Wandel in der Arktis

Die arktischen Gebiete und Gemeinschaften stehen vor erheblichen Herausforderungen aufgrund von Klimawandel und Umweltverschmutzung. Diese Probleme gefährden sowohl die Ökosysteme als auch die Gesundheit der Menschen in der Region. Das von der Universität Oulu, Finnland, koordinierte Forschungsprojekt ICEBERG will integrative Lösungen entwickeln, um die Widerstandsfähigkeit der Ökosysteme zu stärken und die Lebensqualität der betroffenen Bevölkerung zu sichern. Jetzt haben die ersten Feldarbeiten in der europäischen Arktis begonnen. Forschende des GEOMAR sammeln Proben von Bord des Forschungsschiffes POLARSTERN, die sie auf Mikro- und Nanoplastikpartikel und insbesondere antibiotikaresistente Mikroben untersuchen.

Die Arktis erwärmt sich etwa doppelt so schnell wie der globale Durchschnitt, was zu bedeutenden ökologischen und sozioökonomischen Veränderungen führt. Dazu kommen Verschmutzungsquellen wie zunehmender Schiffsverkehr oder sich anreichernde Schadstoffe. So sammeln sich beispielsweise Plastikteile jeder Größe und anderer Meeresmüll in der Arktis an, weil Ozeanströmungen und Wind sie dorthin transportieren. Diese Abfälle gefährden Meereslebewesen und können über die Nahrungskette in die menschliche Ernährung gelangen.

Das Projekt ICEBERG (Innovative Community Engagement for Building Effective Resilience and Arctic Ocean Pollution-Control Governance in the Context of Climate Change, Innovatives Engagement der Gemeinschaft für den Aufbau einer wirksamen Resilienz und die Kontrolle der Verschmutzung des Arktischen Ozeans im Kontext des Klimawandels) konzentriert sich auf die beiden großen Herausforderungen Klimawandel und Umweltverschmutzung, welche die arktischen Ökosysteme und die traditionellen Lebensweisen und kulturellen Praktiken der indigenen Gemeinschaften bedrohen, die eng mit der arktischen Umwelt verbunden sind. Fragen sind unter anderem: Welche Arten von Verschmutzung betreffen die Ökosysteme in der europäischen Arktis? Wie sind sie verteilt und welche Auswirkungen haben sie? Wie wirkt sich die Kombination von Umweltverschmutzung und klimabedingten Stressfaktoren auf Ökosysteme und arktische Gemeinschaften aus? Ziel des Projektes ist es, Resilienzstrategien zu entwickeln und das Management von Verschmutzungskontrollen zu verbessern. ICEBERG wird von der Universität Oulu, Finnland, koordiniert und über drei Jahre (2024-2026) durch das Horizon Europe-Programm der Europäischen Union gefördert.

Die Forschung wird in drei arktischen Regionen durchgeführt: Westsvalbard, Südgrönland und Nordisland. Das Projekt untersucht sowohl bekannte als auch neu auftretende Schadstoffe wie Makro-, Mikro- und Nanoplastik, Schiffsemissionen, Abwasser, persistente organische Schadstoffe und Schwermetalle an Land, im Meer und in der Luft.

Dr. Christa Marandino, Privatdozentin und Leiterin der Arbeitsgruppe Luft-Wasser-Austausch von Spurengasen am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, ist Co-Leiterin des ICEBERG-Arbeitspakets „Bewertung von Verschmutzungsquellen, Verteilung und Auswirkungen auf die arktischen Ökosysteme“. Das Arbeitspaket soll das wissenschaftliche Verständnis von Verschmutzungsquellen, deren Verteilung und Auswirkungen auf Ökosystemdienstleistungen in der europäischen Arktis verbessern. Es werden Modellsimulationen entwickelt, um die Reaktion des Plankton-Ökosystems auf verschiedene Arten, Intensitäten und Häufigkeiten von Schiffsabfällen und Schadstoffeinträgen in den Ozean zu analysieren. Diese Simulationen werden durch Fernerkundung, in-situ Beobachtungen und Messungen ergänzt.

Dafür sammelt ein Team von GEOMAR-Wissenschaftler:innen im Juli und August von Bord des Forschungsschiffes POLARSTERN unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) entlang eines Transekts in der Framstraße zwischen Grönland und Svalbard Proben von Mikro- und Nanoplastikpartikeln. Ziel der Untersuchungen ist es, die mikrobiellen Gemeinschaften auf diesen Partikeln zu charakterisieren und insbesondere ihr genetisches Potenzial für Antibiotikaresistenzen zu analysieren. „Die Menge an Mikroplastik in unseren Ozeanen nimmt zu, und die Partikel können weite Strecken zurücklegen“, sagt Benjamin Pontiller, Post-Doktorand in der Forschungseinheit „Biologische Ozeanographie“ am GEOMAR. „Die Untersuchung des Mikrobioms und der damit verbundenen Antibiotikaresistenzen wird uns helfen, besser zu verstehen, wie sich die Verschmutzung durch Mikroplastik auf die empfindlichen Ökosysteme der Arktis auswirken kann.“

Ein zentraler Aspekt von ICEBERG ist die aktive Zusammenarbeit mit indigenen Völkern und lokalen Gemeinschaften. Schulen und interessierte Bürger:innen werden in die Forschung eingebunden, beispielsweise durch den Einsatz von Drohnen zur Verfolgung von Verschmutzungen oder durch das Einbringen eigener Beobachtungen auf einer interaktiven Plattform für Bürgerbeteiligung. Professorin Dr. Thora Herrmann, wissenschaftliche Koordinatorin von ICEBERG, betont: „Gemeinsam werden wir ein besseres Verständnis der lokalen Auswirkungen von Umweltverschmutzung entwickeln und neue Lösungen für deren Überwachung sowie Minderungs- und Anpassungsstrategien mitgestalten. Dieser integrative Ansatz stellt sicher, dass das Projekt wirklich auf die lokalen Bedürfnisse und Anliegen zugeschnitten ist.

Hintergrund: ICEBERG

Das Projekt ICEBERG (Innovative Community Engagement for Building Effective Resilience and Arctic Ocean Pollution-Control Governance in the Context of Climate Change, Innovatives Engagement der Gemeinschaft für den Aufbau einer wirksamen Resilienz und die Kontrolle der Verschmutzung des Arktischen Ozeans im Kontext des Klimawandels) wird über drei Jahre (2024-2026) im Rahmen des Horizon Europe Programms der Europäischen Union (EU) gefördert. Mit Fokus auf einen ganzheitlichen „One Health“-Ansatz bringt das Projekt Forschende aus verschiedenen Disziplinen wie Toxikologie, Sozialwissenschaften, Biogeochemie und Umweltwissenschaften zusammen. Ziel ist es, konkrete Politikempfehlungen für ein besseres Management der Verschmutzungsbekämpfung zu entwickeln und einen Beitrag zur EU-Mission „Restore Our Oceans and Waters“ für gesündere Ozeane zu leisten. Das Projekt wird von der finnischen Universität Oulu koordiniert und umfasst insgesamt 16 Partnerorganisationen.

Text: GEOMAR,  Foto: Barbara Jóźwiak, Stiftung for Science