Polares Klimaarchiv

Bohren in der Arktis - Klimaforschung für die Zukunft

Der Elgygytgynsee ist in den Fokus internationaler Klimaforscher gerückt – seine Sedimente stellen das längste lückenlose Klimaarchiv der terrestrischen Arktis dar.  Der im äußersten Nordosten Sibiriens liegende See bildete sich vor 3,6 Millionen Jahren durch einen Meteoriteneinschlag. Seitdem lagern verhältnismäßig ungestört Sedimente auf seinem Boden ab. Sie versprechen Auskunft darüber zu geben, wie die kontinentale Arktis auf vergangene Klimaänderungen reagiert hat. Daraus wiederum lassen sich Rückschlüsse ziehen, wie die Arktis in der Zukunft auf Veränderungen wie die globale Erderwärmung reagieren wird.

Sie nimmt in der Klimaforschung eine übergeordnete Rolle ein, da solche Prozesse hier deutlich früher und schneller stattfinden als auf dem restlichen Erdball und in Wechselwirkung zu den weltweiten klimatischen Veränderungen stehen. Mitte der 1990er-Jahre wurde festgestellt, dass das Gebiet um den Elgygytgynsee nie vergletschert war und der darunter liegende Boden somit keinen Abrutschungen unterlag. Das macht ihn so einzigartig, darum liefern seine Sedimente und das darunter liegende  Impaktgestein ein deutliches Bild von der Geschichte des Sees und seiner Umgebung.

Im Zeitraum von Januar bis Mai 2009 haben sich insgesamt 42 internationale Wissenschaftler und Ingenieure auf den Weg gemacht, um auf dem See Tiefbohrungen durchzuführen. Am Rande des Sees wurde eine komplette Infrastruktur für das Expeditionsteam und die russische Camp-Crew geschaffen. Wohnhütten, Küche und Sanitärraum, Generatoren, umfangreiche Bohrausrüstung, wissenschaftliche Messgeräte, Kisten für die Lagerung von Sedimentproben und große Mengen an Benzin und Diesel – all das musste an den See transportiert werden, eine logistische Meisterleistung.

Die eingesetzte Bohrtechnik und die auf Schlitten montierte Bohrplattform stammt aus den USA. Ihr Weg führte von Salt Lake City über Seattle nach Wladiwostok (wenige 100 Kilometer nördlich von Nordkorea). Dort traf sie auf zwei Container mit wissenschaftlichen Geräten und Ausrüstung aus Deutschland, die wiederum ihren Weg per LKW nach St. Petersburg und von dort mit der Transsibirischen Eisenbahn nahmen. In Wladiwostok wurden die gesamten Container nach Pewek verschifft, der nördlichsten Stadt Russlands, per Luftweg 260 Kilometer vom Elgygytgynsee entfernt. Von dort aus ging es mit LKW und Kettenfahrzeugen über die gefrorene Tundra zum – auf dem Landweg 400 Kilometer entfernten – See weiter. 

Das Expeditionsteam erreicht Pewek jeweils über Moskau. Nach einem mehrtägigen Aufenthalt wird es vom einzigen Helikopter der Region an den Elgygytgynsee gebracht. Auf dem See muss zunächst eine sieben Kilometer lange Eisstraße geebnet werden, die das Camp mit der Bohrstelle verbindet, damit Wissenschaftler und Techniker sicher zur Plattform gelangen, Bohrkerne und Material transportiert werden können.

Auf einer Fläche von 100 Metern Durchmesser haben erfahrene kanadische Ingenieure die Eisschicht auf dem See von 70 Zentimetern auf insgesamt 2 Meter verdickt – nur so kann gewährleistet werden, dass sie die circa 70 Tonnen schwere Bohrplattform mitsamt ihrer Technik sicher tragen kann. Seewasser wird auf das Eis gepumpt und gefriert bei Temperaturen von bis zu -45 °C binnen kürzester Zeit. Schicht für Schicht – die Verdickung dauert mehrere Wochen.
Die Bohrungen in der Arktis erfolgen unter extremen Bedingungen: Abgesehen von den niedrigen Temperaturen gibt es auch häufig Schneestürme, die nicht selten Orkanstärke erreichen. Das macht auch die Lagerung der Bohrkerne schwierig: Die Seesedimente müssen bei konstanten 3–4 °C gelagert werden, den Bedingungen, die am Grund des 170 Meter tiefen Sees herrschen. Ein Einfrieren oder auch Überhitzen der Kerne würde ihre Strukturen zerstören, sie wären nahezu unbrauchbar. Für die langen Transportwege wurden in Deutschland Spezialbehälter entwickelt und angefertigt. Sie garantieren konstante Temperaturen. In Köln werden die Seesedimente untersucht und ausgewertet, in der Hoffnung, Erkenntnisse darüber zu erlangen, warum es vor circa 2,6 Millionen Jahren zu einer massiven Klimaabkühlung kam und wie die Arktis darauf reagierte.

Die wissenschaftlichen Partnerinstitutionen des El’gygytgyn Drilling Project sind auf amerikanischer Seite die University of Massachusetts; auf russischer Seite das NEISRI Magadan und das AARI St. Petersburg; auf österreichischer Seite die Universität Wien und auf deutscher Seite das Alfred-Wegener-Institut, das GeoForschungsZentrum Potsdam und die Universität zu Köln. Projektleiter auf deutscher Seite ist Prof. Dr. Martin Melles vom Institut für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln. Er koordiniert gleichzeitig die deutschen Partner und deren Teilprojekte.

Das El’gygytgyn Drilling Project wird durch die Förderung vom BMBF, dem ICDP, der NSF, der RAS und dem ICDP Germany ermöglicht.






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