eine Fauna, die speziell an ihre Umgebung angepasst ist. Starke saisonale Gegensätze der Lichtverhältnisse durch den Sonnenstand und die Eisdecke und niedrige Temperaturen sind die Bedingungen, unter denen hier gelebt wird. Eisbären mögen die spektakulärste Art in der Arktis sein, aber sie stehen am Ende einer Nahrungskette, die bei den ganz Kleinen anfängt. Um zu verstehen wie das arktische Ökosystem sich auf die veränderte Meereisdecke einstellt, ist es nur der geringste Teil zu konstatieren, dass sich damit die Fläche reduziert, über die sich Eisbären zu Fuß bewegen können. Drei biologischen Gruppen an Bord geht es vielmehr um das spannende Leben im Eis, im Wasser und am Boden.

Ein wichtiges Glied in der Nahrungskette ist das Zooplankton, dessen Löwenanteil in der Arktis aus drei Arten von millimetergroßen Ruderfußkrebsen der Gattung Calanus gestellt wird. Für den Umsatz an Kohlenstoff ist es also wichtig, die Lebensgewohnheiten dieser Gruppe zu kennen und zu verstehen, von welchen Faktoren die Zusammensetzung und die Verteilung abhängen. Das Ökosystem im Eis ist hundertprozentig auf die Arktis beschränkt, die Artenzusammensetzung im Wasser aber nicht. Durch den intensiven Wasseraustausch mit dem Atlantik werden auch Planktonarten von dort eingeschleppt, da die Schwimmkünste vom Plankton nicht ausreichen, sich gegen die Strömung durchzusetzen.

Mit dem Multinetz beproben wir auf allen Schnitten die verschiedenen Tiefenhorizonte separat, so dass wir die quantitative Verteilung von Arten und Gesamtmasse erhalten. Wir beobachten eine große Vielfalt: Vegetarier, die  im Sommer das Leben in den obersten Stockwerken bevorzugen, wenn dort eine kurze heftige Phytoplanktonblüte stattfindet, also wenn die Wiese grün wird. Dazu kommen die Fleischfresser, und dann gibt es noch die Opportunisten, die alles fressen, auch abgestorbene und ausgeschiedene Partikel, aus denen sich im Zweifelsfall doch noch etwas Verwertbares herausholen lässt. Die können ihre Nische weiter unten in der Wassersäule besetzen und darauf warten, was so von oben herunterrieselt.

Erstmalig haben wir auch systematisch die Schicht unterhalb von 2000 m, der bisher bekannten Vertikalwandertiefe der Ruderfußkrebse, befischt mit dem Resultat, dass diese Tiefen für die Heerscharen dieser Spezies in der Tat uninteressant sind. Stattdessen brachten die Netzfänge von dort mehrfach Individuen, die bislang unbekannt scheinen. Ein 10 cm langen Wurm (Nemertini) z.B., bei dem ohne Wurmexpertenwissen nicht einmal absehbar ist, wo vorn und wo hinten ist. Wie viele Tiefseeorganismen ist auch dieser Wurm von einem leuchtenden Orange – warum ist diese Farbe so wichtig, wenn man dort unten im Dunkeln lebt?

Die größte Vielfalt an unterschiedlichen Arten finden wir jedoch in mittleren Schichten, im Atlantikwasser. Calanus finmarchicus ist der kleine Vetter der arktischen Art Calanus glacialis und eigentlich im subarktischen Nordatlantik beheimatet. Vetter C. glacialis ist dicker als C. Finmarchicus. Das ist typisch für polare Arten, denn wegen des langsameren Stoffwechsels brauchen sie länger bis zur Geschlechtsreife und werden dabei im Laufe des deshalb längeren Lebens größer als südliche Arten. Durch den warmen Strom durch die Framstraße wird C. Finmarchicus auch in die Arktis getragen. Hier kann er offenbar recht gut überleben, denn er kommt überall am südlichen Rand des tiefen eurasischen Beckens vor. Die zähesten Burschen schaffen es sogar bis jenseits des Lomonossowrückens in das Kanadische Becken. Aber so gut, dass es zur Fortpflanzung reicht, geht es ihm doch wieder nicht. Bislang wurde keine neue Generation innerhalb des Nordpolarmeeres gefunden, und die Einwanderergeneration wird  - das weiß man aus vielen Untersuchungen - nur ein Jahr alt. Ändert sich das mit der Erwärmung des Atlantikeinstroms? Bei den Reproduktionsversuchen an Bord haben zum ersten Mal Weibchen aus einem Fang in der nördlichen Karasee mit Eiern Nachwuchs angemeldet!

Die ganze Woche über waren wir umringt von drei Tiefdruckgebieten, eines am Nordpol, eines bei Nowaja Semlja und eines bei Sewernaja Semlja, die für fast ständige Bewölkung und gelegentlichen Nebel und Schneegestöber sorgten. Nicht nur, dass es etwas trübselig aussieht, hindert es auch unsere Hubschrauber am Fliegen und damit die Messungen von Eisdickenverteilung und anderen Eisparametern.

Herzlichen Gruß im Namen aller Fahrtteilnehmer,
Ursula Schauer