Die geologischen und geophysikalischen Arbeiten in den Polargebieten und Eisregionen der Hochgebirge bilden eine zentrale Komponente der Erforschung des Systems Erde im Spannungsfeld zwischen der Rekonstruktion des Klimawandels auf geologischen Zeitskalen, der Entdeckung und Evaluation von Ressourcen, bis hin zum Testfeld für zukünftige Raumfahrtforschung. Der besondere Reiz liegt aber sicherlich an der einmaligen Kombination von fundierter Forschung, ihren immer noch großen Unwägbarkeiten vor Ort durch Wetter, schwierigem Gelände, komplizierter Logistik, der Abgeschiedenheit und des geteilten Lebens auf engsten Raum. Es hat sich damit seit den großen Entdeckungsreisen zu den Polarregionen des 19. Jahrhunderts nichts an diesem vielfältigen und verführerischen Charme geändert, welchem auch die heutigen Forschenden in den Polargebieten und Hochgebirgen immer noch unterliegen. Einem Charme, der sich durch die unterschiedlichsten Charaktere der Forschenden bei den jährlichen Treffen des Arbeitskreises Geologie und Geophysik der Polargebiete widerspiegelt und diese wissenschaftlich und menschlich sehr interessant macht.

Der Arbeitskreis Geologie und Geophysik der Polargebiete ging aus dem ehemaligen Arbeitskreis Geologie der Polargebiete hervor, welcher 1983 auf eine Initiative von Dieter K. Fütterer und Georg Kleinschmidt ins Leben gerufen worden ist. Erste Sprecher und Organisatoren dieses Arbeitskreises waren Dieter K. Fütterer und Hubert Miller (beide 1983–1993) gefolgt von Hans-Wolfgang Hubberten und Hans-Jürgen Paech (beide 1993–2005). 2005 wurde der Arbeitskreis in „Geologie und Geophysik der Polargebiete“ umbenannt und bis 2017 durch Martin Melles und Solveig Estrada erfolgreich geleitet (Melles und Estrada, 2009). Seit 2018 sind Jens O. Herrle und Cornelia Spiegel die Sprecher*innen des Arbeitskreises und organisieren die jährlichen Treffen an wechselnden Orten. Dabei kommen Arbeitskreismitglieder aus einer Vielzahl an Universitäten und polarforschenden Institutionen wie das Alfred Wegener Institut – Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen, um Informationen über laufende Projekte und Projektideen auszutauschen und Zukunftspläne für den Arbeitskreis und für Forschungsvorhaben zu entwickeln. Ein wichtiges Instrument der Forschungsförderung ist dabei das Schwerpunktprogramm 1158 „Antarktisforschung – mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Seit der Gründung des Arbeitskreises wurden vier verschiedene Strategieschriften zur Ausrichtung und Relevanz der Polarforschung verfasst, welche die Entwicklung der deutschen Polarforschung und Ausrichtung im Nachhinein exemplarisch aufzeigen. Strategieschrift 1 priorisierte geologische Forschungsprogramme in der Antarktis mit Schwerpunkten zur Landarbeit und dem Weddellmeer (1984–1989). Die Strategieschrift 2 konzentrierte sich auf Arbeiten arktischer Meeresräume (1984). Strategieschrift 3 befasste sich mit der geowissenschaftlichen Polarforschung in ihrer ganzen Breite insbesondere zu Klimauntersuchungen in den Polarregionen und wissenschaftlichen Tiefbohrungen (1999). Mit der Änderung der Namensgebung des Arbeitskreises 2005 wurde die zunehmende Vernetzung der beiden geowissenschaftlichen Teildisziplinen der Geologie und der Geophysik in der Polarforschung hervorgehoben. Dies spiegelt sich vor allem in der Strategieschrift 4 des Arbeitskreises wider, welcher durch das Engagement von Martin Melles und Solveig Estrada sowie den Mitgliedern des Arbeitskreises entstanden ist und 2015 in der Zeitschrift Polarforschung publiziert wurde (Melles et al., 2015). Die Strategieschrift bietet ein informatives aperçu über den status quo der geowissenschaftlichen Polarforschung und ihrer gesellschaftlichen und politischen Bedeutung. Sie wirft wichtige Schlüsselfragen auf, die in den kommenden Jahren bezüglich der Geologie des Untergrundes und der Rolle der Polargebiete im globalen Klimasystem beantwortet werden müssen, um Veränderungen in den polaren Regionen und ihre Rückkopplungen im System Erde besser vorhersagen zu können. Damit bietet die Schrift einen wichtigen Leitfaden für die deutsche Polarforschung. Neben diesen Schriften bildet der 2017 erschienene DFG-Statusbericht des Deutschen Nationalkomitees Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) und International Arctic Science Committee (IASC) „Polarforschungsagenda 2030 Status und Perspektiven der deutschen Polarforschung“ unter der Leitung von Günther Heinemann ebenfalls einen wichtigen Beitrag zur Forschung in den Polargebieten (Heinemann et al., 2017). Auch an der Erstellung dieser Schrift haben Mitglieder des Arbeitskreises aktiv mitgewirkt. Die Agenda gibt einen sehr guten Überblick über die Geschichte und Organisation der deutschen Polarforschung und zu zukünftigen Forschungsstrategien der DFG, die Themen rund um die Erforschung der Polargebiete im globalen Wandel, im System Erde, in Fragen nach Ressourcen und Nachhaltigkeit sowie deren Umsetzung fokussiert.

In den letzten Dekaden sind die Institutionen des AWIs und der BGR das wesentliche Rückgrat des Arbeitskreises Geologie und Geophysik der Polargebiete. Die beiden Institutionen bilden sowohl wissenschaftlich als auch durch ihre logistische Unterstützung in Deutschland ein zentrales Bindeglied zu den Universitäten, mit denen gemeinsame Projekte, Ausfahrten oder Landexpeditionen durchgeführt werden. Die Polarforschung der BGR kann dabei auf eine über 40-jährige Geschichte zurückblicken. Die Forschungsarbeiten der BGR legen den Schwerpunkt auf die Krustenstruktur und geologisch-tektonische Entwicklung des antarktischen Kontinents sowie der zirkum-arktischen Landmassen und der Öffnungsgeschichte des Nordpolarmeeres. Die geologischen Landarbeiten werden in der Regel durch aerogeophysikalische Befliegungen sowie geophysikalische marine Messfahrten ergänzt. Das seit Anfang der 1990er Jahre durchgeführte CASE-Programm (Circum-Arctic Structural Events) untersucht die dynamisch-strukturelle Entwicklung der Landbereiche rund um das Nordpolarmeer. Es hat sich mittlerweile zu einer international anerkannten Forschungsplattform entwickelt, die es zahlreichen Forschenden von Regierungsdiensten und Universitäten möglich macht, multidisziplinäre geowissenschaftliche Studien und Geländearbeiten in einem sehr entlegenen Teil unseres Planeten durchführen zu können. Eine Vielzahl der wissenschaftlichen Ergebnisse des CASE-Programms sind jüngst anlässlich dessen 25-jährigen Bestehens in einem Sonderband der Geological Society of America herausgegeben worden (Piepjohn et al., 2019). Das Transantarktische Gebirge des Victoria-Landes und seine Nachbarregionen sind das Zielgebiet des seit 1979 durchgeführten GANOVEX-Programms (German Antarctic North Victoria Land Expedition). Zu dessen logistischer Unterstützung betreibt die BGR die Gondwana-Station an der Terra-Nova-Bucht und unterhält die Lillie-Marleen-Hütte im Transantarktischen Gebirge. Das GANOVEX-Programm wurde durch Franz Tessensohn initiiert und markiert den Beginn der festlandsgeologischen Forschungsarbeiten der BGR in den Polargebieten. Als international anerkanntes und multidiszplinär ausgerichtetes geowissenschaftliches Forschungsprogramm ist es heute als „Markenname“ in der Antarktisforschung in der Rossmeerregion angesehen. So fanden Mitglieder des Arbeitskreises Hinweise darauf, dass die Gesteine des Transantarktischen Gebirges von bis zu vier Kilometer mächtigen jurassischen bis paläogenen Sedimenten überlagert waren. Diese Sedimente wurden mit der Heraushebung des Gebirges vollständig abgetragen und finden sich heute als Abtragungsschutt in den Becken des Rossmeeres. Das Programm GEA (Geodynamic Evolution of East Antarctica) wird seit 2010 mit bisher fünf geologisch-geophysikalischen Kampagnen in enger Kooperation mit dem AWI durchgeführt. Es wurde aus mehreren in der Ostantarktis angesiedelten Vorläufer-Projekten entwickelt, zu denen insbesondere auch das unter maßgeblicher Beteiligung der BGR durchgeführte AGAP-Projekt (Antarctica's Gamburtsev Province) als eines der Flaggschiff-Programme des Internationalen Polarjahres (IPY) 2007–2009 zählte. Die bisherigen Ergebnisse des GEA-Projekts haben zu einem völlig neuen Bild der Subeis-Geologie der Ostantarktis geführt, so zum Beispiel die Entdeckung des mindestens 500 000 km² großen Tonian Arc Super Terrane (TOAST) als bedeutenden, an der Bildung Gondwanas beteiligten Krustenfragment. Die BGR war maßgeblich an den internationalen Bohrprogrammen Cape-Roberts-Project und dessen Folgeprojekt ANDRILL im Rossmeer beteiligt. Deren Resultate lieferten eine durchgehende Klimakurve für den Zeitraum der letzten etwa 25 Millionen Jahren bis heute.

Das AWI nimmt eine zentrale Position in der deutschen Polarforschung in seiner ganzen Breite ein, da sie Forschungsschiffe wie die Polarstern, Heincke, Uthörn und Mya II, zwei Flugzeuge und die Forschungsstationen Neumayer-Station III und Kohnen-Station in der Antarktis, die deutsch-französische AWIPEV-Station auf Spitzbergen, die russisch-deutsche Forschungsbasis Samoylov im Lenadelta, das Dallmann Laboratory auf dem King George Island und das Drescher Ice Camp auf dem Riiser-Larsen Schelfeis betreibt. Seit der Gründung des AWIs 1980 im Zuge des deutschen Beitritts zum Antarktisvertrag liegt der Forschungsschwerpunkt des AWIs auf der Erkundung der Geologie, Struktur, Erdgeschichte der Polarregionen sowie der Klimaforschung, Meeresbiologie und Meeresgeologie. Die wissenschaftliche und logistische Bedeutung des AWIs kulminiert insbesondere in der im Herbst 2019 gestarteten internationalen MOSAiC Expedition (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) mit dem deutschen Forschungseisbrecher Polarstern unter der Leitung von Markus Rex. In diesem für die Polarforschung zur Zeit sicherlich größtem Projekt driftet die Polarstern eingefroren im Meereis durch das Nordpolarmeer, um den Einfluss der Arktis auf das globale Klima besser verstehen zu können.

An den Universitäten wurde in den letzten Jahren die Polarforschung neben vielen einzelnen kleineren Projekten in der kanadischen und russischen Arktis, Spitzbergen und der Antarktis im Wesentlichen durch das wissenschaftliche Bohren des International Continental Scientific Drilling Program (ICDP, seit 1990) im Kratersee El`gygytgyn in Tuschukota in Sibirien unter der Federführung von Martin Melles im Jahr 2008 bestimmt. Die ungestörten Sedimentabfolgen erlauben es Klimaschwankungen, vor allem Niederschläge, Vegetation und Temperatur zeitlich hochaufgelöst in den letzten 3,6 Millionen Jahre zu rekonstruieren. Eine zeitliche Auflösung die sonst nur durch Eiskernbohrungen erreicht wird (Melles et al., 2012). Auch das Integrated Ocean Discovery Program (IODP) setzte in den letzten Jahren einen wesentlichen Schwerpunkt auf die erdgeschichtliche und klimatische Entwicklung und Ozeanographie der Antarktis und Arktis mit mehr als neun wichtigen Bohrfahrten wie unter anderem der Wilkes Land Glacial History Expedition (Exp. 318 2010), Antarctic Paleoclimate and Ice History from George V Land and Adélie Land Shelf Sediments Expedition (Exp. 373, 2016), Amundsen Sea West Antarctic Ice Sheet History Expedition (Exp. 379, 2019), Iceberg Alley and Subantarctic Ice and Ocean Dynamics Expedition (Exp. 382, 2019), und der Arctic Coring Expedition (ACEX) (Exp. 302, 2004). Ein erdgeschichtlicher Glanzpunkt wurde 2017 u. a. mit dem von der Polarstern aus gesteuerten MARUM-MeBo70-Meeresbodenbohrgerät in 1000 m Wassertiefe bei etwa 73^∘ S (82^∘ S vor 90 Ma) auf dem westantarktischen Schelf in der Pine Island Bay erbohrt. Die Bohrung erbrachte kurz vor Abbruch auf den letzten Bohrmetern ein fossiles Wurzelnetzwerk in einem pollen- und sporen-beladenen Tonstein hervor. Ein Zufallsfund, welcher aber von zentraler Bedeutung für die Entwicklung der Antarktis ist, und der belegt, dass während der mittleren Kreide die Antarktis eine gemäßigte Regenwaldvegetation aufwies (Klages et al., 2020). Bedingungen, die nur unter hohen atmosphärischen CO₂ Konzentrationen (1120–1680 ppm) existieren. Dieser Fund kombiniert mit einer Klimamodellierung erlaubt es, Modelle zu kalibrieren und zu präzisieren, was für die Simulation eines potentiell zukünftigen Hoch-CO₂-Klimas von großer Wichtigkeit ist. Einen sehr guten und aktuellen Überblick geologischer Forschung in der Antarktis gibt das von Georg Kleinschmidt als Editor und Autor verfasste Buch “The Geology of the Antarctic Continent“ (Kleinschmidt, 2021), mit vielen Beiträgen internationaler Wissenschaftler*innen und starker Beteiligung unserer Mitglieder aus dem Arbeitskreis.

Darüber hinaus zeigt sich die Breite des Arbeitskreises an der Relevanz der Polarregionen für planeten-analoge Feldstudien. Im Rahmen der Helmholtz-Allianz „Planetary Evolution and Life (PEL, 2009–2013)“ und einem Weltraumexperiment BIOMEX (das biologische Marsexperiment, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt [DLR] 2010–2019) wurden im Rahmen des GANOVEX-Programms der BGR Feldstudien im Nord-Victoria-Land durchgeführt, die die Aufgabe hatten, planeten-analoge Gebiete mit Mars-Relevanz aufzuspüren.

In allen oben beschriebenen Projekten waren Mitglieder des Arbeitskreises involviert. Es ist eine Herausforderung, die vielfältigen Forschungsvorhaben und Interessen in einem kurzen Artikel zusammenzufassen, und dabei allen gerecht zu werden. Letztlich gibt die 2015 durch unseren Arbeitskreis verfasste Strategieschrift zum Thema „Geowissenschaftliche Polarforschung in Deutschland – globale Bedeutung und Perspektive“ neben Schlüsselfragen zur Polarforschung einen sehr guten Überblick zu einzelnen Forschungsthemen und zur Struktur der unterschiedlichsten Institutionen, die sich mit der Polarforschung beschäftigen.

Die spannende Frage bleibt, wie sich der Arbeitskreis Geologie und Geophysik der Polargebiete in Zukunft aufstellen möchte. Ein genereller Konsens besteht darin, verstärkt jüngere, für das Thema brennende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für unseren Arbeitskreis zu gewinnen und den Arbeitskreis stärker als bisher in der Öffentlichkeit zu etablieren – nicht zuletzt, um damit gezielt auch interessierte Laien an Polarthemen heran zu führen. Die Ausgestaltung, dass aus Wünschen Wirklichkeit werde, müssen wir gemeinsam mit den drei großen Institutionen der Universitäten, der BGR und dem AWI in der Zukunft angehen.

Als derzeitige Sprecher und derzeitige Sprecherin des Arbeitskreises bedanken wir uns bei unseren Vorgängerinnen und Vorgängern und Mitgliedern herzlichst für das große Engagement seit der Etablierung des Arbeitskreises. Wissenschaftlich bleibt zu hoffen, dass es mit den Polarforschungsprogrammen der DFG, der BGR und des AWI sowie den großen Bohrkampagnen wie ANDRILL in der Antarktis in Zukunft weiter gehen wird. Konkrete Planungen der BGR und des AWI gibt es bereits zu einer Bohrkampagne auf dem Ekström-Schelfeis und, gemeinsam mit Neuseeland, einer Bohrung am Rand des Rossmeeres. Neben der zurzeit laufenden arktischen MOSAiC Expedition ist im Rahmen von der European Consortium for Ocean Research Drilling (ECORD) eine Bohrfahrt „The Arctic Ocean Paleoceanography“ (IODP Exp. 377) für 2022 geplant.