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Wostock-Station in der Antarktis, rechts zu sehen ist der Bohrturm
Dass es russischen Polarforschern in der vergangenen Woche mit einer Bohrung gelungen ist, noch kurz vor Einsetzen des Südwinters die Oberkante des im Eis der Ostantarktis eingebetteten Wostok-Sees zu erreichen, ist nicht nur eine technische Meisterleistung (siehe F.A.Z. vom 9. Februar). Mit dem Erfolg hat die aus zwölf Personen bestehende Bohrmannschaft der 57. russischen Antarktis-Expedition ein ohnehin schon bedeutendes Stück Wissenschaftsgeschichte um ein weiteres Kapitel ergänzt. Aus dieser Bohrung stammt nämlich auch der inzwischen berühmte, mehr als 3300 Meter lange "Wostok-Eiskern", anhand dessen sich das Klima der Südpolarregion erstmals mehr als 400 000 Jahre zurückverfolgen ließ.
In Etappen zum Ziel
Mit der im Durchmesser etwa zwölf Zentimeter großen Bohrung in der Nähe der russischen Polarstation Wostok wurde im Jahr 1974 begonnen. Ziel war es, einen Kern aus dem fast vier Kilometer mächtigen Eis unterhalb der Station zu gewinnen. Wegen der extremen Temperaturverhältnisse in der Ostantarktis konnte aber jeweils nur im Südsommer wenige Wochen lang gebohrt werden. Im Jahr 1996 erreichte die Bohrung eine Tiefe von 3350 Metern. Dort begann sich der Zustand des erbohrten Eises erheblich zu verändern. Oberhalb davon bestand es aus eindeutig erkennbaren Jahresschichten, in die jeweils viele Luftblasen eingeschlossen waren. Unterhalb war das Eis kompakt, klar und nahezu ohne Einschlüsse. Typisch für Eis, das immer wieder zu Wasser geschmolzen und dann abermals gefroren ist. Anders als die darüberliegenden Jahresschichten enthält solches kompaktes Eis keine zuverlässigen Informationen über das Klima der Vorzeit.
Der schlagende Beweis
Der abrupte Übergang zwischen den beiden Eisformen war für die Polarforscher aber keine Enttäuschung, sondern der endgültige Beweis dafür, dass sich unterhalb der Wostok-Station tatsächlich ein riesiger subglazialer Wasserkörper befand, der Wostok-See. Dessen Existenz war schon Anfang der sechziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts vermutet und später nach der Auswertung geophysikalischer Messungen indirekt bestätigt worden. Während der Eiskern in Zusammenarbeit mit amerikanischen und französischen Forschern erbohrt wurde, entschlossen sich die Russen, die Bohrung allein fortzusetzen, um den Wostok-See anzubohren.
Aufwändige Bohrerei
Zu diesem Zweck musste das Bohrgerät umgerüstet werden. Die Eisproben wurden mit einem kronenförmigen Kernbohrer gewonnen. Er fräst lediglich einen Torus ins Eis, in dessen Mitte ein zylinderförmiger Eiskern erhalten bleibt. Das Kompakteis kann dagegen mit einem gewöhnlichen Bohrmeißel durchbohrt werden. Damit das Bohrgestänge aber nicht im Eis einfriert und das Bohrloch nicht zusammenfällt, muss die Bohrung ständig durchspült werden. Die Bohrmannschaft benutzte dazu eine Mischung aus Kerosin und Frostschutzmittel. Auf diese Weise erreichte man im Jahre 1999 eine Tiefe von 3623 Metern und war damit noch knapp 150 Meter von der Oberkante des subglazialen Sees entfernt.
Passende Bohrspülung
Auf Drängen des internationalen wissenschaftlichen Komitees für die Antarktisforschung wurde die Bohrung damals unterbrochen. Es bestand nämlich die Sorge, dass die Bohrflüssigkeit das Seewasser verunreinigen und damit die Erforschung der möglicherweise im Wasser seit Jahrmillionen lebenden Mikroben erschweren oder sogar unmöglich machen würde. Um eine Kontaminierung zu vermeiden, wurde das Kerosin durch steriles Silikonöl ersetzt. Außerdem verringerte man den Druck, mit dem die Bohrspülung durch das Bohrloch gepumpt wurde. Dadurch wurde es möglich, dass das unter einem Druck von 350 Atmosphären stehende Seewasser beim Durchstoßen der Eisgrenze noch oben ins Bohrloch strömt und keine Bohrspülung ins Wasser dringt. Doch das ist in der vergangenen Woche eingetreten. Das Seewasser stieg einige hundert Meter weit ins Bohrloch auf und fror dort fest. Im kommenden Südsommer will die Bohrmannschaft nun dieses gefrorene Seewasser mit einem kronenförmigen Kernbohrer durchstoßen und einen langen Eiskern aus der Bohrung ziehen. Erst nach dessen Untersuchung wird man feststellen, ob im Wostok-See tatsächlich die vermuteten außergewöhnlichen extremophilen Mikroben leben.
