Die Arbeiten der physikalisch/chemischen Gruppen im Bereich Ozean, Kryosphäre und Atmosphäre werden sich mit Fragen der Klimavariabilität beschäftigen, die nur vor dem Hintergrund des Wissens über natürliche Klimaveränderungen in der Vergangenheit bearbeitet werden können. Um das Klimaarchiv der antarktischen Kryosphäre zu entschlüsseln, müssen die atmosphärischen Prozesse, die Niederschlag in die Antarktis transportieren sowie alle jene Prozesse, die mit der Deposition von Klimaproxies im Eis zusammenhängen, sorgfältig studiert werden. Gekoppelte Atmosphäre-Ozean-Eismodelle sind für zirkumpolare und größere Gebiete zu entwickeln und die zentralen Rückkopplungsmechanismen zu identifizieren. Der Beobachtung und Modellierung von Wolken und Niederschlag als wichtigen Bestandteilen im Wasserkreislauf ist besondere Beachtung zu schenken. Ebenso muss das Verständnis der Grenzschichtprozesse unter den extremen antarktischen Gegebenheiten und bei heterogenem Eisuntergrund verbessert werden. Die thermohalinen Prozesse, die im Südpolarmeer und im arktischen Ozean die globalen Meeresströmungen antreiben, sind sorgfältig zu messen und zu modellieren. Die Fernerkundung, speziell die Satelliten, die für Eismissionen ausgelegt sind, wie IceSat und CryoSat, aber auch CHAMP mit den Schweremessungen, sollen in den nächsten Jahren flächendeckende Daten zur Bestimmung des Eismassenhaushaltes liefern. Hierfür muss aber noch intensive Kalibrierarbeit geleistet werden. In den Geowissenschaften ist die Erforschung von Bildung und Zerfall von Superkontinenten das herausragende Thema. Die derzeitige Kenntnis über die plattentektonische Entwicklung des Systems Erde basiert ganz wesentlich auf - auch deutschen - Ergebnissen in und um die Antarktis. Denn sie hatte mehrfach und lange innerhalb von Superkontinent Konstellationen eine zentrale Kern- und Brückenposition inne. Eine zuverlässige Kenntnis der globalen plattentektonischen Zusammenhänge ist daher auf die künftige, weit gehend geophysikalische Erforschung der Geologie unter dem Eis (98 % des Kontinents!) angewiesen. Insbesondere der jüngste Abschnitt dieser plattentektonischen Langzeitprozesse hat einen wesentlichen Einfluss auf die vergangene, derzeitige und künftige Entwicklung von Klima und Lebewelt. Die quartären Umweltparameter sind (außer im Inlandeis) in marinen Sedimenten um die Antarktis und in Seeablagerungen auf dem Kontinent gespeichert. Ihre Erfassung und die Abgleichung mit den ersten Daten der Eiskern-Tiefbohrungen sind in vollem Gange.
Die Biowissenschaften befassen sich mit der Evolution des antarktischen Ökosystems vor dem Hintergrund des Zerfalls von Gondwana, von Klimaschwankungen in früheren Erdepochen und den daraus resultierenden Veränderungen in der Vereisung. Mit Hilfe molekulargenetischer Ansätze und der Unterstützung der Paläo-Wissenschaften soll die Phylogenie wichtiger Taxa diesen Ereignissen zugeordnet und die rezente Biogeographie, die in den letzten Jahren erfasst wurde, erklärt werden. Störungen, die auf globale Erwärmung (Eisbergkratzer, Meereisabnahme) und Zunahme ultravioletter Strahlung zurückgehen, werden verfolgt und zum Teil experimentell induziert, um Grundlagen für eine Bewertung der Belastbarkeit und Erholungsfähigkeit des antarktischen Ökosystems zu schaffen. Weiterhin werden Stoff- und Energieflüsse im polaren System untersucht, von der Funktion des Südozeans als Kohlenstoffquelle oder -senke über Kopplungen zwischen den Partialsystemen Meereis, Pelagial und Benthal bis hin zur Rolle einzelner Taxa im antarktischen Nahrungsnetz. Der letzte Themenkreis umfasst die Funktionsprinzipien des antarktischen Ökosystems und die Anpassungen der in ihm lebenden Organismen im Vergleich zu anderen Systemen. In diesem Komplex sollen empirische ökologische Befunde (z.B. zu Temperaturtoleranzen, welche die zoogeographische Verbreitung bestimmen, künftig kausalanalytisch mit ökophysiologischen Ansätzen hinterfragt werden. Ein Feld mit Zukunftsperspektive ist auch die Aufklärung der Struktur und Funktion von Naturstoffen, die im Südozean die vielfältigen Wechselbeziehungen zwischen benthischen Organismen regeln.