Wie der Klimawandel den größten Arktissee der Erde gefährdet

Userartikel15. Mai 2018, 12:00
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Bereits der Temperaturanstieg von nur einem Grad verursacht im Lake Hazen in Kanada eine dramatische ökologische Verschlechterung

Seit dem Jahr 1997, also seit nunmehr 20 Jahren, fahre ich jeden Sommer in die kanadische Arktis, um im Rahmen der österreichisch-kanadischen Forschungskooperation "High Arctic" die Einflüsse von Klimaveränderungen auf die dortige Seesaibling-Population zu untersuchen. Mittlerweile ist High Arctic die detaillierteste Untersuchung, die dazu in der kanadischen Arktis durchgeführt wurde, und wohl auch das am längsten durchgehend laufende österreichische Arktisprojekt.

Arktissee als Klimaarchiv

Einer der für unsere Forschung wichtigsten Seen ist der Lake Hazen. Er liegt an der Nordspitze von Ellesmere Island (Nunavut) im Quttinirpaaq National Park, dem nördlichsten Nationalpark der Welt. Der etwa 70 Kilometer lange und bis zu zwölf Kilometer breite See ist mit einer Oberfläche von 540 Quadratkilometern und einer Tiefe von 267 Metern der volumenmäßig weltweit größte See nördlich des Polarkreises. Lake Hazen, der ausschließlich durch Gletscherflüsse gespeist wird, stellt aufgrund seiner abgeschiedenen Lage und seiner enormen Tiefe ein hervorragendes Klimaarchiv dar.

Um dieses zu nutzen, entnimmt unser österreichisch-kanadisches Team Bohrkerne aus dem Seeboden, aus denen man Schadstoffeinträge und Klimaveränderungen im Lauf der letzten Jahrhunderte ablesen kann. Da Sedimentbohrkerne üblicherweise an der tiefsten Stelle entnommen werden, aber sowohl die Lage dieser Stelle wie auch die tatsächliche Tiefe bisher unbekannt waren, mussten wir uns zunächst auf die Suche nach diesem Punkt machen.

Sommertemperatur seit 2007 um einen Grad gestiegen

Mein Kollege Charlie Talbot von Environment and Climate Change Canada, dem nationalen Umweltministerium, und ich haben dazu in den Jahren 2004 und 2005 mit einer eigens entwickelten Technik in wochenlanger Arbeit die Tiefenmessungen durch die etwa zwei Meter dicke Eisdecke am Lake Hazen durchgeführt und mussten dazu mit Schneescooter und Schlittenanhänger hunderte Kilometer auf der zugefrorenen Seeoberfläche zurückgelegen.

foto: günter köck
Mit dem Schneescooter über den Lake Hazen, um eine Tiefenkartierung des Sees durchzuführen.

Schlussendlich konnten wir 2012 erstmals eine genaue Tiefenkartierung des Lake Hazen vorstellen, die die Basis für alle weiteren Forschungsarbeiten war. In einer aktuellen Publikation in "Nature" haben wir nachgewiesen, dass ein Anstieg der mittleren Sommertemperatur um etwa einen Grad Celsius seit dem Jahr 2007 im gesamten Ökosystem dieses riesigen Sees zu großen Veränderungen geführt hat, die seit mindestens 300 Jahren beispiellos sind.

Unsere Studie zeigt, dass es auch in den nördlichsten Gebieten der Erde nicht mehr kalt genug ist, damit die Gletscher wachsen oder die Oberfläche der Seen das ganze Jahr über gefroren ist. Durch das rasche Abschmelzen der umliegenden Gletscher hat sich zugleich der Zufluss von Schmelzwasser verzehnfacht. Damit wurden mehr Sedimente und organischer Kohlenstoff aus den umliegenden Böden sowie bisher im Gletschereis fixierte Schadstoffe, wie etwa Quecksilber und Pestizide, in den See geschwemmt.

Artenspektrum verschiebt sich

Diese Veränderungen haben weitreichende Auswirkungen: Das Artenspektrum der im See vorkommenden Algen hat sich dramatisch verschoben. Nun kommen vor allem Arten vor, die Freiwasser bevorzugen. Dadurch wiederum hat sich der Ernährungszustand der einzigen im See lebenden Fischart, der Seesaiblinge (Salvelinus alpinus), signifikant verschlechtert. Die Fische werden durch das im Uferbereich immer trüber werdende Wasser ins offene Wasser getrieben, wo das Nahrungsangebot geringer und der Energieaufwand zur Nahrungsbeschaffung höher ist.

foto: günter köck
Durch das rasche Abschmelzen der umliegenden Gletscher hat sich der Zufluss von Schmelzwasser in den See stark erhöht. Das Bild zeigt die Zunge des Henrietta-Nesmith-Gletschers, der direkt in den Lake Hazen mündet.

Das ist deshalb so alarmierend, weil die Arktis die sich am schnellsten erwärmende Region des Planeten ist, für die – bei konservativer Schätzung – ein weiterer Anstieg von etwa vier Grad Celsius bis zum Jahr 2100 vorhergesagt wird. Angesichts der ökologischen Veränderung nach einem Temperaturanstieg von nur einem Grad Celsius ist zu befürchten, dass die sensiblen Gewässerökosysteme in der Hocharktis akut gefährdet sind. Lake Hazen ist damit ein Schlüsselindikator zur Überwachung des Klimawandels in diesem Teil der Welt.

Nicht einfach: Forschen im hohen Norden

Die Erforschung von Umweltveränderungen in diesen nördlichsten Regionen unseres Planeten ist übrigens gar nicht so einfach. Forschen im hohen Norden ist sowohl logistisch und finanziell als auch physisch und mental äußerst herausfordernd. Da wäre zunächst die langwierige und extrem teure Anreise: von Ottawa über Iqualuit (die Hauptstadt Nunavuts) und Arctic Bay nach Resolute Bay, wo sich die Forschungsstation des "Polar Continental Shelf Project" (PCSP), eines Logistik-Hubs, befindet. Von dort geht es dann mit einer extra gecharterten kleinen Propellermaschine in etwa sieben Stunden ins Camp am Ufer des Lake Hazen – wenn das Wetter mitspielt. Tagelange Zwischenaufenthalte aufgrund schlechter Wetterbedingungen sind keine Seltenheit. Zeitpläne sind in der Arktis generell nur als sehr grobe Planungsversuche zu sehen, da im Grunde alle Aktivitäten vom Wetter abhängig sind. Herausfordernd sind auch die meist extremen Wetterbedingungen, unter denen man leben und arbeiten muss. So machen oft orkanartige Winde die Befischung von Seen mit einem kleinen Schlauchboot zu einem gefährlichen Unterfangen.

igor lehnherr
Video: So schaut Forschung im hohen Norden aus.

Ein starkes Nervenkostüm ist für Forschungsreisen in die Arktis also essenziell. Allerdings entschädigt gerade die Lake-Hazen-Region für die Mühen der Forschungsarbeit. Der See, der nur etwa 900 Kilometer vom Nordpol entfernt liegt, ist ein arktisches Highlight sondergleichen. Die offene Frage ist bloß, wie lange das noch so sein wird. (Günter Köck, 15.5.2018)

Günter Köck forscht am Institut für interdisziplinäre Gebirgsforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Er ist zudem Koordinator des Programms Earth System Sciences, eines von der ÖAW durchgeführten Programms des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung zur Erforschung des Systems Erde.

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