Polargebiete: Arktis und Antarktis verstehen

Die Arktis ist das nördliche Polargebiet um den Nordpol. Die Antarktis ist das südliche Polargebiet um den Südpol. Die Pole sind die beiden Stellen, an denen die gedachte Drehachse der Erde ihre Oberfläche trifft. Bei der Abgrenzung nach dem Sonnenstand reichen die Polargebiete von den Polen bis zu den jeweiligen Polarkreisen.

Die Polarkreise sind gedachte Kreislinien auf der Erde. Sie liegen ungefähr bei 66,5° nördlicher und südlicher geografischer Breite. Die geografische Breite beschreibt den Winkelabstand vom Äquator. Das Zeichen ° bedeutet Grad, eine Einheit für Winkel. Der Äquator ist eine gedachte Kreislinie in der Mitte zwischen den Polen und trennt Nordhalbkugel und Südhalbkugel.

Die Erde dreht sich ungefähr einmal am Tag um ihre Achse und läuft innerhalb eines Jahres um die Sonne. Ihre Achse ist gegenüber ihrer Bahn geneigt. Während des Jahres ist deshalb abwechselnd der Norden oder der Süden stärker zur Sonne geneigt. Im jeweiligen Sommer kann die tägliche Drehung einen polnahen Ort durchgehend auf der beleuchteten Seite halten. Im jeweiligen Winter kann er durchgehend auf der unbeleuchteten Seite bleiben.

Beim Polartag geht die Sonne mindestens einen vollen Tag nicht unter. Bei der Polarnacht geht sie mindestens einen vollen Tag nicht auf. Der Horizont ist die scheinbare Grenze zwischen Himmel und Erde. Während der Polarnacht steigt die Sonne nicht über den Horizont. Ein kurzer Wintertag mit Sonnenaufgang ist keine Polarnacht. Auch eine Wolkendecke, die die aufgegangene Sonne verdeckt, macht keine Polarnacht.

Für die Grenzbetrachtung nutzen wir ein vereinfachtes Modell: Die Sonne gilt als Punkt, und die Wirkung der Luft um die Erde auf das Licht bleibt unberücksichtigt. Am Polarkreis berührt die gedachte Punktsonne am längsten Sommertag um Mitternacht den Horizont, ohne darunterzusinken. Am kürzesten Wintertag berührt sie ihn mittags, ohne darüberzusteigen. Diese Berührung zählt im Modell nicht als Überqueren des Horizonts. So ergibt sich am Polarkreis als Grenzfall ungefähr ein Tag ohne Sonnenuntergang beziehungsweise ohne Sonnenaufgang. An den Polen dauert jedes der beiden Ereignisse etwa ein halbes Jahr. Tatsächlich sichtbare Sonnenaufgänge können vom Modell abweichen.

Andere Abgrenzungen richten sich nach dem Klima, also den typischen Wetterbedingungen über viele Jahrzehnte. Danach können auch Gebiete außerhalb der Polarkreise als polar gelten. Dort sind Polartag und Polarnacht deshalb nicht automatisch gegeben.

Im Zentrum der Arktis liegt das Nordpolarmeer, ein großteils von Eis bedecktes Meer. Zu den arktischen Räumen gehören auch umliegende Landgebiete. Im Zentrum der Antarktis liegt dagegen Antarktika, ein weitgehend eisbedeckter Kontinent. Ein Kontinent ist eine große zusammenhängende Landmasse. Zur Antarktis gehören außerdem umliegende Meeresgebiete und Inseln. Antarktis bezeichnet also den größeren Raum, Antarktika den Kontinent.

Meereis entsteht durch das Gefrieren von Meerwasser und schwimmt auf dem Meer. Landeis liegt auf festem Land und entsteht durch Schnee, der sich über längere Zeit ansammelt und zu Eis verdichtet. Beide Eisarten kommen in den Polargebieten vor. Der Unterschied zwischen einem Meer im Zentrum und einem Kontinent im Zentrum bleibt trotzdem bestehen.

Eisbären leben von Natur aus in der Arktis, nicht in der Antarktis. Pinguine kommen in der Antarktis und auch in anderen südlichen Gebieten vor, aber nicht von Natur aus in der Arktis. In beiden Polargebieten gibt es viele Arten von Seevögeln, also Vögeln, die am oder auf dem Meer Nahrung suchen. In der Antarktis gibt es keine heimischen Landsäugetiere. Heimisch bedeutet hier: von Natur aus dort vorkommend. Säugetiere ernähren ihre Jungen mit Milch; Landsäugetiere verbringen ihr Leben überwiegend an Land.

Permafrost ist Untergrund, der mindestens zwei aufeinanderfolgende Jahre durchgehend höchstens 0 °C warm bleibt. Das Zeichen °C bedeutet Grad Celsius, eine Einheit für die Temperatur. Eine Schneedecke allein beweist keinen Permafrost. Ebenso reicht es nicht, wenn Boden im Winter gefriert und im Sommer vollständig wieder auftaut. Permafrost kommt in Teilen der Polargebiete vor, aber nicht unter jeder Fläche.

Über dauerhaft gefrorenem Untergrund kann eine oberste Bodenschicht im Sommer auftauen. Sie heißt Auftauschicht. Pflanzen können dort Wurzeln bilden und flüssiges Wasser aufnehmen. Gefrorenes Bodeneis steht ihren Wurzeln nicht direkt als flüssiges Wasser zur Verfügung. Der tiefer liegende Untergrund bleibt dabei gefroren. Er erschwert das Versickern von Wasser, sodass oberhalb nasse Böden entstehen können.

Die Tundra ist eine Landschaft ohne hohe Bäume, in der zum Beispiel Moose, Gräser und niedrige Sträucher wachsen. Der kurze, kühle Sommer begrenzt ihre Wachstumszeit. Seine Wärme reicht für solche Pflanzen, aber nicht für hohe Bäume. Viele Pflanzen wachsen niedrig und sind dadurch dem Wind weniger stark ausgesetzt. Flache Wurzeln können die sommerlich aufgetaute Bodenschicht nutzen. Auch diese Pflanzen brauchen zum Wachsen flüssiges Wasser und ausreichende Wärme.

Tiere besitzen unterschiedliche Möglichkeiten, Wärmeverluste zu verringern. Dichtes Fell oder ein dichtes Federkleid kann Luft festhalten. Diese Luftschicht bremst die Abgabe von Körperwärme an die kalte Umgebung. Auch Fett unter der Haut kann Wärmeverluste verringern. Fell, Federn und Fett erzeugen dabei selbst keine Wärme. Diese Merkmale sind nicht bei allen Tieren gleich ausgeprägt.

Die Erwärmung verändert polare Lebensräume. Dabei entwickeln sich die Arktis und die Antarktis sowie einzelne Teilgebiete unterschiedlich. Aus einer Veränderung an einem Ort folgt deshalb keine gleich starke Veränderung im anderen Polargebiet. Wo Meereis zurückgeht, verlieren Tiere, die es als Lebensraum nutzen, wichtige Flächen.

Schmilzt Landeis und gelangt sein Wasser ins Meer, steigt dadurch der weltweite Meeresspiegel. Damit ist die durchschnittliche Höhe der Meeresoberfläche gemeint. Schwimmendes Meereis verdrängt bereits Wasser. Sein Schmelzen verändert den Meeresspiegel deshalb direkt kaum. Meereis und Landeis haben beim Schmelzen also einen unterschiedlichen direkten Einfluss auf den Meeresspiegel.

Wenn Permafrost auftaut, kann der Boden an Festigkeit verlieren. Das kann Gebäude und Straßen beschädigen. In Teilen der Arktis breiten sich bei wärmeren Bedingungen Sträucher in bisher offener Tundra aus. Dadurch können Lebensräume für Arten der offenen Tundra kleiner werden. Mehr Sträucher bedeuten deshalb nicht, dass sich die Bedingungen für alle bisherigen Arten verbessern.

Menschen nutzen polare Räume auf verschiedene Weise. Manche Bewohner der Arktis gewinnen Nahrung aus dem Meer. In Teilen der Arktis werden Erdöl und Erdgas aus dem Untergrund geholt; das nennt man Förderung. Diese Stoffe sind Rohstoffe, also Stoffe aus der Natur, die Menschen weiterverwenden. Die Nutzung kann Nahrung und Rohstoffe liefern. Gleichzeitig können Eingriffe Lebensräume verändern und austretendes Öl kann das Meer verschmutzen.

Zum Bewerten vergleichst du den Nutzen, mögliche Schäden und betroffene Lebewesen und Menschen. Schutzgebiete begrenzen bestimmte Eingriffe in festgelegten Räumen. Auch eine schonendere Planung kann Nutzung und Schutz besser verbinden. Dazu gehört etwa, Brutgebiete zu meiden: Das sind Gebiete, in denen Vögel ihre Jungen aufziehen. Gleiche Nutzmengen bedeuten nicht automatisch gleiche Schäden. Umgekehrt schließen sich jede Nutzung und jeder Schutz nicht grundsätzlich aus.