Breaking the ice…

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Breaking the ice…
Weiterführende Aktivitäten:
Weltweite Beteiligung sichtbar machen
Im Rahmen von „Breaking the Ice“ findet am 1. März ein virtuelles Ballonsteigen statt.
Schulklassen setzen damit ein Zeichen, dass das internationale Polarjahr auch in ihren
Klassenzimmern begonnen hat und können gleichzeitig mitverfolgen, welche Schulen und
Länder ebenfalls an dieser Aktion teilnehmen werden.
Bis der Ballon fliegt, sind es nur wenige Schritte:
1. Untenstehenden Link anklicken und die Schule registrieren.
http://www.ipy.org/index.php?/ipy/detail/launch_a_virtual_balloon/
2. Unter dem Feld „Hinterlassen Sie einen neuen Gegenstand“ die genaue Adresse der
Schule anführen.
3. Auf einer Landkarte erscheint der Standort der Schule, der durch einen roten Ballon
markiert ist. Restliche Felder ausfüllen und die Informationen speichern.
WICHTIG: Unter „Tags“ ist der Code „ipylaunch2007“ einzugeben.
Kreativität ist gefragt!
Das Science Center Netzwerk lädt auch alle beteiligten Klassen aus Österreich ein,
Gedanken, Eindrücke und Erkenntnisse aus dieser Thematik kreativ aufzuarbeiten und an
unsere Emailadresse zu schicken ([email protected]). Fotos bzw. Artikel dazu
werden wir auf unserer Homepage veröffentlichen und auch einen Linkverweis auf die
Schulen anführen.
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anregung_fuer_diskussionen.doc
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Weitere Experimente
Siehe IPY-Website unter der Rubrik „IceActivities“
http://www.ipy.org/index.php?/ipy/detail/ipy_2007_2008_school_launch_event/
Anregung für weitere Diskussionen:
- Wasser dehnt sich aus, wenn es erwärmt wird. Kann die Erwärmung der Ozeane als
Ergebnis des globalen Klimawandels den Meeresspiegel beeinflussen?
Welches Experiment gäbe es, um dies herauszufinden?
- Warum schwimmt Eis auf dem Wasser? Was bedeutet das für Lebewesen im Wasser?
- Welcher Unterschied besteht zwischen Eisbergen und Polkappen bzw. Gletschern?
- Was sind die Unterschiede zwischen Nord- und Südpol?
- Welche Tiere sind durch das Abschmelzen der Polkappen in ihrem Lebensraum bedroht?
- Welche Gebiete der Erde sind bei einem Ansteigen des Meeresspiegels von Überflutungen
betroffen?
- Polares Kaltwasser vom Meeresgrund und warmes Oberflächenwasser vom Äquator bilden
die Grundlage für Verlauf, Bewegung und Strömungsgeschwindigkeit des Golfstroms.
Veränderte Meerestemperaturen durch geschmolzenes Polareis verändern diesen Kreislauf.
Wie könnte sich eine Abschwächung des Golfstroms auf das Klima in Europa
auswirken?
Welche Auswirkungen hat ein veränderter Golfstrom auf den Nährstoffkreiskreislauf
und die Fischbestände in einzelnen Meeresregionen?
Welchen Einfluss hat das auf die Speicherung von Kohlenstoff auf dem Meersgrund?
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Wasser und Eis: warum sollen wir sie untersuchen?
Wasser ist ein besonderes Molekül. Das Internationale Polarjahr gibt uns die Gelegenheit,
uns mit diesem Element des Lebens, vor allem in seinem gefrorenen Zustand, auseinander
zu setzen.
Wasser ist sowohl vergleichsweise einfach als auch bewundernswert komplex. Es besteht
aus zwei Teilen Wasserstoff, dem ersten Element, und einem Teil Sauerstoff, dem achten
Element im Periodensystem. Sein Verhalten auf dem Triple-Punkt, wenn sich Wasser in
flüssigem, festem und gasförmigem Zustand im Gleichgewicht befindet, versetzt sogar
Atomphysiker in Staunen.
Im Gegensatz zu anderen Molekülen ist Wasser in seinem flüssigen Zustand dichter als im
festen Zustand, weshalb Eis auf dem Wasser schwimmt. Lebewesen können aus diesem
Grund tief unter der schützenden Eisdecke im kalten Wasser überleben.
In unserem täglichen Leben ist Eis selbstverständlich. Durch die Tiefkühltruhe oder das
Eisfach im Kühlschrank ist es zur Kühlung und zum Einfrieren von Lebensmitteln für alle
leicht verfügbar. Die Eiserzeugung benötigt allerdings auch einen beträchtlichen Anteil an
Energie, üblicherweise in Form von Strom.
Eis ist ein perfektes Medium, mit dem wir, auf künstlerische und auf wissenschaftliche
Weise, die Wunder der Natur erforschen können um auf diesem Weg die Untersuchungen
des Internationalen Polarjahrs zu beginnen.
Klimaveränderung
Die Klimaveränderung ist in den Polarregionen gravierender als in anderen Teilen der Erde.
Ende des 21. Jahrhunderts könnte die Erwärmung 7-8°C betragen (andere Schätzungen
gehen von 10-15°C aus). Das Klima destabilisiert sich zuerst an den Polen, sie gelten daher
als Klimafrühwarnzonen.
Aus diesem Grund ist die Kryosphäre, der gefrorene Teil der Hydrosphäre, also die
Polkappen, das Treibeis und die Gletscher von besonderem Interesse für Wissenschafter,
die die globale Klimaveränderung und den Einfluss menschlicher Aktivitäten auf das Klima
und auf Ökosysteme erforschen.
Wenn die Polkappen schmelzen, fehlen große Reflexionsflächen für die Sonneneinstrahlung,
dadurch nimmt der Ozean noch mehr Wärme auf, der Effekt der Erwärmung verstärkt sich
noch zusätzlich.
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In den letzen 30 Jahren sind 20% der arktischen Meereisdecke verschwunden. Schätzungen
besagen, dass im Jahr 2080 (oder auch schon 2040) die Arktis im Sommer frei von Meereis
sein könnte.
Treibeis reflektiert, je nach Alter der Eis- und Schneedecke, 50-95 % der einfallenden
Sonnenenergie. Das offene Meer reflektiert nur 8%. Das Verschwinden des Treibeises
erhöht somit den Wärmeanteil, der vom Wasser absorbiert wird, beschleunigt den
Schmelzvorgang und führt zu einer weiteren Vergrößerung der Wasseroberfläche.
Wasser ist ein effektiver Wärmespeicher. Ein stärkerer Schmelzvorgang während eines
Sommers kann dem System soviel Wärme hinzufügen, so dass die Eisbildung im Winter des
kommenden Jahres unterbleibt.
Auch Grönland ist von der Erwärmung betroffen. Die Ränder der Eisdecke schmelzen
verstärkt während der Sommermonate. Im Winter dagegen fällt mehr Schnee im
Landesinneren. Um den Zusammenhang zwischen Schmelzvorgang und gestiegenem
Niederschlag zu verstehen, ist es notwendig beide Parameter sorgfältig messen.
Durch das Schmelzen der gesamten Eismasse von Grönland würde der Meeresspiegel
insgesamt um 7m ansteigen. Länder wie Holland oder Bangladesh wären damit unter
Wasser.
Welcher Unterschied besteht zwischen Eisbergen und Polkappen bzw. Gletschern?
Eisberge bestehen aus Salzwasser, Festland-Eis ist Süßwasser. Wenn dieses schmilzt,
verändert sich der Salzgehalt des Meeres. Das wiederum hat einen Einfluss auf die
Meereszirkulation. Süßwasser ist leichter als Salzwasser. Ein Effekt könnte sein, dass sich
der Golfstrom verändert, schwächer wird, was beispielsweise zur Abkühlung von
Skandinavien führen würde.
Was sind die Unterschiede zwischen Nord- und Südpol?
Am Nordpol schwimmt Eis größtenteils auf dem Wasser, am Südpol liegt es auf dem
Festland auf. Schmelzen von Eis am Südpol wirkt sich daher stärker auf den Anstieg des
Meeresspiegels aus. In der Antarktis ist das Klima rauer, Durchschnittstemperaturen von –
60°C, Stürme bis zu 300km/h sind häufig. Hier leben Pinguine. In der Arktis liegen die
Durchschnittstemperaturen bei –30°C, es gibt Eisbären.
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Am Südpol schmelzen vor allem die Randregionen, das „Schelf-Eis“, das von Meerwasser
unterspült ist. Wenn sich durch die Schmelze Spalten im Eis füllen, kann das zu
Sprengungen führen (dramatisch dargestellt im Film „The Day after Tomorrow“), wie sie
natürlicherweise in den letzten 10.000 Jahren nicht vorgekommen sind.
Am Südpol gibt es insgesamt Veränderungen, nur teilweise Erwärmung, teilweise auch
Abkühlung. Durch Abschmelzen des west-antarktischen Eisschilds würde der Meeresspiegel
um 5-6 m steigen. (Das wird in diesem Ausmaß in den nächsten 100 Jahren nicht
passieren.) Durch das Ozonloch über der Antarktis kommt es ebenfalls zu einer Abkühlung.
Rechnet man alle land gebundenen Eismassen wie Antarktis, Grönland, und Gletscher
zusammen, so würde deren Schmelzen einen Anstieg des Meeresspiegels um 60-70m
bewirken. Dies ist nur ein errechnetes und kein realistisches Szenario!
Einflüsse auf Tiere und Menschen
Robben brauchen Eisschollen zur Fortpflanzung. Eisbären brauchen Eisschollen zur
Robbenjagd. Werden diese dünner bzw. die Abstände zwischen ihnen zu groß, ertrinken
viele Eisbären oder wandern noch weiter nach Norden. Die Robben sind in ihrer
Fortpflanzung gefährdet.
Seeelefanten überwintern im Packeis, könnten durch Erwärmung im Bestand gefährdet sein.
Pinguine brüten auf hartem Eis. Königspinguine verbringen außerdem im Sommer pro Tag
8-10 Stunden auf Eisschollen, um Energie für die nächtlichen, tiefen Tauchgänge zu tanken.
Die Evolution ist ein zu langsamer Prozess für eine Anpassung an die aktuellen
Klimaveränderungen.
Für den Krill, der wichtigsten Nahrungsquelle u.a. für Wale, ist Eis wichtig, da ihr
Lebenszyklus daran gekoppelt ist. Durch Veränderung des Eises könnte das ganze
Nahrungsgefüge betroffen sein.
Durch Erwärmung des Wassers steigt der Stoffwechsel von Fischen, sie nehmen dadurch
mehr Schwermetalle auf. Die Belastung z.B. an Seesaiblingen mit Schwermetallen liegt
bereits über den Grenzwerten. Das stellt ein großes Problem für die Inuit und ihre
traditionelle Nahrungsversorgung dar.
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Für die Inuit (Eskimos) sind die Jagdgründe bedroht, ihr Lebensstil könnten sich grob
verändern müssen.
Auch für die Sami bahnt sich eine Änderung der Lebensweise an, wenn Permafrostböden
auftauen, Rentiere ihre Nahrung verlieren und die aufgetauten Regionen verwalden. Die
Erwärmung bringt auch neue Schädlinge, z.B. für den Wald mit sich.
Forschung
Der Nordpol wurde 1909 entdeckt, der Südpol 1911.
Das
erste
Internationale
Polarjahr
1882/83
war
das
erste
große
koordinierte
wissenschaftliche Großprojekt. Die Idee war, statt Forschungsexpeditionen mehrere
Forschungsstationen auszurüsten,
mit
einheitlichen Instrumenten, um simultan an
verschiedenen Orten einheitliche Messungen zu machen.
Österreich beteiligt sich am IPY 2007/8 mit dem FERMAP-Projekt, einer Expedition von 12
Personen zum Franz-Josefs-Land im Juli/August. Geplant sind Messungen zur Veränderung
von Gletschern, Permafrost und Ökosystemen.
Österreich bringt in die Polarforschung die Erfahrungen aus der Alpenforschung ein, die viele
Ähnlichkeiten hat. Während in den Alpen die Bedingungen für die ForscherInnen einfacher
sind, gibt es in deren Polarregionen weniger Einflüsse durch den Menschen, also bessere
Bedingungen, um den Einfluss einzelner Parameter zu messen.
Quellen und Links:
www.ipy.org
Ö1 Sendereihe Radiokolleg, Februar 2007
Blog einer deutschen Antarktisexpedition: http://blogs.dw-world.de/polarstern
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