Welche Bedeutung Meereseis für die Konstruktion von Schiffen hat und wie sich ihr Bau an den Klimawandel in der Arktis anpassen muss, erforscht ein TU-Wissenschaftler vor Ort.
Auf seinem Rechner scrollt Franz von Bock und Polach durch tausende Foto- und Videoaufnahmen. Weiße, unberührte Landschaften wechseln sich dabei mit mächtigen Schiffen und Detailaufnahmen von Schnee und Eis ab. Die Begeisterung für sein Forschungsgebiet ziert auch die Wände seines Büros an der TU Hamburg. Während sich ein Eisbrecher auf einem Foto den Weg durch die gefrorene Arktis bahnt, zeigen Zeichnungen seiner Kinder Schiffe in knallbunten Farben. „Die Arktis übt auf mich seit jeher eine große Faszination aus. Natürlich ist das eine unwirtliche Gegend, aber sie ergreift mich jedes Mal aufs Neue emotional“, so der Wissenschaftler. Die Eindrücke seines letzten Aufenthalts sind ihm noch frisch in Erinnerung.
Von Spitzbergen aus begann seine zweiwöchige Forschungsreise gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Deutschland, Frankreich, Kanada und den USA zum Nordpol. Während der Fahrt durch das fast zwei Meter dicke Eis sichteten die Forschenden Wale, Eisbären und Walrosse. Bei bis zu minus 15 Grad, 24 Stunden Tageslicht und stetigem Wind führte das Team der TU Hamburg gemeinsam mit dem Alfred-Wegener-Institut (AWI) Messreihen zu Schiffsgeschwindigkeit, Antriebsleistung und Temperatur des äußeren Schiffskörpers durch. Auch kontinuierliche Messungen zu Dicke und Lichtreflexion des Eises war Teil des Gemeinschaftsprojektes mit dem AWI. „War das Wetter gut, gingen wir auf das Eis und brachten Schneebojen für fortlaufende Messungen aus. Bei Nebel war dies aus Sorge vor Eisbären oft zu gefährlich“, beschreibt der TU-Experte die Bedingungen vor Ort.
Eis ist nicht gleich Eis
Zurück aus der arktischen Kälte gestaltet sich die Eisforschung in Hamburg zwar deutlich angenehmer, aber nicht weniger komplex. Denn wo Eis zuvor in rauen Mengen existierte, muss dieses im Labor erst künstlich hergestellt werden. „Würden wir für die Herstellung von Modelleis einfach Wasser einfrieren, ähnlich wie bei Eiswürfeln in der Gefriertruhe, dann wäre das für Modellversuche im Maßstab 1:30 viel zu fest. In Laborversuchen müssen wir also auch die Festigkeit von Eis entsprechend anpassen“, erklärt der Wissenschaftler. In einem 10 mal 80 Meter großen Eistank der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt (HSVA) geht das über einen feinen Wassernebel, der bei bis zu minus 20 Grad auf eine Wasseroberfläche gesprüht wird. Dabei entstehen Eiskristalle, die sich zu sogenannten Eiskörnern zusammenfinden, bis sie mit einem anderen Korn zusammenstoßen und nicht mehr horizontal weiterwachsen können. Im arktischen Meer kann so ein Korn eine Größe von mehreren Zentimetern im Durchmesser erreichen. Im Modellmaßstab sind sie viel kleiner.
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