Von Mitte Juli bis Anfang August 2019 begaben sich vier Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen für drei Wochen auf eine Expedition in den Südlichen Ozean und die Marginale Eis Zone (MIZ) der Antarktis. Zusammen mit 89 weitern Wissenschaftlern aus 13 Nationen waren sie auf dem südafrikanischen Forschungsschiff S.A. Agulhas II unterwegs, um in vielzähligen Experimenten die Eigenschaften des Meereises zu untersuchen.

Die Wissenschaftler Dr.-Ing. Tommy Mielke und Felix Paul, B.Sc. vom Institut für Materialwissenschaften, sowie auch Prof. Jörg Schröder und Dr.-Ing. Carina Nisters vom Institut für Mechanik waren Teil eines interdisziplinären Projekts, finanziert durch das SA National Antarctic Project (Southern Ocean Seasonal Experiment – SCALE), um die Bedingungen in der Antarktis-Region ins Besondere in den Wintermonaten zu erforschen.

Die Polarregionen der Erde sind bedeckt von Meereseis, welches angetrieben durch atmosphärische Bewegungen, Wellenbewegungen und Meeresströmungen einer stetigen Dynamik ausgesetzt ist. Das Meereis spielt eine wichtige Rolle in der Bestimmung des Polar-Klimas und man geht davon aus, dass es auch einen entscheidenden Einfluss auf das Weltklima hat. Die Kräfte innerhalb des Agglomerats des Eises führen zur Bildung von so genanntem „Pancake“-Eis. Die Erforschung dieser Region ist eine wichtige Aufgabe für viele natur-und ingenieurwissenschaftliche Disziplinen.

Das multidisziplinäre Forschungsvorhaben der Cruise wurde geleitet von Associate Professor Marcello Vichi dem Direktor des Marine Research Institute an der Universität Kapstadt (UCT), und umfasste 17 verschiedene Forschergruppen mit unterschiedlichen Forschungsschwerpunkten aus den Bereichen Biologie, Chemie und Ingenieurwissenschaften. Eines der Forschungsteams, welchem auch die vier Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen angehörten, war das Sea-Ice Team unter der Leitung von Associate Professor Sebastian Skatulla (UCT). Während der Expedition konnte die Sea-Ice Gruppe erfolgreich Bohrkerne sowohl aus konsolidiertem Eis als auch aus „Pancake“-Eis entnehmen. Mit Hilfe dieser Bohrkerne konnten physikalische, chemische, biologische und mechanische Eigenschaften des Eises bestimmt werden. Unter anderem wurden Festigkeitsuntersuchungen, Untersuchungen zur thermischen Leitfähigkeit und zum Salzgehalt durchgeführt. Außerdem wurden mit einer vom Institut für Materialwissenschaften speziell für diese Expedition konstruierten Apparatur Proben des sogenannten Frazil-Eises genommen. Als Frazil-Eis bezeichnet man ein Gemisch aus Ozean-Salzwasser und ersten kristallinen Strukturen von Eis zwischen den Eisschollen. Für dieses Gemisch wurde neben dem Salzgehalt und der Temperatur insbesondere die Viskosität gemessen. Teil des Sea-Ice Teams waren ebenso Elektro-Ingenieure der UCT, die mit dem Einsatz von Bojen die Bewegungen der Eisschollen gemessen haben. Ein weiteres Projekt galt unter anderem der Beobachtung von Meereisbewegungen zur Definition der Grenzen der MIZ.

Die SCALE-Expeditionen werden von der South African National Research Foundation (NRF) über das South African National Antarctic Programme (SANAP) finanziert, mit Beiträgen des Department of Science and Innovation und des Department of Environmental Affairs.

Bericht der UCT zur Winter Cruise 2019 (engl.).