Am 20. September 2019 stach die Polarstern im norwegischen Tromsø in See. Kurs: entlang der norwegischen und russischen Küste und dann nach Norden. Vor ziemlich genau einem Jahr erreichte das Schiff am Rand des Meereises eine Stelle, die stabil genug schien, um sich an ihr festfrieren zu lassen. Markus Rex ist Atmosphärenphysiker am Alfred Wegener Institut und leitet die Mosaic-Expedition. Er sagte vor Beginn der Expedition: "Wir wollen uns die Klimaprozesse der Zentralarktis ganz genau angucken, die Prozesse, die Atmosphäre, Ozean, Eis ganz eng aneinander koppeln. Was das Ökosystem damit zu tun hat und was die Biogeochemie damit zu tun hat."

Mitte Oktober brach die Polarnacht an. Völlige Dunkelheit umgab das Schiff und die Temperaturen fielen auf unter minus 40 Grad Celsius. Mit Stirnlampen und Überlebensanzügen machten sich die Forscher daran, die Atmosphäre, den Ozean, das Meereis, die Biogeochemie und das Ökosystem rund um das driftende Schiff zu untersuchen. Mit dabei war damals die Sicherheitsingenieurin Bjela König vom Alfred-Wegener-Institut: "Die gefährlichste Situation war schon auch immer dann, wenn man kräftige Aufbrüche in der Scholle hatte."

Innerhalb von Minuten schieben sich dann zwei Eisschollen gegeneinander und riesige Presseisrücken türmen sich auf. Man müsse sich das vorstellen, wie ein kleines Erdbeben, erklärt Bjela König: "Also das rumpelt wirklich, das vibriert. Und diese großen Schollen, die sich dann übereinander schieben die sind schon nicht zu unterschätzen. Also man sollte da Abstand halten. Manchmal hat man natürlich auch die gegenteilige Reaktion, dass sich dann Risse auftun auf einmal im Eis und plötzlich große freie Wasserflächen zwischen zwei Schollen entstehen. Und in dem Moment muss man schauen: Wo steht man, wo ist man gerade in der Situation? Kommt jetzt sozusagen eine offene Wasserfläche zwischen mich und das Schiff? Ist mein Rückweg unter Umständen abgeschnitten?"

Noch heikler wurden diese Situationen im späten Winter, als die Temperaturen langsam stiegen und das Eis sich stärker bewegte. Zu der Zeit war Torsten Kanzow Fahrtleiter auf der Polarstern: "Eine Zone, in der sich immer wieder das Eis aneinander bewegte die verlief tatsächlich direkt durch das Schiff hindurch. Und da waren wir diesen Bedingungen eben sehr stark ausgesetzt, was dann eben auch bedeutete dass wir die Möglichkeit hatten, diese Eisdynamik mitzumessen und auch die Implikationen. Das heisst es ging teilweise das Eis zurück und es tat sich offenes Wasser auf und das sind natürlich Momente in denen sehr viel Energie zwischen Ozean und Atmosphäre ausgetauscht werden kann. Und diese Sachen konnten wir alle messen, das war schön und in dem Maße, wie uns das da ereilte, auch sehr überraschend. Auf der anderen Seite war es eine große logistische Herausforderung in diesen Bedingungen überhaupt diese Messungen durchzuführen und die Energieversorgung für die Stationen auf dem Eis aufrecht zu erhalten. Das war eine besondere Teamleistung die da erforderlich ist, um diese Messungen fortzuführen und es war insofern tatsächlich nicht sehr einfach."

Torsten Kanzow und sein Team blieben deutlich länger an Bord der Polarstern als eigentlich geplant, denn die Reisebeschränkungen im Zuge der Corona-Pandemie trafen auch die Expedition. Das nächste Team verbrachte mehrere Wochen in Quarantäne und durchlief wiederholte Coronatests, bevor es Mitte Mai mit zwei Schiffen Bremerhaven verließ und die Gewässer vor Spitzbergen ansteuerte. Da beide Schiffe keine Eisbrecher waren, musste die Polarstern für einige Wochen ihre Position im Meereis verlassen und ihnen entgegenfahren. Vor Spitzbergen fand dann der Ausstausch der Teams auf See statt.

Anderthalb Monate war die Meereisökologin Giulia Castellani vom Alfred-Wegener-Institut so unterwegs, bis sie Mitte Juni mit der Polarstern das Eis erreichte. Ihre Eindrücke: "Das Eis ist einfach atemberaubend. Jedes Mal wieder. Sobald das Schiff ins Eis bricht, spüren Sie ein Rumpeln und der Lärm des brechenden Eises – das ist etwas wirklich Besonderes. Sofort sind alle Wissenschaftler an Deck und verbringen Stunden damit, Fotos zu machen. Die Eisschollen brechen auf, kippen um und geben einige ihrer Geheimnisse preis. Man sieht die Algen an ihrer Unterseite, manchmal kleine Fische und Vögel tauchen auf. Das Licht und die Eislandschaft verändern sich ständig. Man kann dort wirklich stundenlang stehen und schauen, ohne das es langweilig wird. Es wird einem höchstens kalt."

Giulia Castellani interessiert sich für den Polardorsch, der im arktischen Ozean weit verbreitet ist. Er ist die Hauptnahrung vieler Seevögel und Robben, die wiederum von Eisbären gefressen werden. Dadurch spielt der Polardorsch eine entscheidende Rolle im Nahrungsnetz des Arktischen Ozeans. Allerdings weiß die Forschung bis heute so gut wie nichts über diese Fischart. Deshalb hat Giulia Castellani regelmäßig Tiere gefangen, um sie zu untersuchen.

"Wir haben viele junge Fische in wassergefüllten Spalten und Rissen im Eis entdeckt, die viel zu klein sind für ein Netz oder einen Kescher. Also steckten wir einen kleinen Stab in die Spalten um die Fischlein ein bisschen zu stören. Sie schwammen dann an die Oberfläche. Es wirkte wirklich so als seien sie neugierig und wollten uns anschauen. Und dann konnten wir sie einfach mit der Hand fangen. Wir haben gelernt, dass das eine wirklich gute Methode ist, um Polardorsche zu fangen.

Die Forschungsarbeiten an Bord waren genau durchgetaktet, erinnert sich John Paul Balmonte: "Jeden Montag haben einige von uns Eisbohrkerne gesammelt, die wir dann in den folgenden Tagen untersuchten. Und Donnerstags haben wir immer vom Schiff aus Wasserproben aus verschiedenen Tiefen genommen. Mit deren Analyse waren wir dann auch jedesmal ein paar Tage beschäftigt."

Der Meeresforscher interessiert sich dafür, welche Mikroorganismen im Arktischen Ozean leben und wie sie dort zurecht kommen: "Was mich wirklich fasziniert hat, war, dass - obwohl wir ja alle auf diesem engen Schiff gelebt haben - zum Teil Stunden oder Tage vergingen, bevor ich andere Menschen wiedergetroffen habe. Durch die vielen Messstationen auf dem Eis und die verschiedenen Labore auf dem Schiff haben wir uns so stark verteilt, dass man die anderen richtig vermissen konnte."

Ende Juli war das Eis rund um die Polarstern so brüchig geworden, dass die Messstationen auf der Scholle abgebaut und an Bord verstaut werden mussten. Jetzt, nach der Rückkehr des Schiffes liegt der größte Teil der Arbeit noch vor den Forschern, sagt Torsten Kanzow. Die Daten müssen ausgewertet werden: "Die allermeisten Erkenntnisse werden im Verlaufe der nächsten Jahre kommen. Und das wird sicherlich ein Zeitraum sein von mindestens fünf Jahren bis man in der Gänze begriffen hat, was wir eigentlich herausgefunden haben."