Arktis: Fische als Bioindikatoren

Seit 1997 erforscht Günter Köck gemeinsam mit Kollegen die Einflüsse von Klimaänderungen auf Fische aus Seen in der kanadischen Arktis. In jahrelanger Arbeit hat das Team nun erstmals eine genaue Tiefenkartierung des zehntgrößten arktischen Sees, des Lake Hazen, auf Ellesmere Island durchgeführt.
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Bild: Bei einer Eisdicke von rund 180 cm ein sehr schweißtreibendes Unterfangen: Günter Köck bohrt Löcher durch die Eisdecke des Lake Hazen in der kanadischen Arktis.

„Durch seine abgeschiedene Lage, seine enorme Tiefe und die im Vergleich zu anderen arktischen Seen höhere Sedimentationsrate stellt der rund 540 km2 große Lake Hazen ein hervorragendes Klimaarchiv dar“, sagt Günter Köck vom Institut für Zoologie und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. „Da Sedimentbohrkerne idealer Weise an der tiefsten Stelle entnommen werden, war die Suche dieses bisher unbekannten Punktes Voraussetzung für die weitere Arbeit.“ Die Teammitglieder konnten dabei als erste Österreicher Studien an diesem See durchführen. „Da die kanadischen Nationalparkverwaltung Forschungsgenehmigungen an diesem See restriktiv handhabt, war das auch eine Auszeichnung für unser kanadisch-österreichisches Team.“
Die Forscher haben sich aufgrund der extremen Rahmenbedingungen für eine eher ungewöhnliche Untersuchungsmethode entschieden. „Natürlich wären Echolotmessungen von einem Boot aus schneller gegangen“, erzählt Köck. „Doch der Einsatz von Booten wird aus zwei Gründen erschwert: Selbst im Sommer ist der See nur selten völlig eisfrei und kann so nicht zu Gänze befahren werden. Darüber hinaus wird auf dem riesigen See aus Sicherheitsgründen eine recht großes Boot benötigt, das nur mit enormem logistischem und finanziellem Aufwand zum See geflogen werden könnte.“ Die Forscher haben sich deshalb entschieden, die Echolotmessungen im Frühjahr durchzuführen, wenn der See noch eine geschlossene Eisdecke aufweist. Dabei wird das Messsignal mit dem Sensor direkt durch die Eisdecke geschickt. „Um die Messgenauigkeit zu überprüfen, mussten wir jedoch immer wieder Löcher durch die Eisdecke bohren“, so Günter Köck. „Bei einer Eisdicke von rund 180 cm ist das ein sehr schweißtreibendes Unterfangen.“ Für die Vermessung von über 360 Tiefenpunkten haben die Forscher mit SkiDoos mehrere hundert Kilometer auf dem See zurückgelegt. „Als Krönung der Arbeit haben wir an der tiefsten Stelle des Sees in 267 Metern Tiefe sechs Sedimentbohrkerne entnommen“, zeigt sich Köck stolz.
Das Projekt liefert damit nicht nur wertvolle topographische Seedaten, sondern bildet die Basis für die weitere klima- und schadstoffbezogene Langzeitforschung an diesem See. Darüber hinaus ist die Tiefenkartierung auch für andere Forschungsdisziplinen (z.B. Hydrologie, Geologie) von Interesse. So etwa ermöglichen die Daten nicht nur eine genauere Bestimmung des Seevolumens, sondern auch eine Schätzung der Wasseraustauschzeit.

Langjährige Arktisforschung

Seit 1997 werden im Rahmen der österreichisch-kanadischen Arktisforschungskooperation High-Arctic jährlich die Einflüsse von Klimaveränderungen auf Seesaiblinge aus Seen in der kanadischen Arktis untersucht. High-Arctic ist mittlerweile die mit Abstand detaillierteste Untersuchung zu diesem Themenkreis, die bisher in der kanadischen Arktis durchgeführt wurde, und ist auch das am längsten durchgehend laufende österreichische Arktisprojekt. Der Ausgangspunkt für das Projekt war eine in den 1990er-Jahren an Seesaiblingen aus Tiroler Hochgebirgsseen durchgeführten Studie, deren Ergebnisse einen möglichen Zusammenhang zwischen Metallanreicherung und Klimaänderungen vermuten ließen. Seit 1997 werden umfangreiche Untersuchungen an etwa 30 Seen auf sechs Inseln in der kanadischen Hocharktis durchgeführt. Als „Basislager“ fungiert die Forschungsstation von Polar Continental Shelf Project (PCSP) in Resolute Bay, wo dem Projekt umfassende logistische und technische Unterstützung zur Verfügung gestellt wird. Die Mitarbeiter analysieren in den Fischen Metalle wie Cadmium und Quecksilber, organische Schadstoffe und die Verteilung stabiler Isotopen. Einen Forschungsschwerpunkt des Projektes bildet seit mehreren Jahren die Untersuchung der Einflüsse der Klimaerwärmung auf die Quecksilberanreicherung im Ökosystem der arktischen Seen. Dieses Schwermetall reichert sich in der Nahrungskette an und ist daher für Tier und Mensch besonders problematisch.
Darüber hinaus werden paläolimnologische Untersuchungen an Seesedimenten durchgeführt. In den Sedimentbohrkernen lassen sich neben biologischen und physikalisch-chemischen Veränderungen im Ökosystem auch der Eintrag von Schadstoffen über Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte zurückverfolgen. Sedimentbohrkerne sind damit ein hervorragendes Klimaarchiv, mit dem Umweltveränderungen von der Vergangenheit bis in die Gegenwart erforscht werden können.

Zur Person

Günter Köck hat 1978 am Bundesgymnasium Gmunden maturiert und danach in Innsbruck Biologie studiert. Seine Fachgebiete sind die Fischbiologie und noch mehr die Erforschung von Umwelteinflüssen (Verschmutzung, Klima) auf die Ökologie unserer Gewässer. Zu diesen Themen hat er an der Universität Innsbruck viele Forschungsprojekte durchgeführt. Seit 1997 ist er Projektleiter der österreichisch-kanadischen Forschungskooperation „High Arctic“, seit 2004 Koordinator der internationalen Forschungsprogramme der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Er vertritt Österreich in vielen internationalen Gremien und ist Mitglied einiger wissenschaftlicher Beiräte. Er ist Mitherausgeber des Fachjournals „eco.mont“ und hat über 160 Publikationen veröffentlicht. Im Jahr 2000 wurde er mit dem Kanada-Preis der Universität Innsbruck und 2010 mit der kanadischen „Go for Gold“ Ehrenmedaille ausgezeichnet.