Start van MOSAiC - de grootste poolonderzoeksexpeditie ooit

Na tien jaar voorbereiding is het eindelijk zover: op de avond van 20 september vertrekt de Duitse ijsbreker Polarstern uit de Noorse havenstad Tromsø. Onder begeleiding van de Russische ijsbreker Akademik Fedorov zet hij koers naar de centrale Noordelijke IJszee. De wetenschappers aan boord van de Polarstern gaan onderzoek doen in een regio die vrijwel ontoegankelijk is in de winter, maar die cruciaal is voor het wereldwijde klimaat. Ze gaan essentiële gegevens verzamelen over het ecosysteem en over de interactie tussen de atmosfeer, de oceaan en het zee-ijs. Het schip drijft een jaar lang met een ijsschots mee langs de Noordpool. Gedurende deze periode zal het klimaatonderzoek, dankzij de samenwerking tussen internationale wetenschappers, naar een geheel nieuw niveau worden getild.

De afgelopen decennia is het noordpoolgebied meer opgewarmd dan welke regio op aarde dan ook. We beschikken echter niet over observatiegegevens van een heel jaar over de met ijs bedekte Noordelijke IJszee. De MOSAiC-expeditie drijft met een moderne onderzoeksijsbreker een heel jaar mee met het ijs, zodat wetenschappers de Arctische winter in de buurt van de Noordpool kunnen onderzoeken. De klimaatprocessen in dit gebied vormen het ontbrekende puzzelstukje dat essentieel is om de prognoses over wereldwijde klimaatverandering te verbeteren. Algemeen wordt aangenomen dat de extreme opwarming in het noordpoolgebied een enorme impact heeft op de middelste breedtegraden.

Internationaal team

De MOSAiC-expeditie, die wordt gecoördineerd door het Duitse Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI), staat voor unieke uitdagingen. Het team zal tijdens hun unieke reis worden bevoorraad door een internationale vloot van vier ijsbrekers, helikopters en vliegtuigen. De missie bestaat in totaal uit zeshonderd internationale deelnemers, waarvan de helft onderzoekers, onder andere van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) en Wageningen University & Research (WUR). Vrijdagavond om 20.30 uur lokale tijd werden de RV Polarstern en de Akademik Fedorov in Tromsø uitgezwaaid door een delegatie van wetenschappers en politici, waaronder Anja Karliczek, de Duitse minister van Onderwijs en Onderzoek.

Markus Rex, expeditieleider MOSAiC, Alfred Wegener Institute, Duitsland:

“Dit is een baanbrekende missie. Er is nog nooit zo’n complexe expeditie uitgevoerd in het noordpoolgebied. Voor het eerst kunnen we de klimaatprocessen meten die in de winter in de centrale Noordelijke IJszee optreden. Dit helpt ons om deze regio voor het eerst te begrijpen en op de juiste manier op te nemen in klimaatmodellen. Het noordpoolgebied vormt het centrum van de opwarming van de aarde en heeft al dramatische veranderingen ondergaan. Dit gebied is als het ware de keuken waar ons weer in Noord-Amerika, Europa en Azië wordt geprepareerd. Extreme weersomstandigheden, zoals Arctische kou-uitbraken in de winter of hittegolven in de zomer, zijn gerelateerd aan de veranderingen in het noordpoolgebied. Tegelijkertijd zijn de onzekerheden in onze klimaatmodellen nergens groter dan in het noordpoolgebied. Er zijn geen betrouwbare prognoses over hoe het Arctische klimaat zich verder gaat ontwikkelen en wat dat betekent voor ons weer. Het is onze missie om dat te veranderen.”

Dr. Jacqueline Stefels, onderzoeker aan de Rijksuniversiteit Groningen, teamleider en hoofdonderzoeker van het biogeochemieteam tijdens etappe 3 (februari-april 2020):

“Ik kijk enorm uit naar de samenwerking met zo veel collega’s, om samen aan hetzelfde doel te werken en samen zo veel verschillende gegevens over het systeem te verzamelen. Als deelnemer aan etappe 3 hoop ik de transitie van winter naar voorjaar mee te maken, wat ook heel spannend is. Hopelijk kunnen onze instrumenten het begin van biologische activiteiten oppikken. De grootste uitdaging? Als het plan om met het ijs mee te drijven niet werkt zoals verwacht of als ons schema om monsters te verzamelen niet kan worden uitgevoerd en de groep zich moet aanpassen aan de nieuwe omstandigheden en teleurstellingen moet verwerken.”

Dr. Maria van Leeuwe, onderzoeker aan de Rijksuniversiteit Groningen, lid van het biogeochemieteam tijdens etappe 6 en verantwoordelijk voor de analyse van algenpigmenten (augustus-oktober 2020):

“Mijn grootste uitdaging is de toestand en de beweging van het zee-ijs, dat vereist flexibiliteit van de teams. Het zal ook een uitdaging zijn om mensen harmonieus te laten samenwerken. Ik kijk vooral uit naar de overgang van zomer naar najaar.”

Eerste weken

De twee ijsbrekers houden visueel contact terwijl ze via de Barentszzee en de Karazee koers zetten naar de centrale Noordelijke IJszee. Na ongeveer twee weken zullen ze naar verwachting het doelgebied bereiken op 130 graden oosterlengte en 85 graden noorderbreedte. Het eerste van in totaal zes teams gaat dan op zoek naar een geschikte ijsschots voor het complexe onderzoekskamp. Dit is voor de onderzoekers echter een race tegen de klok, want al een paar dagen na hun aankomst komt de zon niet meer op. Ook het zee-ijs vormt een uitdaging, want de hoeveelheid zee-ijs in het doelgebied is dit jaar aanzienlijk afgenomen: op satellietbeelden is vrijwel geen oud zee-ijs te zien, maar voornamelijk dun zee-ijs van een jaar oud.

De deelnemers aan de expeditie sluiten het onderzoekskamp aan op een netwerk van meetstations die door onderzoekers op de begeleidende ijsbreker Akademik Fedorov worden opgezet binnen een radius van 50 kilometer. De MOSAiC School aan boord van de Akademik Fedorov biedt jonge poolonderzoekers en promovendi de unieke mogelijkheid om deel te nemen aan de beginfase van de expeditie en zelf te ervaren hoe poolexpedities worden uitgevoerd. Zodra dit zogenaamde gedistribueerde netwerk is opgezet, ontmoeten de twee ijsbrekers elkaar een laatste keer om bemanning en voorraden uit te wisselen. Daarna keert de Akademik Fedorov terug naar Tromsø, waar het schip op 30 oktober wordt verwacht. De onderzoekers aan boord van de Polarstern blijven hier tot halverwege december, wanneer ze worden afgelost door het tweede team. De expeditie ontvangt in de loop van het jaar nieuwe voorraden en er zullen nog meer teamwisselingen zijn. Voor het voorjaar van 2020 is ook een begeleidende vluchtcampagne gepland. Hiervoor wordt een landingsbaan uitgehouwen in het ijs. Aan het einde van de zomer van 2020 zal de Polarstern zich tussen Groenland en Svalbard losmaken van het ijs en terugvaren naar de Duitse thuishaven Bremerhaven, waar het schip half oktober 2020 wordt terugverwacht.

Driehonderd onderzoekers

Het budget van de expeditie bedraag ongeveer 140 miljoen euro. In de loop van het jaar zullen er zo’n driehonderd onderzoekers uit zeventien landen aan boord zijn. Zij zijn afkomstig uit België, Canada, China, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Groot-Brittannië, Japan, Nederland, Noorwegen, Polen, Rusland, Spanje, de Verenigde Staten, Zweden en Zwitserland. Ze worden op het vasteland ondersteund door onderzoekers uit Oostenrijk en Zuid-Korea. De vragen waar de onderzoekers zich tijdens de expeditie mee bezighouden, zijn nauw met elkaar verbonden. Samen bestuderen ze voor het eerst het complete klimaatsysteem in de centrale Noordelijke IJszee. Ze verzamelen gegevens over vijf aspecten: de atmosfeer, het zee-ijs, de oceaan, de ecosystemen en de biogeochemie. Het doel is om inzichten te verwerven over de interacties die van invloed zijn op het Arctische klimaat en het leven in de Noordelijke IJszee.

Onderzoeksfocus

• Atmosfeer: Complexe wolkenprocessen en sneeuwval, zon en warmtestraling, wervelingen en kleine draaikolken, luchttemperaturen tot wel -40 °C met een relatieve warme oceaan eronder, slechts door een kleine laag gebarsten ijs gescheiden van de atmosfeer. MOSAiC gaat onderzoeken hoe deze en vele andere factoren samen van invloed zijn op de warmtebalans en het Arctische klimaat.
• Zee-ijs: De Noordelijke IJszee is aan het veranderen. De MOSAiC-expeditie gaat de levenscyclus van het ijs een jaar lang volgen: hoe het wordt gevormd, verandert, drijft en breekt, hoe het smelt en hoe het daarbij de energiestroom tussen lucht en water bepaalt.
• Oceaan: De Noordelijke IJszee is geen geïsoleerde zee. MOSAiC gaat onderzoeken welke stromingen en draaikolken in de oceaan warmte vervoeren naar het noordpoolgebied en hier naar het oppervlak brengen. Verder onderzoekt de expeditie de relatie tussen de oceaan, de atmosfeer en het ijs en hoe deze drie elementen gedurende het jaar op elkaar reageren.
• Biogeochemie: Wat in de Noordelijke IJszee zit, blijft daar niet: de oceaan, het ijs en de atmosfeer wisselen voortdurend gassen uit en dit leidt onder andere tot veranderingen in de eigenschappen van wolken. MOSAiC gaat gedurende één volledige jaarcyclus deze gassen en andere belangrijke chemische verbindingen in het water, het ijs en de lucht meten.
• Ecosysteem: Hoe overleven Arctische levensvormen de extreme kou, de ondoordringbare ijsvlakte en maanden van duisternis tijdens de poolnachten en hoe ziet hun metabolisme eruit? De MOSAiC-expeditie gaat een jaar lang deze mysteries onderzoeken van levens die gewoon doorgaan onder ogenschijnlijk extreem vijandige omstandigheden.

Informatie

U kunt het laatste nieuws uit het noordpoolgebied volgen via de MOSAiC-kanalen op Twitter (@MOSAiCArctic) en Instagram (@mosaic_expedition), via de hashtags #MOSAiCexpedition, #Arctic en #icedrift. Meer informatie over de expeditie vindt u op: www.mosaic-expedition.org. Met de MOSAiC webapp kunt u de tocht van de Polarstern live volgen: follow.mosaic-expedition.org