Wissenschaftliche Expeditionen erfordern eine monatelange Planung, bevor die Wissenschaftler die ersten Daten erheben können.
Ein Bellen zerreisst die arktische Stille und weckt Anna. Sie hat nur drei Stunden geschlafen, nachdem sie die letzte Probe gesammelt hatte. Anna schnappt sich ihr Gewehr, verlässt das Zelt und tritt in der Nacht auf das Eis hinaus. Sie streichelt den Wachhund, den sie ein paar Tage zuvor gemietet hat. Vielleicht ist es nur ein Fehlalarm, aber sie sucht die Dunkelheit nach Eisbären ab und hofft, dass sie sich im Fall der Fälle an ihre Ausbildung erinnert. Sie kann es sich nicht leisten, die Proben zu verlieren. Und auch nicht das Leben.
Diese Situation ist kein Zufall. Sie ist das Ergebnis monatelanger Vorbereitungen von Anna Carratala Ripolles, Wissenschaftlerin am Labor für Umweltbiologie der EPFL, auf eine Expedition, bei der sie Bakterien in den unberührten Seen Grönlands sammeln will. Die Feldarbeit bietet den Wissenschaftlern Informationen aus erster Hand darüber, wie sich die untersuchten Elemente in einer realen Umgebung verhalten, die viel komplexer ist als die des Labors. "Die Arbeit im Labor kann unter bestimmten Bedingungen Antworten auf sehr spezifische Fragen liefern. Aber nur die Feldarbeit kann in komplexen natürlichen Umgebungen relevante Antworten liefern", fasst Anna Carratala Ripolles zusammen.
Eine wissenschaftliche Expedition ist mehr als nur das Bewegen von Ausrüstung auf dem Feld. Hinter jeder Forschungsmission stehen monatelange Vorbereitungen. Bevor die Wissenschaftler ihre ersten Proben entnehmen oder Daten sammeln können, müssen sie viele Fragen klären. Gibt es eine Forschungsstation - Gibt es Hotels in der Nähe - Ist der Ort so abgelegen, dass man in Zelten schlafen muss - Andere Expeditionen finden an Bord von Forschungsschiffen statt, was die Organisation eines grossen Konsortiums mit verschiedenen Einheiten erfordert.
"Die Vorbereitungen für grosse Expeditionen an Bord eines grossen Eisbrechers beginnen oft ein Jahrzehnt, bevor die wissenschaftliche Arbeit wirklich beginnen kann", erklärt Julia Schmale, die das EPFL-Forschungslabor für extreme Umgebungen innerhalb der ENAC-Fakultät leitet. Sie ist es gewohnt, Expeditionen in die Polarregionen zu unternehmen, um die Eigenschaften von Aerosolen zu untersuchen.
"Guilhem Banc-Prandi, wissenschaftlicher Leiter des Labors für biologische Chemie der EPFL am ENAC und Direktor des Translational Red Sea Center (TRSC), ergänzt: "Zunächst definieren wir unsere Ziele sowie die Werkzeuge und Methoden, die wir verwenden werden, um diese Ergebnisse zu erzielen.
Die Arbeit im Labor kann unter bestimmten Bedingungen Antworten auf ganz bestimmte Fragen liefern. Aber nur die Feldarbeit kann in komplexen natürlichen Umgebungen relevante Antworten liefern.
Anna Carratala Ripolles, Wissenschaftlerin am Labor für Umweltbiologie der EPFL
Missionen zur Standortbestimmung
Häufig findet die Feldarbeit an abgelegenen Orten statt, wo die tatsächlichen Bedingungen schwer vorherzusagen sind. Die Teams führen daher häufig Erkundungsfahrten in der Region durch. "Es ist nicht immer möglich, anhand von einfachen Online-Bildern zu erkennen, was wir wirklich tun können", erläutert Julia Schmale. "Wir gehen vor Ort, machen einige Beobachtungen, sprechen mit den Leuten und organisieren alles, bevor die intensiven Feldbeobachtungen beginnen können." Die Professorin bezeichnet dies als "Logistik statt Wissenschaft".
Um in bestimmten Regionen wissenschaftlich tätig zu sein, müssen die Forscherinnen und Forscher ausserdem ihre weisse Weste zeigen und nachweisen, dass ihre Operationen den Vorschriften und der Erhaltung der Ökosysteme entsprechen. "Die örtlichen Behörden verlangen ein detailliertes Protokoll der Aktivitäten, bevor sie die Erlaubnis erteilen, vor Ort zu arbeiten", sagt Anna Carratala Ripolles.
Sich auf das Unerwartete vorbereiten
Aber selbst wenn alles bis ins kleinste Detail geplant und detailliert ist, hat die Realität vor Ort das letzte Wort. Auf Expeditionen müssen die Wissenschaftler mit dem Unerwarteten rechnen: vom Verlust wissenschaftlicher Ausrüstung über extreme Wetterbedingungen bis hin zur realen Bedrohung durch Eisbären. Um damit umgehen zu können, kultivieren sie ihre Anpassungsfähigkeit. "Wir müssen akzeptieren, dass wir nicht alles unter Kontrolle haben", sagt Anna Carratala Ripolles. "Wir müssen in der Lage sein, unsere Ziele anzupassen und kreative Lösungen zu finden, auf die wir im Labor nicht gekommen wären." Für Julia Schmale macht ein Element den Unterschied bei der Entwicklung dieser Anpassungsfähigkeit aus: "Durch Erfahrung wird alles weniger unberechenbar."
Alle technischen oder sicherheitsrelevanten Schulungen müssen absolviert werden, bevor man an der Anlage ankommt. So müssen Wissenschaftler, bevor sie in die Polarregionen reisen, über Sicherheitsmassnahmen im Umgang mit Eisbären aufgeklärt und im Umgang mit Schusswaffen geschult werden. Um sicher im Roten Meer zu tauchen, wo es keine Infrastruktur zur Unterstützung wissenschaftlicher Expeditionen gibt, muss das Team von Guilhem Banc-Prandi "auf Sicherheit und Rettung vorbereitet und geschult werden".
Angesichts unvorhergesehener Ereignisse müssen die Wissenschaftler ihre Datenerhebungsstrategien anpassen, ohne die Ziele der Mission zu gefährden. "Wir sind immer versucht, so viele Proben wie möglich zu sammeln, aber wir müssen uns der Realität stellen", gibt Guilhem Banc-Prandi zu. Aus diesem Grund führen die Forscherinnen und Forscher vor einer Expedition eine Machbarkeitsstudie durch, um die erforderliche Mindestmenge an Daten zu ermitteln. "Wir planen in der Regel dreimal so viel Zeit ein, wie wir glauben, dass wir für die Datenerhebung benötigen", sagt Julia Schmale. Für Anna Carratala Ripolles steht die Sicherheit an erster Stelle: "Wenn wir nicht mehr Proben nehmen können, dann ist das eben so. Wir geben unser Bestes mit dem, was wir haben"
Es geht jedoch nicht immer um die Menge der Daten. Manchmal ist es eine einmalige Situation, die den Forschern die meisten Informationen bescheren wird. "Es ist schwierig zu planen. Wir müssen immer in Alarmbereitschaft sein und die Instrumente bereithalten", erklärt Julia Schmale.
Die Zusammenarbeit mit lokalen Partnern ist entscheidend
Ein Punkt, in dem sich alle Forscher einig sind, ist die Bedeutung der Zusammenarbeit mit lokalen Partnern für den Erfolg der Missionen, und zwar schon bevor das Team am Einsatzort eintrifft. Dieser kollaborative Ansatz erleichtert nicht nur die Durchführung der Expedition, sondern ermöglicht auch die Mitentwicklung von Technologien, die den lokalen Gemeinschaften zugute kommen, und macht die Wissenschaft somit menschlicher. "Das Treffen mit unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern am Roten Meer erinnert uns daran, warum wir das alles tun. Wir bringen ihnen Technologien, die sie in ihrem Alltag brauchen, um die Korallenriffe zu schützen", sagt Guilhem Banc-Prandi, der die Auswirkungen des Klimawandels auf diese empfindlichen marinen Ökosysteme erforscht. Ob im Roten Meer oder in Grönland, bei all diesen Aktionen ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Mitarbeiter vor Ort neue Techniken erlernen und vor allem ihre Selbstständigkeit stärken können.
Die Arbeit an Orten, an denen kaum Menschen anwesend sind, bietet eine andere Perspektive auf das hektische Leben, das wir hier führen. Was wirklich zählt, was nicht und was wir gerne für die Zukunft bewahren möchten.
Julia Schmale, Leiterin des Forschungslabors für extreme Umgebungen an der EPFL
Die Leidenschaft der Feldforschung
All diese Vorbereitungen und die Feldarbeit bieten den Forschern die Möglichkeit, die direkten Auswirkungen der von ihnen eingesetzten Technologien zu beobachten und zu sehen, wie sie die Erhaltung von Ökosystemen und die damit verbundenen politischen Massnahmen verändern. "Es ist sehr bereichernd zu sehen, dass all diese Arbeit etwas wirklich Wertvolles hervorbringt, das den Schutz der Korallenriffe verbessert und dabei hilft, den Klimawandel auf globaler Ebene zu bekämpfen", erkennt Guilhem Banc-Prandi an.
Was in extremen Umgebungen - wie den Polarregionen - geschieht, hat direkte Auswirkungen auf unser tägliches Leben. "Ich stelle fest, dass die Umwandlung der Arktis, auch wenn sie sehr weit entfernt zu sein scheint, einen bedeutenden Einfluss auf die Wetterbedingungen hat, die wir in der Schweiz erleben", erklärt Julia Schmale. Für sie sind Expeditionen auch eine Gelegenheit, über die Wissenschaft hinauszudenken: "Die Arbeit an Orten, an denen kaum Menschen anwesend sind, bietet eine andere Perspektive auf das hektische Leben, das wir hier führen. Was wirklich zählt, was nicht, und was wir gerne für die Zukunft bewahren würden".
Ob Korallenriffe im Roten Meer, Seen in Südgrönland oder arktisches Eis - diese abgelegenen Landschaften bieten Wissenschaftlern eine einzigartige Möglichkeit, sich mit der Natur zu verbinden. "Expeditionen bedeuten oft völlige Freiheit und ein Ausgesetztsein in der Natur mit wenig Schutz", schliesst Anna Carratala Ripolles, die zugibt, dass ihre "Familie von vielen Dingen, die ich im Feld mache, nichts weiss". Letztendlich waren all die Vorbereitungen und Risiken nicht umsonst; diese Nachtschichten belohnten sie mit "dem magischen Anblick der Nordlichter, die am Himmel tanzten und sich im ruhigen, dunklen Wasser eines Sees spiegelten".
