Antarktis-Blog Teil 3 | Polarjournal
Beim «Strafbacken». Schweizer Zopf schmeckt meinen französisch-italienischen Kollegen zu fade, weshalb mehr Zucker, Zitronenschale, Butter und Rosinen reinkommen. Ich nenne es dann Brioche. (Foto: Matthias Jaggi / SLF)

SLF-Techniker Matthias Jaggi berichtet von seiner Expedition in die Antarktis. Teil drei: Kisten schleppen, Loch graben und Strafarbeit.

Erschrocken stelle ich fest, dass mein letzter Blogbeitrag schon fast einen Monat her ist. Zeit, die schnell vergeht, ist bei mir meist ein gutes Zeichen. Rückblickend trifft dies auch zu, auch wenn an vereinzelten Tagen der Expeditionsblues hinter der Stationsecke hervorgespienzelt hat. Ja, auch wenn man wie ich das Privileg hat, in einer solch einzigartigen, verlassenen und beeindruckenden Ecke der Erde arbeiten zu dürfen, kann es passieren, dass man sich mal in den Hintern treten muss und sich der Gang zum Schneeprofil schwerer anfühlt als an anderen Tagen. Mir hilft dann, die tägliche Routine mit einer Kleinigkeit aufzubrechen und sich das Gefühl zu geben, unabhängig handeln zu können. Zum Beispiel das Nachtessen auszulassen und sich später selbst ein Müasli zuzubereiten, in den kurzen Hosen und ohne Funkgerät über den Platz zu rennen und die beissende Kälte zu spüren oder, unterdessen schon das dritte Mal, für‘s Frühstück Brioche zu backen. Der Küchenchef war anfänglich etwas skeptisch, doch die Italiener und Franzosen sind ja morgendliche Süssesser, und entsprechend hat das Anklang gefunden. So viel, dass ich mittlerweile zur Strafe backen muss, wenn ich irgendetwas auf der Station verpatze.

Ausblick aus meinem Schlafzimmer um Mitternacht. (Foto: Matthias Jaggi / SLF)

Die Traverse von Dumont d’Urville ist nach knapp zwei Wochen Fahrt in der ersten Dezemberwoche bei uns auf Dome C angekommen und damit der Rest von meinem Forschungsmaterial. So habe ich mich umgehend daran gemacht, die genommenen Schneeproben von Ende November aus dem Schneeprofil, deren Schneemikrostruktur wir in Davos mit dem Computertomographen untersuchen wollen, zu vergiessen. Weshalb und wie man Schneeproben vergiesst, würde ich gerne kurz erläutern. Stellt euch vor, man packt eine Schneeprobe in eine Kiste, klebt eine Briefmarke drauf und verschickt diese um den halben Globus. Dann hält man im besten Fall beim Klingeln des Pöstlers noch einen feuchten Karton in den Händen. Funktioniert also nicht!

Eiskernbohrer, der in Little Dome C eingesetzt wird und mit einer Seilwinde in das Bohrloch runtergelassen wird. (Foto: Matthias Jaggi / SLF)

Nun kann man hingehen und schauen, dass die Schneeprobe auf dem ganzen Transport gekühlt wird. Die Erfahrung zeigt aber, dass eine perfekte Kühlung auf einer Strecke von 15 000 Kilometern mit Umladen eher utopisch ist. Und hier ein kurzer Einschub: Auch wenn ich im Schneeprofil oft höllisch an den Händen friere, ist Schnee physikalisch gesehen ein extrem heisses und damit veränderungsfreudiges Material. Heiss deshalb, weil die Temperatur des Materials Schnee sogar hier, in einer der kältesten Regionen der Erde, nahe am Schmelzpunkt ist («hohe homologe Temperatur» heisst das in der Fachsprache). Stahl zum Beispiel, welcher bei den auf der Erde üblichen Temperaturen weit weg von seinem Schmelzpunkt ist (niedrige homologe Temperatur), verändert sein Gefüge und seine physikalischen Eigenschaften eigentlich nicht.

Die Hälfte der Eisbohrkerne vom Projekt „Beyond EPICA“ werden hier in der Antarktis als Backup unterirdisch gelagert. Durch die konstant kalten Temperaturen von -50°C in dieser unterirdischen Schneehöhle braucht es keine elektrische Kühlung. (Foto: Matthias Jaggi / SLF)

Schneeversand

Bezahlbare Kühltransporte können die homologe Temperatur von Schnee nicht so weit reduzieren, dass keine mikrostrukturellen Änderungen passieren würden. Und hier kommt das Vergiessen der Schneeproben ins Spiel. Füllen wir den Porenraum zwischen den Schneekristallen auf, verhindern wir, dass Wassermoleküle von der Kristalloberfläche wegsublimieren, sich anderswo wieder ablagern und so die Struktur verändern. Die Vergiessflüssigkeit muss natürlich ein paar spezielle Eigenschaften aufweisen. Zum Beispiel muss sie unterhalb des Gefrierpunkts gerade noch flüssig sein, darf Eis chemisch nicht lösen und sollte dann bei minus zwanzig Grad Celsius gefroren sein. Vergiessen konserviert also die Schneemikrostruktur, und wir können auch Monate später im Computertomographen noch messen, wie hier im Schneeprofil der Zustand war.

Rundgang zum unterirdischen Seismographen, der zum weltweiten Erdbebenmessnetz gehört. Dieser befindet sich fast 15 Meter unter der Schneeoberfläche in einem Schneebunker, in dem die Temperatur Sommer wie Winter konstant ist. (Foto: Matthias Jaggi / SLF)

Dann war mal noch Weihnachten und Silvester, aber das wird Mitte Januar zum Glück niemanden mehr interessieren. So kann ich getrost zu meinem Mitte-Saison-Schneeprofil überleiten. Dies war angedacht, zweieinhalb Meter tief zu sein. Das ist bereits eine Tiefe, wo man beim Graben eine Stufe einbauen muss, weil man den Schnee kaum mehr von Hand aus dem Loch schleudern kann. Gesagt, getan und um den Spassfaktor noch ein bisschen zu erhöhen, hat mein freiwilliger Helfer die Zeit gestoppt. So haben wir wie Tiger gegraben und waren nach 58 Minuten völlig ausser Atem auf der gewünschten Tiefe. Schneeprofilen ist fast wie Biathlon, beim Graben darf man sich völlig verausgaben, beim Charakterisieren des Schnees und Anwenden der Messgeräte ist dann aber wieder höchste Konzentration und exaktes Arbeiten angesagt.

Offizielle Weihnachtskarte 2023 von Dome C (Foto: Ricardo Scipinotti / PNRA, Italiantartide)

Prototyp im Test

Ich wende etablierte Messmethoden an, habe aber auch ein Prototyp-Gerät, das ich auf Herz und Nieren prüfe. Diese Entwicklung wurde mit finanzieller Unterstützung von Innosuisse durchgeführt, deren Ziel es ist, das Wissen aus der Forschung in Zusammenarbeit mit der Industrie so zu konkretisieren, dass es Marktreife erlangt und im Prinzip den Weg in die „breite“ Öffentlichkeit findet. Mit dem SnowImager des SLF soll es das erste Mal möglich sein, ein Schneeprofil grossflächig zweidimensional zu vermessen. Die bis anhin angewendeten Methoden sind im wesentlichen Punktmessungen und mit etwas Fleiss kann man solche durch Hintereinanderreihen zu einem eindimensionalen Profil zusammenführen.

Kurze Pause mit Tee aus dem Teeladen in Chur. Ein bisschen Heimweh kommt da schon auf. (Foto: Matthias Jaggi / SLF)

In den Alpen, wo die Schneeschichten meist recht horizontal verlaufen und eher homogen sind, repräsentiert ein vertikales, eindimensionales Profil die Schneedecke bereits recht gut. Mit dem SnowImager misst man aber zweidimensional. Ist man hier wieder fleissig und vermisst Profil um Profil, so erhält man quasi den dreidimensionalen, räumlichen Aufbau der Schneedecke. Da die antarktische Schneedecke weniger durch den Niederschlag, sondern mehr durch Windverfrachtungen geformt wird, ist ihre Schichtung sehr inhomogen. Um da eine saubere, physikalische Charakterisierung zu vorzunehmen, ist die zweite und dritte Dimension eigentlich unerlässlich. Dank unserem Industriepartner Davos Instruments AG ist auch der Prototyp des SnowImagers bereits in einem sehr brauchbaren Zustand, was ja bei Prototypen nicht zwingend gegeben ist. Und trotzdem erkennt man bei der Anwendung bei Wind, gefühlten Temperaturen von minus fünfzig Grad Celsius und kalten Fingern schnell, wo man bei der Überarbeitung im warmen Büro mit dem Rotstift nochmals anzusetzen hat. So habe ich also neben meinem Hauptprojekt noch ein kleines Nebenprojekt, was uns aber definitiv hilft, das Prozessverständnis der antarktischen Schneedecke zu verbessern.

Ansonsten bringen wir einmal pro Woche Kisten mit Eisbohrkernen von Little Dome C (Beyond EPICAProjekt) nach Dome C. Die Hälfte der Eisbohrkerne wird zwecks Langzeitlagerung hier auf Dome C unterirdisch eingelagert, die andere Hälfte per Kühlkontainer am Ende der Saison in verschiedene Labore in Europa verschifft, um sie weiter zu untersuchen. Beim Entladen von Kisten werden immer Freiwillige gesucht. Für mich ist das eine willkommene Abwechslung.

Beim Einlagern der Kisten, pro Woche mehrere Duzend, ist men/women-Power gefragt. Die Kisten wiegen jeweils gegen vierzig Kilogramm und müssen vom Transportschlitten in die Höhle getragen werden. (Foto: Matthias Jaggi / SLF)

Und schon bald geht es ans Packen…. Dazu später mehr.

Matthias Jaggi ist technischer Mitarbeiter in der Forschungseinheit „Schnee und Atmosphäre“ des SLF, wo er die Kältelabors des Instituts leitet. Als Ingenieur entwickelt er technische Lösungen und entwirft Experimente zur Messung von Schnee und Eis. Er plant, berät und führt regelmäßig Feldkampagnen zur Schneephysik in den Polarregionen durch.

Weitere Informationen über das Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF: https://www.slf.ch

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