Das DFG-Schwerpunktprogramm 1158 – Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten

Ein tief greifendes Verständnis der Rolle der Polargebiete im System Erde kann nur mit einer koordinierten Forschung aller naturwissenschaftlichen Disziplinen erlangt werden. Die Polarforschung - und ganz besonders die Antarktisforschung - ist jedoch mehr als andere Forschungsfelder, von den logistischen Möglichkeiten und einer spezifischen wissenschaftlichen Infrastruktur abhängig.

Seit nunmehr fast 30 Jahren besteht in Deutschland eine koordinierte Förderung der Antarktisforschung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Das DFG-Schwerpunktprogramm 1158 „Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten“ ist seit Anbeginn multidisziplinär angelegt und kommt deutschen Antarktisforschern zu Gute. Dank dieses Förderinstruments können so vor allem universitäre Forschergruppen die für die Forschungsarbeiten zwingend erforderliche und vom Alfred-Wegener-Institut Bremerhaven und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover zur Verfügung gestellte Logistik nutzen. Durch die intensive Einbindung der Universitäten war und ist das DFG-Schwerpunktprogramm 1158 das entscheidende Förderinstrument, um den akademischen Nachwuchs in Deutschland für die Polargebiete zu sensibilisieren und kommende Generationen an Polarforschern auszubilden.

Als Antarktisforschungsprogramm gestartet, konzentrierte sich das DFG-Schwerpunktprogramm 1158 in den ersten Jahren ausschließlich auf die Antarktisforschung. Um die Kopplungsmechanismen zwischen den Polargebieten im Systems Erde, auch vor dem Hintergrund der seit Jahren anhaltenden Diskussion zur Dynamik des Weltklimas, umfassender untersuchen zu können, wurde das DFG-Schwerpunktprogramm 1158 im Jahr 1997 um die Möglichkeit von vergleichenden Untersuchungen in der Arktis erweitert. Die in den Programmphasen 2003–2007 und 2008-2012 erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse werden auf den Internetseiten des DFG-Schwerpunktprogramms 1158 ausführlich dargestellt. Die Resultate zeigen, dass in Deutschland eine breit gefächerte, hoch qualifizierte und motivierte Wissenschaftlergruppe existiert, die mit Hilfe dieses Förderinstruments einen deutlich sichtbaren Beitrag zu den drängenden Fragen der internationalen Polarforschung leistet. Der Internetauftritt des DFG-Schwerpunktprogramms 1158 soll sowohl jungen als auch erfahrenen Polarforschern als Anlaufstelle zur Beantragung von Forschungsprojekten und als Kommunikationsmedium in den Polargebieten dienen.

So wie Puzzelteile ineinander greifen und erst die richtige Positionion jedes einzelnen Puzzelteils ein vollständiges Ganzes ergibt, so symbolisiert das Logo, wie rechts abgebildet, mit seiner Puzzelstruktur in Form des antarktischen Kontinents und den angrenzenden Meeresgebieten den multidisziplinären Ansatz des DFG-Schwerpunktprogramms 1158. Ist die Antarktis, auch Dank des deutschen Beitrages in der Polarforschung, längst kein „terra incognita“ mehr, so symbolisiert die weiße Farbe doch den Wunsch, dass die Antarktis eine ausschließlich friedlichen Nutzung, vornehmlich im Sinne der Wissenschaft, erfährt.

Bedeutung für die deutsche Polarforschung

Die koordinierte Förderung der deutschen Polarforschung im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1158 hat in den vergangenen fast 30 Jahren sichergestellt, dass eine große Zahl universitärer und außeruniversitärer deutscher Wissenschaftler aus allen naturwissenschaftlichen Teildisziplinen bedeutende Beiträge zu den drängenden wissenschaftlichen Fragen in den Polargebieten leisten konnten.

Über das Schwerpunktprogramm 1158 der Deutschen Forschungsgemeinschaft werden sowohl die für die Forschung benötigten Finanzmittel zur Verfügung gestellt als auch der Rahmen für eine koordinierte interdisziplinäre Forschung und deren internationale Einbindung bereitet. Dieses ist mit dem DFG-Förderinstrument des „Normalverfahrens“ nicht in gleicher Weise zu leisten.

Die starke Einbindung der Universitäten (Abb. 1) hat dazu geführt, dass die spezifischen Themen in den Polarregionen heute in vielen Studiengängen einen festen Bestandteil der Lehrveranstaltungen darstellen. Dies hat auch dazu beigetragen, dass eine hinreichend große Zahl an exzellent ausgebildeten und motivierten Nachwuchswissenschaftlern für die wachsenden Aufgaben in der Polarforschung zur Verfügung steht.

Damit hat das Schwerpunktprogramm „Antarktisforschung“ als Förderprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft maßgeblich dazu beigetragen, dass die deutsche Wissenschaft, trotz des relativ späten Wiedereinstiegs in die Polarforschung nach dem 2. Weltkrieg, im internationalen Vergleich rasch einen Platz in der Spitzengruppe erreichen konnte und bis heute hält.

Abb. 1: Wissenschaftler deutscher Universitäten und der BGR im Jahre 2010 vor der Gondwanastation im Nordviktoria Land in der Ostantarktis.

Die Rolle der Polargebiete im System Erde

Die Antarktis spielt eine besondere Rolle im Klima- und erweiterten Erdsystem, da sie durch ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften, z.B. durch die starke Reflektion solarer Strahlung an Eis- und Schneeflächen, den Temperaturkontrast zu den Tropen – und damit die globale atmosphärische und die ozeanische Zirkulation – beeinflussen. Beispiele sind die Bildung von Kaltluftmassen über den weißen, stark reflektierenden Schnee- und Eisflächen, die spezifischen chemischen Änderungen in der Stratosphäre im Winter, und die Bildung von Tiefen- und Bodenwasser. Ebenso hat die Änderungen der Meereisausdehung und -dicke Einfluss auf die Wechselwirkung von Ozean and Atmosphäre.

Aufgrund der besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften zeichnen sich die Polargebiete auch durch eine spezielle Flora und Fauna aus, die an diese Umweltbedingungen hervorragend angepasst ist. Sie reagiert sehr empfindlich auf Klimaänderungen und stellt daher einen effektiven Klimaindikator dar.

Neben ihrer Bedeutung im Klimasystem enthalten die polaren Eisschilde – insbesondere das antarktische – ein einzigartiges Klimaarchiv. Seine Besonderheit liegt darin, dass nur aus diesem Archiv Informationen über die Zusammensetzung der Paläo-Atmosphäre abgeleitet werden können, die bis zu 800.000 Jahre zurückreichen.

Darüber hinaus reichende Informationen zur Dynamik der Eisschilde sind allein in geologischen Archiven enthalten (Abb.2). Zu diesen zählen die Sedimentabfolgen mariner Becken, nah zum Eisrand gelegene flache Schelfgebiete und periglaziale Seen und Küstengewässer in eisfreien Gebieten. Die archivierten biologischen und geologischen Informationen in den marinen Tiefseesedimenten ermöglichen zudem die Rekonstruktion der Paläogeographie von Sedimentbecken und liefern somit auch Erkenntnisse zum Zeitpunkt der Öffnung von zirkumpolaren Tiefenwasserpassagen, die entscheidend für die globalen Massen- und Energietransporte sind.

Die Bedeutung der Polargebiete im Erdsystem spiegelte sich auch im dritten Internationalen Polarjahr wider, das für den Zeitraum von März 2007 bis März 2009 vom International Council for Science und der World Meteorological Organization ausgerufen worden war. Das Internationale Polarjahr 2007/2008 hat zu einer deutlich verstärkten Wahrnehmung der polaren Themen in der Öffentlichkeit geführt. Es hat darüber hinaus auch zu einer Intensivierung der internationalen Polarforschung und einer besseren Koordination der Forschungsarbeiten, beispielsweise mit der erstmaligen Erhebung synoptischer, bipolarer Datensätze und Beobachtungen durch Bündelung der internationalen Ressourcen geführt. Die deutschen Polarjahraktivitäten fußen dabei maßgeblich auf den Ergebnissen des DFG-Schwerpunktprogramms 1158.

Abb. 2: Klimaarchiv Seesediment: Bei optimalen Voraussetzungen ermöglichen Seesedimente einen zeitlich hochauflösenden Rückblick in die Klima- und Umweltgeschichte.

Konzeption für die aktuelle Antragsperiode 2008-2012

Seit der Einrichtung des SPP „Antarktisforschung“ vor über 25 Jahren ist dieser grundsätzlich in die Teilgebiete Physik, Biologie und Geowissenschaften gegliedert. Diese Aufteilung entspricht der Struktur des "Scientific Committee on Antarctic Research", das entsprechende „Standing Scientific Groups“ beinhaltet.

Diese Gliederung hat sich für das DFG-Schwerpunktprogramm 1158 grundsätzlich bewährt. Allerdings trägt sie dem zunehmenden Bedarf an inter- und multidiziplinärer Forschung nicht hinreichend Rechnung. Aus diesem Grund, sollen in der aktuelle Förderperiode fachspezifische und fachübergreifende Themenbereiche, die für ein besseres Verständnis der komlexen Rolle der Polargebiete im globalen Klimasystem von großer Wichtigkeit sind, stärker in den Mittelpunkt gerückten werden.

Welche fachspezifischen und fachübergreifenden Themenfelder im DFG-Schwerpunktprogramm 1158 im Zeitraum 2008 bis 2012 vorrangig bearbeitet werden sollen und wie diese ineinander greifen verdeutlicht die Abbilung links.