Zählen kann sie niemand. Es sind Aberbillionen winziger Partikel, die in den Ozeanen treiben. Grün sind sie, denn sie enthalten Chlorophyll. Pflanzliche Teilchen, die Photosynthese betreiben. Sie sind die VIPs unter den Schwebeteilchen. Wissenschaftler bezeichnen sie in ihrer Gesamtheit als Most Important Organism, denn sie produzieren 50 bis 80 Prozent des Sauerstoffs der Erdatmosphäre. Ohne sie hätten wir also keine Luft zum Atmen. Und: Sie speichern Kohlenstoff. Eine gigantische Masse, die – würde sie als Treibhausgas CO2 frei und entwiche in die Atmosphäre – die Erderwärmung dramatisch beschleunigen dürfte.

Das Phytoplankton sind die Bäume des Meeres.
Boris Koch, Alfred-Wegener-Institut für Polar und Meeresforschung

Es geht um Phytoplankton: Kieselalgen, Grünalgen, Dinoflagellaten oder Cyanobakterien. Diese pflanzlichen Schwebeteilchen sind die Nahrungsgrundlage im Stoffkreislauf des Meeres, entscheidend für unsere Luft und sie sind bedroht: Eine Studie aus dem Jahr 2010 zeigte, dass die weltweiten Phytoplanktonbestände vor allem infolge ansteigender Meerestemperaturen seit 1950 um etwa 40 Prozent zurückgegangen sind (Nature, David et al., 2010). 

"Das Phytoplankton sind die Bäume des Meeres", sagt der Chemiker und Umweltwissenschaftler Boris Koch, vom Alfred-Wegener-Institut für Polar und Meeresforschung (AWI). Er erforscht, wie und in welchem Ausmaß Mikroorganismen im Meer Kohlenstoff speichern (Jiao et al., 2014).

Dass die Abholzung tropischer Regenwälder, die Trockenlegung von Mooren oder die jährlichen Waldbrände in Südostasien die Erderwärmung beschleunigen, weil dabei Unmengen an gespeichertem Kohlenstoff zu Treibhausgas verpuffen, ist bekannt. "Über das im Meer gelöste organische Material wissen wir vergleichsweise wenig", sagt Koch, "weder, wo es herkommt, noch wie es abgebaut wird." Das aber wäre wichtig, um abschätzen zu können, wie viel die Ozeane als Kohlenstoffspeicher ausmachen. In Klimamodelle müsste dieser Effekt eingerechnet werden. Und womöglich müsste das Plankton genauso streng geschützt werden, wie Wälder, Moore und andere Biotope.

Deshalb ist Koch Anfang Juli mit dem deutschen Forschungsschiff Maria S. Merian zu einer Expedition zum größten Fjord der Welt aufgebrochen. An Bord sind 22 Wissenschaftler aus Deutschland, Dänemark, den Niederlanden, Norwegen und den USA. Ihr Ziel ist der 38.000 Quadratkilometer große Scoresby Sund an der Ostküste Grönlands, der in der Landessprache Kangertittivaq heißt. Zum Vergleich: Brandenburg ist knapp 29.500 Quadratkilometer groß. "Zwar ist der Kangertittivaq der mächtigste Fjord der Welt. Aber er ist bislang überraschend schlecht erforscht", sagt Fahrtleiter Boris Koch, der auch Vorsitzender der Deutschen Gesellschaft für Meeresforschung ist.

Allerdings geht es den Biologen, Physikern, Chemikern an Bord nicht um die Vermessung des 350 Kilometer weit ins Festland hineinreichenden Meeresarms, das hatte der englische Entdecker William Scoresby bereits 1822 geleistet. Ziel der Expedition ist, das chemische Gedächtnis des Fjords zu erforschen: Wie stabil ist das im Meer gelöste organische Material? Unter welchen Umständen wird der darin gebundene Kohlenstoff wieder frei? Welche Auswirkung hat die grönländische Eisschmelze auf die chemische Zusammensetzung des Wassers im Kangertittivaq?

Forscher nehmen Wasserproben von Bord des Forschungsschiffs "Maria S. Merian". © Alfred-Wegener-Institut

"Aktuell beträgt die jährliche Eisschmelze allein auf Grönland rund 300 Kubikkilometer". Koch nutzt einen anschaulichen Vergleich: "Wenn Sie von Dortmund nach Hamburg fahren – Luftlinie 300 Kilometer – und sich einen Eisblock vorstellen, der 100 Meter breit ist, dann wäre – bei 300 Kubikkilometern – dieser Block 10 Kilometer hoch." So hoch wie Flugzeuge fliegen. Jährlich verliert der grönländische Eispanzer einen solchen Dortmund-Hamburg-Süßwasser-Eisblock. Erwartbar ist deshalb, dass sich die chemische Zusammensetzung im Wasser der Fjorde ändert. 

Alles, was im Meer schwimmt, verrät etwas über dessen Geschichte

Koch hat mit seinem Team eine Methode entwickelt, die Konzentration der organischen Bestandteile des Wassers, wie etwa Phytoplankton, zu bestimmen (Koch et al., 2012). "Jeder Prozess, der im Meer abläuft, hinterlässt eine Art Fingerabdruck", sagt der 45-Jährige. "Wir konnten im Wasser feststellen, in welchem Meeresgebiet Algen gelebt haben und wie stark sie von Bakterien abgebaut wurden." Solche "Fingerabdrücke" könnten helfen, den Kohlenstoffkreislauf im Meer besser zu verstehen.

In diesem Jahr ist der bis zu 1.500 Meter tiefe Kangertittivaq noch nicht komplett eisfrei, das zeigen Satellitenbilder. Die Maria S. Merian ist kein vollwertiger Eisbrecher, sondern lediglich ein Eisrandschiff. "Der Vorteil ist aber, dass wir mit den Instrumentarien an Bord Daten wie Salzgehalt, Temperatur oder Strömungsrichtung in Echtzeit gewinnen können", sagt Koch, der hofft, dass das Schiff in einigen Tagen ohne Probleme in den Fjord vorstoßen kann. Mit Durchschnittstemperaturen von plus fünf Grad Celsius erreicht der arktische Sommer hier im Juli seinen Höhepunkt.

Der Kangertittivaq ist nicht der einzige Fjord, den die Expedition besucht. Um Vergleichsdaten zu sammeln, wird auch der eisfreie Arnarfjörður auf Island und der gut untersuchte Kongsfjord auf Spitzbergen angesteuert. Drei Jahre Vorlauf hatte die vierwöchige Expedition. Die eigentliche Arbeit beginnt erst danach. Erst dann werden die Wissenschaftler alle Daten analysieren, die Fingerabdrücke aus dem Meer mit anderen Daten abgleichen und hoffentlich erste Antworten darauf finden, welchen Einfluss die "Wälder der Meere" auf unser Klima haben. Nur weil die aus winzigen mit bloßem Auge unsichtbaren Schwebeteilchen bestehen, ist das nämlich kein Grund, sie einfach zu vergessen.

Die Crew um AWI-Forscher Boris Koch bloggt während der Expedition unter www.planeterde.de/logbuecher.