Wie Chinas Forschungsschiff „Xuelong“ ein Rekordnetz im Arktischen Ozean aufbaute

Chinas 16. Arktisexpedition hat den zentralen Arktischen Ozean in ein verteiltes Freiluftlabor verwandelt. Zwischen dem 25. Juli und dem 7. August 2026 führte das Forschungsschiff Xuelong zwölf kurzfristige Eisstations-Einsätze durch – mehr als jedes einzelne Schiff bei einer früheren chinesischen Arktisexpedition. Die letzte Station wurde nahe 83°50′ nördlicher Breite im zentralen Arktischen Ozean abgeschlossen.

Der Erfolg ist deshalb mehr als ein bloßer Zahlenrekord. Indem die Wissenschaftler ihre Instrumente auf mehrere Eisflächen verteilten, wollten sie beobachten, wie sich Atmosphäre, Meereis, oberflächennaher Ozean und das Ökosystem unter dem Eis gemeinsam verändern.

Warum die Stationen nördlich des 82. Breitengrads lagen

Alle zwölf Stationen der Xuelong befanden sich nördlich von 82°N. Für die Messplätze wählten die Forscher dickeres Meereis aus. Dadurch sollten die auf der Eisoberfläche installierten Geräte länger in Betrieb bleiben, während die sommerliche Schmelzperiode fortschritt. Die stabileren Bedingungen machten die hoch gelegenen Standorte für unbemannte Messsysteme geeigneter – auch wenn sie die Arbeit vor Ort erschwerten.

Die vergleichsweise schwierige Eislage beeinflusste auch den Zeitplan. Die Mannschaft verschob den Beginn der Stationsarbeiten auf Ende Juli, um die tatsächlichen Bedingungen im Einsatzgebiet zu berücksichtigen.

Was das Netz aus zwölf Eisstationen messen soll

Die Expedition setzte mehr als 30 eisbasierte Instrumente aus. Dazu gehörten Bojen zur Messung der Meereis-Massenbilanz, flache und tiefe eisbasierte Profilbojen sowie Bojen zur Beobachtung der Eisdrift.

Die Messungen deckten mehrere miteinander verbundene Bereiche des arktischen Systems ab:

• die atmosphärische Grenzschicht;
• die Physik und Massenbilanz des Meereises;
• die Bedingungen im Wasser unter dem Eis; und
• die Ökologie unter dem Eis.

Zusammen sollen die Daten langfristige Beobachtungen direkt vor Ort sowie Vergleichsdaten für die Untersuchung des gekoppelten Atmosphäre-Meereis-Ozean-Systems liefern. Das ist vor dem Hintergrund des raschen Wandels des arktischen Meereises besonders wichtig. Ein dichteres Netz ermöglicht außerdem eine größere räumliche Abdeckung als ein herkömmlicher Einsatz mit nur einem Forschungsschiff, bei dem typischerweise etwa sechs Eisstationen eingerichtet werden.

Der praktische Vorteil liegt vor allem im Vergleich verschiedener Messorte. Die Forscher können prüfen, ob Veränderungen in der Atmosphäre mit Änderungen der Eisdicke, der Bedingungen im Ozean oder der biologischen Aktivität an anderen Stationen zusammenfallen. Solche Beobachtungen können helfen, die Ursachen der schnellen arktischen Veränderungen besser zu verstehen und die Datengrundlage für Klimavorhersagen zu verbessern.

Wie die „Xuelong 2“ das Messnetz erweitern sollte

Das zweite Forschungseisbrecherschiff, Xuelong 2, sollte die Untersuchungen nahe 84°N fortsetzen. Vorgesehen waren sechs kurzfristige und eine langfristige Eisstation. Der Plan umfasste mehr als 20 Arbeitsschritte, darunter das Aussetzen eisbasierter Bojen, die Entnahme von Schnee-, Eisbohrkern- und Wasserproben unter dem Eis, die Fernerkundung des Meereises, Atmosphärenprofile sowie hydrographische Messungen im Wasser unter dem Eis.

Die Standorte beider Schiffe wurden aufeinander abgestimmt. Gemeinsam sollten sie ein größeres Beobachtungsfeld im zentralen Arktischen Ozean bilden, um das Zusammenspiel von Atmosphäre, Meereis, Ozean und Ökosystem genauer zu untersuchen.

Ein 1,3 Meter dicker Eisblock für die Schiffskonstruktion

Die Expedition entnahm außerdem eine große Meereisprobe für mechanische Tests. In etwa sechs Stunden sägten und bohrten die Forscher mit einem Eisbohrer und einer Kettensäge einen Block aus dem Eis. Das Stück war 1,3 Meter dick und maß 1,2 Meter mal 1,2 Meter.

Im Labor und unter arktischen Bedingungen sollen seine mechanischen Eigenschaften bestimmt werden. Die Probe erweitert das Archiv der Meereisproben und soll experimentelle Daten liefern, die für die strukturelle Auslegung künftiger Polarschiffe relevant sind.

Überwiegend heimische Instrumente ermöglichen automatische Messungen

Die Eisstationsarbeiten dienten auch dazu, ein unbemanntes Beobachtungsnetz im Arktischen Ozean aufzubauen und in China entwickelte Systeme für die Meeresbeobachtung zu testen. Bei den besonders häufig eingesetzten flachen und tiefen eisbasierten Profilbojen sowie den Bojen zur Messung der Eisdrift lag der durchschnittliche Anteil in China gefertigter Komponenten bei mehr als 90 Prozent.

Mit diesen Geräten konnte die Expedition größere Bojenfelder ausbringen und zu einem automatisierten Netzwerk verbinden. Die Beobachtung war dadurch nicht mehr ausschließlich auf Messungen beschränkt, die während der Anwesenheit der Wissenschaftler auf dem Eis vorgenommen wurden. Stattdessen konnten verteilte Messungen auch nach dem Weiterfahren des Forschungsschiffs fortgesetzt werden.

Was die ökologische unbemannte Eisstation zusätzlich leisten soll

Zu den besonderen Geräten der Expedition gehörte eine ökologische unbemannte Eisstation, die als erste Demonstration dieses Systems in der Arktis beschrieben wurde. Sie verbindet akustische, optische und elektrische Sensoren, um Atmosphäre, Eis, Ozean und Ökosystem über längere Zeiträume zu beobachten.

Das System soll biologische Aktivitäten unter dem Eis im Wechsel der jahreszeitlichen Lichtverhältnisse verfolgen. Kontinuierliche Messungen könnten zeigen, wie Organismen die Polarnacht überstehen und wie sie reagieren, wenn mit dem Polartag das Licht zurückkehrt.

Das ist deshalb relevant, weil kurze Sommerexpeditionen Vorgänge außerhalb dieser Jahreszeit leicht übersehen können. Eine unbemannte Station kann Messungen über wechselnde Licht-, Eis- und Meeresbedingungen hinweg miteinander verbinden. So entsteht ein umfassenderes Bild davon, wie das Ökosystem unter dem Eis auf seine Umwelt reagiert.

Warum das Projekt über den Stationsrekord hinausgeht

Die zwölf Eisstationen der Xuelong markieren daher nicht nur einen Rekord bei der Zahl der Messplätze, sondern auch eine Veränderung der Beobachtungsstrategie. Zusammen mit den sieben geplanten zusätzlichen Stationen der Xuelong 2 entsteht eine breitere Grundlage, um Bedingungen im zentralen Arktischen Ozean miteinander zu vergleichen.

Die erhobenen Daten werden nicht jede Frage zum Wandel der Arktis allein beantworten. Ihr Wert liegt in der Kombination vieler Beobachtungsarten: Eisproben, driftende Bojen, Atmosphärenprofile, Messungen im Ozean und ökologische Sensoren erfassen unterschiedliche Orte und Zeiträume. Zusammen können sie helfen, Modelle mit realen Bedingungen abzugleichen, Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Eis, Ozean und Biologie sichtbar zu machen und das Verständnis einer sich schnell verändernden Arktis zu verbessern.