In ihrem Element
Die Biogeochemikerin Elisa Merz sitzt in einer Cargo-Maschine des US-Militärs. Direktflug von Christchurch, Neuseeland, mitten in die Antarktis. Mit an Bord fünf weitere Forschende aus ihrem Team. „Man kommt sich ein bisschen vor wie James Bond. Denn das sind diese riesigen Flugzeuge, die hinten die Klappen haben. Du sitzt da zwischen der Ladung, irgendwie in einem Seil angeschnallt, und das für acht Stunden. Die Toilette ist ein Eimer hinter dem Vorhang“, schildert es Merz. „Es gibt kein Essen, kein Trinken, keine Fenster, außer ganz kleine, aus denen du nicht wirklich rausgucken kannst… und es ist unfassbar laut.“ Der Beginn eines Abenteuers. Die Piloten müssen auf Sicht landen, bei schlechten Sichtverhältnissen kommt es vor, dass sie kurzfristig umdrehen müssen. Man wisse nie, wann man in der Antarktis ankomme, so Merz. Und wenn man einmal dort sei, wisse man nie, wann man wieder abreisen könne.
Merz forscht als Postdoc an der Universität Konstanz zu Kieselalgen, im Wasser lebenden Einzellern, die sehr wichtige Produzenten von Sauerstoff sind. Dabei interessiert sie vor allem, wie sie lange Dunkelphasen überleben, in denen sie keine Photosynthese betreiben können. Vereinfacht erklärt können Kieselalgen Stickstoffverbindungen, z. B. NO3, in hohen Konzentrationen speichern und werden damit bei ihrer Atmung unabhängig von Sauerstoff, der nicht gespeichert werden kann. Die Mikrobiologin erläutert: „Wenn kein Sauerstoff mehr vorhanden ist, nutzen die Kieselalgen Nitrat und schalten so von aerober Atmung auf anoerobe Atmung um. Und diese Nitrate finden sie in den Sedimenten vor, wo sie wachsen.“
Bei diesem Einsatz in der Antarktis arbeitet Merz als Forschungstaucherin in einem Großprojekt, das die Geologin und Mikrobiologin Dawn Sumner von der University of California Davis eingeworben hat. Gleichzeitig kann sie Proben für ihre eigene Forschungsarbeit entnehmen. Die Ausbildung zum Forschungstauchen hat Merz schon in ihrem Studium der Biowissenschaften an der Universität Rostock gemacht. Und die Begeisterung für die Antarktis bringt sie nach zwei vorhergehenden Aufenthalten dort ohnehin mit.
McMurdo als Zwischenstation
Die amerikanische McMurdo-Station ist die größte Forschungsstation in der Antarktis. Auf der Hut-Point-Halbinsel gelegen, dient sie als Ausgangspunkt für Feldforschung. Die Station gleicht einer Kleinstadt mit mehreren Gebäuden – dormitories, Schlafsäle, in denen man übernachtet, eine große Messe (Küche) für den Aufenthalt, Labore, zwei Bars und ein coffee house. Es gibt ein Krankenhaus dort, eine Feuerwehr und eine Kirche. Auch eine große Sporthalle darf nicht fehlen, mit Fitnessgeräten, Kletterwand und Kursen in Volleyball oder Yoga. Bedenkt man, wie abgeschieden sich die McMurdo-Station befindet, eine beeindruckende Arbeitsstätte. Einige Forschende überwintern dort sogar.
Die Mahlzeiten in der Kantine schaffen eine Tagesroutine – Frühstück bis 7 Uhr, ab 12 Uhr Mittagessen, 17.30 Uhr Abendessen. Wenn die Flugzeuge fliegen, werden sogar frische Lebensmittel geboten. Ansonsten arbeitet das sechsköpfige Forschungsteam in den Laboren oder nimmt an Trainings teil, die sie in einer Woche für die Forschung im Feld vorbereiten: Welchen Gefahren begegnet man in der Antarktis? Wie bedient man die Funkgeräte und geht mit den Survival Caches um – Behältnissen mit Kocher und haltbarer Nahrung? Wie erkennt und behandelt man Erfrierungen? Und beim Bystander intervention training geht es um richtiges Verhalten, wenn jemand im Team Opfer von Diskriminierung oder sexuellen Übergriffen wird. Das ist ebenfalls ein wichtiger Programmpunkt, zumal sich die Menschen im Feld in einem großen Abhängigkeitsverhältnis voneinander befinden.
„Ich mag die Station, weil das Leben dort sehr geschäftig ist, man langweilt sich überhaupt nicht“, sagt die Wissenschaftlerin. „Allerdings hast du auch keine ruhige Minute. Wenn du mal ein bisschen allein sein und abschalten willst, musst du schon spazieren gehen, natürlich nicht ohne Funkgerät und nur auf vorgesteckten Routen.“
Elisa Merz
Außenposten an einem besonderen See
Mit dem Hubschrauber werden die sechs ForscherInnen zum Lake Fryxell geflogen, der sich im McMurdo Dry Valley auf dem antarktischen Festland befindet. Seine Umgebung ist extrem trocken – Wüste, also keine weiße Schneelandschaft, sondern Schottergrau. Der See ist das ganze Jahr über mit einer vier bis fünf Meter dicken Eisschicht bedeckt und bietet einige biologische Besonderheiten.
Sein Wasser enthält nur in bis zu zehn Metern Tiefe Sauerstoff, darunter nicht mehr. Solche anoxischen Bedingungen herrschen sonst in der Tiefsee oder an sehr tiefen Stellen in Binnenseen wie dem Bodensee, bei 50, 70, 100 Metern Tiefe, also tiefer, als Taucher normalerweise gehen. Dagegen sind 10 Meter durchaus tauchbar. „Der See ist auch besonders, weil dort keine makrozoologischen Lebewesen leben, also keine Fische und auch keine großen Algen, sondern nur jede Menge Mikroorganismen“, erklärt die Mikrobiologin. „Durch seine geschlossene Eisdecke gibt es keinen Wind und keine Strömung, dieser See mischt sich also auch nicht. Außergewöhnlich gut können wir daher die mikrobiellen Matten am Seegrund sehen, wie wir Gemeinschaften von Mikroorganismen nennen, die wie Lasagne geschichtet auftreten. In diese Schichten ist kein Wurm zerstörerisch eingedrungen und hat sich keine Muschel eingegraben.“
Forschen am Lake Fryxell ist ein anderes Kaliber als McMurdo. Beheizt sind nur die eine Hütte, in der sich Küche und Gemeinschaftsraum befinden, und die vier Labore. Geschlafen wird im Zelt. Ansonsten gibt es noch zwei Toilettenhäuschen, wo man zwischen festen und flüssigen Exkrementen trennen muss, da alles wieder per Helikopter wegtransportiert wird. Aus diesem Grund auch ist Duschen nicht drin. In diesem Fall sechs Wochen lang. Das Ökosystem muss intakt bleiben.
Kurz vor dem Abflug nach Lake Fryxell. V.l.n.r.: Marisol Juarez Rivera (University of New Mexico, UNM), Tyler Mackey (UNM), Elisa Merz, Abbey Dias (UC Davis).
Das Feldlager am Lake Fryxell.
Abendessen in der beheizten Hütte am Lake Fryxell.
Vorbereitung für den Tauchgang.
Mikrobielle Matte, dem Lake Fryxell entnommen.
Weißer Kontinent.
Sich warm anziehen hat höchste Priorität, mit extreme weather clothing wurden die fünf Frauen und ein Mann schon in Neuseeland ausgerüstet. Das Klima ist extrem trocken und das Gefühl von Kälte wird von dem ständigen Wind verstärkt. Im Zelt schlafen sie auf Schaumstoffmatten plus Isomatten, in einem Schlafsack mit Fleece-Inlet. Merz erzählt: „In den ersten Nächten habe ich auch mit Mütze und Handschuhen geschlafen, weil es wirklich kalt war. Wir haben auch Wärmflaschen in den Schlafsack gepackt.“
Das Forschungs-Team betreibt die Hütte selbst, wobei der Tag immer gleich abläuft. Nach dem Aufstehen gehen die ForscherInnen in die Hütte zum Frühstück und machen anschließend die Morgenbesprechung. Hier geht es ums Wetter, aber auch das persönliche Befinden der einzelnen. Anschließend ziehen sie sich die Ausrüstung an, brechen ins Field Camp auf – also zum Tauchloch, vor dem sich ein Zelt befindet – und bereiten die Tauchgänge vor. Für die Tauchgänge werden drei Leute benötigt, die anderen gehen danach wieder zurück zur Feldstation, um ihre Proben im Labor zu analysieren. Nach dem Tauchen werden die Tauchflaschen wieder gefüllt. Und abends wird gekocht, gegessen, sauber gemacht – und frisches Wasser besorgt. Das heißt, Eis vom Gletscher holen und schmelzen. Und danach gehen alle meist schlafen.
Tauchgänge bei minus 20 Grad Außentemperatur
„Man stellt sich das so wahnsinnig kalt vor, aber im Wasser hat es immerhin vier Grad für die Taucherin.“ Den Knochenjob, so Merz, mache die Person, die den Tauch-Umbilical (die Versorgungsleitung des oberflächenversorgten Tauchens) in der Hand hat, d.h. oben Leine gibt oder aufnimmt, und damit direkten Kontakt hält. Diese steht vor dem Zelt und ist direkt Wind und Kälte ausgesetzt. „Wir wechseln uns dabei zwar ab, aber wenn du mal 45 Minuten draußen stehst, wird es grenzwertig“, sagt Merz. „Wir stecken dann kleine Heizkissen, toe warmers, in die Schuhe oder in die Handschuhe.“ Der bzw. die Dritte im Bunde ist der Sicherungs-Taucher, der komplett in Tauchmontur ist, um bei Problemen sofort dem Tauchenden beistehen zu können. Auch in dieser Position werde es „frisch“, weil die Tauchschuhe keine dicken isolierten Boots sind, aber man befinde sich wenigstens im Zelt.
„Unter Wasser bin ich wie in einem Traum – unvergleichlich, sich als Mikrobiologin in einem Ökosystem zu befinden, das rein mikrobiologisch ist. Hauptsächlich bin ich in einem Areal getaucht, das wir Golden Meadows getauft haben, weil sich dort so zahlreiche braun-goldene Kieselalgen befinden, die den Grund färben. All das direkt vor dir zu sehen, macht die Forschungstaucherei so wunderbar. Beobachten kannst du so etwas auch auf einem Bildschirm oder in einem Video, aber man erlebt es nicht so hautnah.“
© AbbeyDiasGolden Meadows, die gold-kupfern schimmernden Unterwasser-„Wiesen“.
Unter Wasser sticht die Taucherin Sedimentkerne, d.h. sie steckt eine Plexiglasröhre ins Sediment und holt damit eine Probe heraus. Auch positioniert sie unter Wasser Messgeräte über einer mikrobiellen Matte für Messungen und die Fotodokumentation oder entnimmt Biomasseproben, indem sie mehrere Schichten aussticht und in Plastikbehältern wieder an die Oberfläche bringt. Die Proben werden zum Teil vor Ort in den Laboren analysiert und die Daten ausgewertet, einige lässt sie später auch für weitere Analysen per Schiff nach Amerika bringen.
Neben den Witterungsbedingungen in der Antarktis ist es auch zwischenmenschlich in der Abgeschiedenheit recht herausfordernd. Merz nennt es „unglaublich anstrengend“, mit so wenigen Leuten auf so engem Raum zu sein: „Man macht alles miteinander. Also, man isst zusammen, kocht zusammen, arbeitet zusammen, man ist einfach nie allein. Selbst am Sonntag, wenn wir da mal Zeit frei hatten, gingen wir miteinander spazieren oder saßen auf dem Sofa. Sich seine persönliche Zeit abzugrenzen ist sehr schwierig.“ Bei sechs Wochen im Feld habe jeder mal einen schlechten Tag. Es sei wichtig, das offen zu kommunizieren, rät die Wissenschaftlerin, damit niemand das persönlich nehme.
Und ein Fazit? Merz meint: „Entweder du hasst diese Feldforschung in der Antarktis, oder du liebst sie. Dazwischen gibt es nichts.“ Sie gehört zu denen, die sie lieben.
© AbbeyDiasElisa Merz ist promovierte Biogeochemikerin und forscht als Postdoc in der Arbeitsgruppe von Peter Kroth (Pflanzen Ökophysiologie) an der Universität Konstanz. Als Forschungstaucherin war sie auf unterschiedlichen Stationen in der Antarktis: von Oktober bis Dezember 2016 (King George Island, Base Carlini/Argentinien, Dallmann Labor/ Deutschland/ AWI), von November 2024 bis Januar 2025 und von Oktober bis Dezember 2025 (McMurdo/Lake Fryxell camp).
