Still und starr liegt der See

Forschen bei eisiger Kälte und unter spektakulärem Himmel ... Quelle: Foto: C. Engelhardt/IGB (idw)

Im Winter ruht die Natur. Insbesondere in eisbedeckten Seen tut sich nichts – so die lange vorherrschende Meinung. Erst vor etwa zehn Jahren haben Forscher begonnen, etwas genauer hinzuschauen. Sie haben festgestellt, dass alles Leben im See seinen Ursprung unter dem Eis hat.

... in Kilpisjärvi, Finnisches Lappland. Quelle: Foto: C. Engelhardt/IGB (idw)

„In all unseren Langzeitbeobachtungen hatten wir eine Lücke“, sagt Dr. Georgiy Kirillin vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). „Alles Leben im See – vor allem das Phytoplankton – wacht schon unter dem Eis auf.“ Gerade die Eisperiode ist verbunden mit komplizierten physikalischen Prozessen. Die Eisbildung bringt das System in einen völlig neuen Zustand. So entstehen unter der Eisdecke Strömungen, die teilweise stärker sind als im offenen Wasser. An der Oberfläche wird das Wasser zwar ruhiger – unter Wasser tut sich manchmal dafür umso mehr. Wenn zum Beispiel Wind auf die Wasseroberfläche drückt, neigt sich die Oberfläche ein klein wenig. Das ist mit dem bloßen Auge kaum zu sehen, aber verteilt auf eine große Fläche steckt viel Energie darin. Wenn nun eine Eisdecke darauf liegt und das Wasser nicht mehr ausweichen kann, können beträchtliche Strömungen entstehen.

Für die Beobachtung des Klimawandels spielt die Eisbildung auf Seen eine wichtige Rolle: „Die Dauer der Eisbedeckung auf Seen ist unser wichtigster Indikator für sehr weit zurückreichende Langzeitreihen des Klimawandels“, erklärt Kirillin. Um die Eisperiode festzustellen, braucht man nämlich keine modernen Geräte, wie es schon allein für die Temperatur nötig ist – das Messinstrument ist allein das menschliche Auge. Weil es in Japan schon seit Urzeiten die Tradition gab, die Eisperiode auf Seen aufzuzeichnen, gibt es diese Daten schon seit dem neunten Jahrhundert. Zu den längsten Zeitreihen gehört auch die von Eisereignissen (Seegfrörnen) auf dem Bodensee, die seit dem Jahr 895 beobachtet werden. Die Eisbedeckung hat sich im Laufe der Jahrhunderte immer weiter verkürzt. Das zeigt, wie empfindlich die Natur gerade auch im Winter auf Klimaveränderungen reagiert.

Entsprechend stärker sind die Auswirkungen in den nördlichen Polargebieten. Durch den Temperaturanstieg bilden sich im Permafrost immer mehr Seen. In diesen wird das Treibhausgas Methan freigesetzt, das seit Jahrmillionen im Eis gebunden war – das heizt die Klimaerwärmung noch weiter an.

Auch der größte See der Erde beschäftigt die Seenforscher – der Wostok-See. Dass kaum jemand diesen See kennt ist nicht verwunderlich: Man kann ihn nicht sehen. Er liegt in der Antarktis unter einer kilometerdicken Eisschicht. Gibt es dort unten Leben? Der See hat wegen des Eises seit Jahrtausenden oder gar Jahrmillionen keinen Kontakt zur Solarstrahlung und zur Atmosphäre mit deren Sauerstoff, die Bedingungen sind daher vergleichbar mit denen auf den Eismonden im Sonnensystem, wie Europa und Enceladus. Um Wasserproben zu entnehmen, haben Forscher durch vier Kilometer dickes Eis gebohrt – bisher aber noch keinen endgültigen Nachweis des endemischen Lebens im See gefunden. Aber dennoch: „Letzten Endes haben wir in allen Seen auch unter der Antarktischen Eiskappe Leben gefunden. Daher sind wir Forscher zuversichtlich, dass es uns auch hier gelingen wird“, sagt Kirillin. Ein weiteres Phänomen ist der ebenfalls antarktische, sehr salzhaltige Vandasee. Der 70 Meter tiefe See hat in seinen unteren Schichten die Badewannentemperatur von 25 Grad Celsius. Die ausgeprägte Schichtung des Sees führt dazu, dass sich das Wasser der unteren Schichten nicht mit dem der oberen vermischt. Wenn nun Sonneneinstrahlung das Wasser erwärmt, bleibt die Temperatur in der Tiefe des Sees höher, auch wenn es sich oben wieder abkühlt. Über die Jahrhunderte wurde es so am Seegrund immer wärmer. In den letzten Jahren haben die Forscher beobachtet, dass im Vandasee die Süßwasserschicht unter dem Eis mehrere Meter dick geworden ist. Warum das so ist und was das physikalisch für die Dynamik des Sees bedeutet, will Kirillin schon bald in einem geplanten Projekt mit einem internationalen Forscherteam untersuchen.

Die Kälte in der Antarktis schreckt den gebürtigen Russen nicht. Das liegt aber nicht daran, dass er gerne friert, sondern er ist fasziniert: „Die Natur dort ist spektakulär. Es herrscht eine ganz eigene, ruhige Atmosphäre. Man merkt, wie zerbrechlich alles ist“, erzählt Georgiy Kirillin. Früher einmal habe er die Bilder nordischer Landschaften des amerikanischen Malers Rockwell Kent betrachtet und gedacht, so einen Himmel könne es nicht geben. Bei seinen Forschungen hoch im Norden hat er festgestellt: Solch einen Himmel gibt es ja doch!

Quelle: Forschungsverbund Berlin e.V. (idw)