Eine eiskalte Angelegenheit: Klimaforschung in der Arktis

Hallo liebe Kinder,

habt ihr euch auch schon immer gefragt, was passiert, wenn die Eisberge in der Antarktis schmelzen oder welchen Einfluss die Arktis auf das Klima in Europa hat, dann weiß ich, wer euch helfen kann! Herr Dr. Heinemann und sein Kollege haben uns bei der Veranstaltung „Eine eiskalte Angelegenheit: Klimaforschung in der Arktis“ eine tolle Einführung in die Klimaforschung gegeben, begleitet von spannenden Versuchen.

Wenn man von Polargebieten spricht, muss man zwischen der Arktis (Nordpol) und der Antarktis (Südpol) unterscheiden. Die Antarktis ist dabei viel größer als die Arktis, sogar größer als Europa! Das Festland der Antarktis ist bedeckt von einer 4000 Meter hohen Eisschicht, dem sogenannten Eisschild. Das macht diese zum durchschnittlich höchsten Kontinent der Erde! Die Arktis wiederum erstreckt sich über den nördlichen Teil von Nordamerika, Asien und Europa und über das von Eis bedeckte Nordpolarmeer. Grönland liegt auch in der Arktis und ist ebenfalls von einem dicken Eisschild bedeckt, das allerdings nur ungefähr 3000 Meter hoch ist. Wisst ihr welche Tiere in der Arktis leben? Die Eisbären! Dafür gibt es keine Pinguine – die leben nur in der Antarktis.

Wisst ihr, was Meereis eigentlich ist und wie es sich von normalem Eis unterscheidet? Als Meereis bezeichnet man zu Eis gefrorenes Meerwasser (Salzwasser). Durch das Salz im Wasser senkt sich der Gefrierpunkt auf -1,9 Grad. Das hat mit der Dichte des Wassers zu tun. Ziemlich kompliziert! Merkt euch nur, dass Salzwasser eine höhere Dichte als Süßwasser hat und deswegen erst bei niedrigeren Temperaturen gefriert. Bei der Entstehung von Meereis muss man zwischen mehreren Phasen unterscheiden. Zunächst entsteht das sogenannte „Frazil-Eis“, feine Eiskristalle oder -plättchen, die sich zu einer Suppe vermischen (Eisbrei) und auf der Oberfläche des Meeres schwimmen. Wenn dieser Eisbrei weiter anwächst entsteht das „Pfannkucheneis“. Klingt lecker, ist aber nur eine Schicht kleiner kreisförmiger Eisschollen. Schade! Das wäre cool, Pfannkuchen in der Arktis.

 Zur kältesten Zeit an den Polen erreicht der Eisbrei eine Dicke von bis zu zwei Metern und bildet große Eisschollen heraus, das sogenannte „Einjährige Eis“. Die Eisschollen schieben sich durch die Bewegung auf der Meeresoberfläche übereinander und verkeilen sich, sodass dickes „Packeis“ entsteht. Es können sich bis zu zehn Meter hohe Eisberge auftürmen, die man in der Fachsprache „Presseisrücken“ nennt. Es gibt aber auch Eisberge, die nicht auf der Meeresoberfläche entstehen! Die meisten Eisberge stammen nämlich aus Grönland bzw. aus der Antarktis. Wie soll das denn funktionieren? Teile der dicken Eisschilde ragen auf das Meer hinaus und können abbrechen. Diese großen Stücke schwimmen dann auf der Wasseroberfläche. Das Besondere ist, dass man immer nur einen kleinen Teil der Eisberge über Wasser zu sehen bekommt, der Großteil befindet sich unter Wasser. Das ist eine große Gefahr für die Schifffahrt und kann zu Fehlern bei der Navigation führen. Bestimmt habt ihr schon mal vom Schiffsunglück der „Titanic“ gehört – die Kollision mit einem Eisberg brachte den riesigen Dampfer zum Sinken. Deswegen müssen Schiffe bei der Durchquerung der Polarmeere immer einen deutlichen Sicherheitsabstand zu Eisbergen einhalten!

Was die Kinder und mich aber am meisten interessiert hat war die Frage, was passiert wenn das Meereis und die Eisberge anfangen zu schmelzen. Steigt der Meeresspiegel an? Nimmt der Meeresspiegel ab? Passiert eigentlich überhaupt irgendetwas? Dazu haben Professor Heinemann und sein Assistent am Anfang der Veranstaltung ein aufregendes Experiment aufgebaut. Zwei große Glasbehälter wurden mit Salzwasser befüllt. In einem der beiden befand sich ein kleiner Eisberg, der auf der Wasseroberfläche schwamm, in dem zweiten Behälter lag ein Felsblock, der mit einer dicken Eisschicht bedeckt war. Im Verlauf der Vorlesung begann das Eis zu schmelzen und wir konnten beobachten wie sich der Wasserspiegel in den beiden Glasbehältern verändert hat. Was glaubt ihr, ist passiert? Der Wasserspiegel in dem Kanister mit dem Eisberg bleibt gleich! Der kleine Eisklumpen verdrängt nämlich genau die Menge an Wasser, die dazukommt wenn dieser schmilzt. In dem anderen Kanister steigt der Pegel an, da das Eis nicht direkt auf der Oberfläche schwimmt, sondern auf dem kleinen Fels liegt und somit kein Wasser verdrängt. Spannend oder? Die Eisberge und das Meereis, die bereits auf der Meeresoberfläche schwimmen erhöhen den Meeresspiegel also nicht. Wenn aber immer mehr Eis von den Eisschilden Grönlands und der Antarktis abbricht oder schmilzt erhöht sich der Meeresspiegel langsam. Wenn das komplette Eis der Antarktis auf einen Schlag schmelzen würde, dann wäre der Meeresspiegel um 70 Meter höher als momentan! Aber keine Sorge, so schnell wird das nicht passieren. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der Meeresspiegel in den nächsten 200 Jahren um ungefähr drei Meter ansteigen wird. Das hört sich ziemlich wenig an, kann aber für viele Länder an der Küste schon zum Problem werden.

In einem zweiten Experiment, das man auch sehr gut zu Hause nachmachen kann, haben die beiden Dozenten uns nochmal gezeigt, was der Unterschied zwischen Süß- und Salzwasser ist. Ihr benötigt dazu zwei Becher mit Leitungswasser. In einen der beiden Becher schüttet noch zwei Teelöffel Salz und vermischt das ganze bis sich das Salz aufgelöst hat. Danach habt ihr selbstgemachtes Salzwasser! Als nächstes braucht ihr zwei farbige Eiswürfel. Mischt einfach etwas Wasser mit Lebensmittelfarbe und füllt dieses in einen Behälter für Eiswürfel. Ab ins Gefrierfach damit, ein paar Stunden warten, fertig sind eure farbigen Eiswürfel. Nun legt ihr in jeweils einen der Würfel in eure Becher und wartet ab was geschieht, wenn das Eis anfängt zu schmelzen. In dem Becher mit Süßwasser setzt sich das geschmolzene farbige Wasser zunächst oben ab und fließt dann in dünnen bunten Streifen nach unten. Kaltes Wasser ist nämlich leichter als warmes und sinkt deswegen langsam auf den Boden eures Bechers. Salzwasser wiederum ist dichter als warmes Süßwasser, was verhindert, dass das kalte farbige Wasser in dem anderen Becher nach unten sinkt – es ergeben sich also zwei Schichten.

Zum Abschluss hat uns Professor Heinemann noch Bilder von seinem Beruf als Klimaforscher und seinen Besuchen in den Polargebieten gezeigt: Flugzeuge mit Skiern statt Rädern, um auf Schnee besser landen zu können. Polarstationen auf Stelzen, so dass diese nicht eingeschneit werden. Eisbären, Pinguine und noch vieles mehr! Ich würde auch mal gerne in die Arktis oder Antarktis  reisen, aber ich glaube da ist es viel zu kalt für Füchse.

Bis bald,

Euer Kunibert Schlaufuchs