Ein Sommer mit dem GreenFjord-Projekt

GreenFjord ist ein vierjähriges Forschungsprogramm, mit dem untersucht werden soll, wie sich der Klimawandel auf die Ökosysteme in Südgrönland auswirkt. Die Forschenden haben gerade eine erste intensive Feldsaison abgeschlossen, in der sie die Anwohner für sich gewinnen konnten. Der nächste Schritt wird die Analyse der Millionen von Datenpunkten sein, die sie gesammelt haben.

Sandrine Perroud 25.10.2023

Julia Schmale sind raue Forschungsumgebungen nicht fremd. In den vergangenen zehn Jahren verbrachte sie viel Zeit damit, entweder in einem Labor auf einer unbewohnten subantarktischen Insel zu arbeiten, wo das Polarmeer sich erstreckt so weit das Auge reicht, oder auf Eisbrechern, die mit dem arktischen Meereis trieben, immer weit weg von menschlichen Siedlungen. Das änderte sich 2022, als sie ein Konsortium von Experten für ein Forschungsprogramm mit dem Namen «GreenFjord» gründete, die Antragstellung leitete und dann den Wettbewerb des Schweizerischen Polarinstituts gewann, das sie zur Leiterin eines seiner vierjährigen Vorzeigeprojekte ernannte.

Südgrönland ist eine der Regionen, die dem Klimawandel am stärksten ausgesetzt sind, und es bleibt noch viel darüber zu lernen, wie ihre Ökosysteme auf diese Belastung reagieren werden. Das Gebiet ist aufgrund seiner Gletscher, einer Reihe von Fjorden, die in den Ozean münden, und Bergketten sehr komplex. Darüber hinaus sind die lokalen Gemeinschaften, die beispielsweise von Fischerei, Rentierzucht, Landwirtschaft und Tourismus leben, sehr anfällig für mögliche klimatische Störungen, die alle Lebensbereiche betreffen.

Julia Schmale auf dem Adolf-Jensen Schiff am 5. August 2023. © EERL / EPFL

Ganzheitlicher Ansatz

Das GreenFjord-Projekt zielt auf ein besseres Verständnis der Veränderungen in den Ökosystemen Südgrönlands ab. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben einen ganzheitlichen Ansatz gewählt, der die Messung der atmosphärischen Veränderungen, des lokalen Kohlenstoffkreislaufs, der Fjorddynamik, des Gletscherrückgangs und der allgemeinen biologischen Vielfalt umfasst. Sie bewerten auch die gesellschaftlichen Auswirkungen durch Befragung der lokalen Bevölkerung. Im Mittelpunkt des Projekts stehen zwei Fjordsysteme, von denen in einem die Gletscher im Wasser enden und in dem anderen sich das Eis so weit zurückgezogen hat, dass es an Land endet. Das letztere Fjordsystem ist ein Surrogat für die Zukunft.

Das Team des Biodiversitätsclusters beim Entnehmen von DNA-Proben, 3. September 2023, in Qajuuttap Sermia. © Virginie Marques / ETHZ

Das Projekt wird im Rahmen von sechs Forschungsclustern mit insgesamt rund 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an etwa einem Dutzend Forschungszentren in der Schweiz und im Ausland durchgeführt: «Die Auswirkungen des Klimawandels sind in Grönland drei- bis viermal größer als irgendwo sonst auf der Welt», sagt Schmale, «wir müssen die Prozesse verstehen, die bei der Umweltveränderung ablaufen, damit wir uns besser auf die Folgen vorbereiten, also anpassen können.» Das von ihr geleitete Forschungslabor Extreme Environments Research Laboratory (EERL) ist Teil des ALPOLE-Forschungszentrums für extreme und polare Umweltbedingungen auf dem Campus der EPFL Wallis Wallis.

Das Team des Bodenclusters bei der Probenauffindung und -entnahme im Tal oberhalb von Narsaq, 16. und 17. August 2023. © Anita Feierabend / ETHZ

Alltägliches Leben

Die Datenerhebungsphase des Projekts lief zwischen Mai und September dieses Jahres auf Hochtouren. Rund 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler besuchten das Gebiet und sammelten erfolgreich Millionen von Daten. Schmale vereinbarte mit der Narsaq International Research Station (NIRS) in Narsaq, einem Dorf mit 1300 Einwohnern, dass sie als Drehscheibe für GreenFjord fungiert. Ein völlig anderer Kontext für ihre Feldarbeit. Die Forschenden vor Ort sind in der Station und in anderen hölzernen und farbenfrohen Häusern des Ortes untergebracht. Sie tauchen in das Dorfleben ein, das sich hauptsächlich um Landwirtschaft, einen Schlachthof, Fischerei, eine Schule und eine Lebensmittelschule sowie um kommunale Dienstleistungen wie Feuerwache und Transportlogistik dreht. Es ist ein Dorf, in dem jeder jeden kennt und auf der Strasse grüsst.

Das Team des Meeresclusters mit einem Messinstrument für Methan im Meer, September 2023. © Jérôme Chappellaz / EPFL

Meer, Land und Eisberge

Mehrere Forschungsgruppen untersuchten die beiden kontrastreichen Fjorde mit grönländischen Forschungsschiffen, der Adolf Jensen und der RV Sanna. Sie bewerteten die Gesamtdynamik sowie Temperatur- und Nährstoffschwankungen, die Speicherung von Treibhausgasen wie Methan im Wasser und die Artenvielfalt in den Fjorden. Ausserdem legten sie ein Glasfaserkabel auf dem Meeresboden aus, um den abbrechenden Gletscher zu «belauschen», d. h. um den Massenverlust zu dokumentieren, wenn ein Eisberg abbricht. Zu diesem Zweck hat die Forschergruppe unter anderem auch ein Radar, Seismographen und Zeitrafferkameras aufgestellt.

Der Kryosphärencluster beim Verlegen eines Glasfaserkabels an der Westküste von Qajuuttap Sermia mit dem Adolf-Jensen-Schiff, 7. August 2023. © Dominik Gräff / UNZH

Staub aufspüren

Mehrere Gruppen sammelten Boden-, Wasser- und Gletschersedimentproben in Zusammenarbeit mit einem Team, das im Rahmen des Projekts Eco-Plains – einem interdisziplinären Forschungsprojekt der EPFL Fakultät für Architektur, Civil and Environmental Engineering (ENAC) – detaillierte Messungen des durch den Gletscherrückgang entstehenden Staubs durchführte. Eco-Plains wird von Schmale zusammen mit Ianina Altshuler, einer Assistenzprofessorin mit Tenure Track an der EPFL, und Devis Tuia, einem ausserordentlichen Professor an der EPFL, geleitet: «Staub kann den Prozess der Wolkenbildung verändern und zu veränderten Niederschlagsmustern führen», sagt Schmale. «Wenn sich Staubpartikel vom Boden in die Atmosphäre bewegen, können sie als Keime für die Bildung von Eiskristallen wirken und so die Wolken beeinflussen.» Die Wissenschaftlerinnen errichteten auch drei Wetterstationen – eine in Küstennähe und zwei weiter im Landesinneren – mit Instrumenten zum Sammeln von Luftpartikeln, darunter auch Staub, um zu messen, wie der Staub in die Luft aufsteigt.

An diesen in GreenFjord gesammelten Feldproben, aber auch an Eis-, Luft- und Wasserproben, wird eine DNA-Sequenzierung durchgeführt, um die biologische Vielfalt in Bezug auf Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen zu bestimmen und ein vollständiges Bild der biologischen Vielfalt der Region zu erhalten.

Eco-Plains Projekt: Einrichtung von Aerosol-Instrumenten an der autonomen Station oberhalb der Kuussuup-Sermia-Schwemmebene, um die Staubemissionen des Gletschers besser zu verstehen, 16. June 2023. © Julia Schmale / EPFL

Über den Wolken und Nebeln

Schmale und die anderen Forschenden blieben von den neugierigen Bewohnern von Narsaq nicht unbemerkt, vor allem als das Team eines seiner wichtigsten Instrumente zur Messung der atmosphärischen Zusammensetzung einsetzte – einen rot-weissen Fesselballon, der stolz das EPFL-Logo trägt. Acht Wochen lang schwebte er fast täglich über dem Dorf und wurde zu einer unterhaltsamen Show für die Dorfbewohnerinnen: «Ein junges Mädchen aus der Nachbarschaft kam jeden Morgen vorbei, um uns zu helfen, die Schnüre des Ballons zu lösen und die Knoten zu lösen, damit er fliegen konnte», sagt Schmale. Die Plattform ist so konstruiert, dass sie sich über die Wolken und den Nebel erhebt, die in der Region aufgrund der vielen Fjorde häufig vorkommen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden die von ihr beobachteten Luftpartikel untersuchen, um festzustellen, ob die Wolken und der Nebel das Ergebnis anthropogener Aktivitäten, natürlicher Fjordemissionen oder von Gletscherstaub sind.

In Narsaq bereitet Benjamin Heutte, PhD Student am EERL, das Material vor, das an dem Fesselballon befestigt wird, 29. Juni 2023. © Julia Schmale / EPFL

Kennenlernen der lokalen Gemeinschaft

In diesem Jahr richteten die Forschenden eine GreenFjord-Seite auf Facebook ein, die in dem Dorf sehr beliebt ist. Sie kündigten die Tethered-Ballonstarts an und luden die Einwohnerinnen und Einwohner von Narsaq dazu ein, da sie den Forschern bei ihrer Arbeit in der Region zuhören konnten. «Zu unseren Starts kamen Menschen jeden Alters, von Schulkindern bis zu Rentnern», sagt Schmale, «diese Veranstaltungen halfen uns, ihr Vertrauen zu gewinnen. Ich glaube, sie waren stolz darauf, dass ihr Dorf Schauplatz unserer Studie sein konnte. Wir haben auch einen Wettbewerb veranstaltet, um einen Namen für den Ballon zu finden. Der Gewinner war nattoralik, was auf Grönländisch ‹grosser weisser Seeadler›󠅒 bedeutet.»

Als sich im Juli Waldbrände in Kanada ausbreiteten, verdunkelte sich der Himmel über Narsaq durch den Rauch. Auch hier nutzten die Foirschenden ihre Facebook-Seite, um hilfreiche Informationen über das Geschehen und die Auswirkungen auf die Atmosphäre zu liefern.

Veränderungen in der Landschaft

Die Forschungsgruppe, die die Einwohnerinnen und Einwohner von Narsaq befragte, führte kommentierte Spaziergänge durch, bei denen die Anwohner die Wahrnehmung und historische Bedeutung von Landschaftsmerkmalen erläuterten. Ausserdem veranstalteten sie einen Fotowettbewerb, bei dem die Menschen Bilder einschicken konnten, die zeigen, was ihre Landschaft für sie bedeutet und wie sie sich ihrer Meinung nach in Zukunft verändern wird: «Der Gletscherrückgang bedeutet, dass es in ferner Zukunft wahrscheinlich nicht mehr viele Eisberge geben wird, was die Identität der lokalen Landschaft völlig verändern wird», sagt Schmale.

Datenanalyse und Spendenbereitschaft

Die nationale Zeitung Grönlands veröffentlichte in diesem Sommer einen langen Artikel über GreenFjord. Für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler war dies eine wichtige Anerkennung ihrer Feldarbeit und eine Erinnerung daran, dass sie eine Verantwortung gegenüber den Menschen in Grönland haben. Das Team wird die nächsten Jahre des Projekts damit verbringen, die vielen gesammelten Daten zu sichten und zu analysieren, die noch durch Laboranalysen gewonnen werden müssen. Später wollen Schmale und die GreenFjord-Leitung nach Narsaq zurückkehren, um die wichtigsten Ergebnisse ihrer Forschung zu präsentieren. Sie erklärt: «Dank unserer interdisziplinären Bemühungen werden wir in der Lage sein, die Auswirkungen des Temperaturanstiegs, des Gletscherrückgangs und der sich verändernden Fjorddynamik auf die lokalen Lebensgrundlagen besser zu beurteilen. Diese Daten werden uns auch wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wie sich ähnliche Fjordregionen in der Arktis, z. B. Spitzbergen, entwickeln könnten, was zu besseren Szenarien darüber führt, wie sich die Arktis entwickeln und das Klima auf globaler Ebene beeinflussen könnte.»