Die FS Polarstern-Expedition ANT-XXIII/4 hatte einen geowissenschaftlichen Forschungsschwerpunkt mit dem Ziel, sowohl die glazial-marinen Sedimentationsprozesse als auch die tektonisch-geodynamische Entwicklung des südlichen Amundsenmeeres und der Pine-Island-Bucht im Zusammenhang mit den glazialen und interglazialen Zyklen der Westantarktis zu erkunden. Zusätzlich wurde ein Projekt zur marinen mikrobischen Ökologie, ein ozeanographisches Programm sowie der Transport von Personal und Fracht an den Forschungsstationen Rothera und Jubany durchgeführt.Auf der Peter-I-Insel als dem nächsten Ziel wurden eine GPS-Instrument und ein Magnetometer installiert, um für die folgenden Wochen Messdaten aufzuzeichnen. Das GPS-Instrument zeichnete die erste Wiederholungsmessung des Messpunktes auf dieser Insel seit 1998 als Teil des westantarktischen Messnetzes auf. Das Magnetometer diente als Basisstation zur Aufnahme von zeitlichen Variationen des Erdmagnetfeldes für die helikoptergestützten magnetischen Vermessungen während der Expedition. Weiterhin wurde eine automatische Langzeit-Wetterstation auf dem Radiosletta-Plateau errichtet und Vulkanite mit der Dredge vom submarinen Hang der Insel gesammelt.Nach einer bathymetrischen Vermessung und einigen Sedimentkern-Stationen entlang der Seamount-Kette nördlich der Insel lief das Schiff in Richtung der Hauptarbeitsgebiete im Amundsenmeer und der Pine-Island-Bucht. Ein breiter Meereisgürtel und nördliche Winde, die einen starken Druck auf das Meereis ausübten, verhinderten einen ersten Versuch, in die Pine-Island-Bucht zu gelangen. Bevor es westwärts entlang des Eisgürtels ging, wurde eine kleinere bathymetrische Vermessung auf dem äußeren Schelf durchgeführt, die deutliche großräumige glaziale Spuren erkennen ließ. Ein seismisches Profil schloss sich daran an. Bei ca. 115°W erfolgte der Durchbruch durch den Eisgürtel in die westliche Pine-Island-Bucht. In diesem Teil des Amundsenmeeres wurden reflexions- und refraktionsseismische Profile vermessen, sowie ausgedehnte bathymetrische (Hydrosweep-) Kartierungen und sedimentechographische (Parasound) Aufzeichnungen der tiefen glazialen Tröge vor dem östlichen Getz- und dem Dotson-Schelfeis durchgeführt. An ausgewählten Stationen der Tröge und Ebenen des inneren Schelfs ist eine große Anzahl von Sedimentkerne mit dem Schwerelot gezogen worden. Aufgrund der günstigen Wetterbedingungen war es möglich, das Vulkanologen-Team, das GPS-Team und die Gruppe zur Datierung von Oberflächenerosionen zu Mt. Murphy zu fliegen. Alle Gruppen absolvierten erfolgreich ihre Programme zur Beprobung bzw. Instrumenteninstallation.In der Zwischenzeit entwickelte sich entlang der Thwaites-Gletscherzunge eine Polynia, die es der Polarstern ermöglichte, in die östliche Pine-Island-Bucht vorzustoßen. In diesem Teil der Bucht wurden die bathymetrischen und seismischen Vermessungen sowie die Sedimentkern-Beprobungen fortgesetzt, um Erkenntnisse der Enteisungsgeschichte in dieser Region der Westantarktis zu gewinnen, wo ein zügiger Rückzug der Pine-Island- und Thwaites-Gletschersysteme auftritt. Die Hudson Mountains von Ellsworth-Land waren Ziel von weiteren Gesteinsbeprobungen zur Untersuchung dieser vulkanischen Provinz sowie von GPS-Installationen zur Gewinnung von Parametern zur Untersuchung der tektonischen Bewegungen und des glazialen Ausgleichs der Kruste. Zusätzliche GPS-Stationen auf den Schelfeisen der Pine-Island-Bucht zeichneten Daten der Gezeiten und der Schelfeisbewegungen auf. Als Teil des ozanographischen Programmes, sind CTD-Verankerungen nahe der Schelfeise und auf dem äußeren Kontinentalschelf abgesetzt worden. Diese Instrumente sollen während einer amerikanischen Expedition im Folgejahr wieder geborgen werden.Nachdem die Pine-Island-Bucht durch den nördlichen Meereisgürtel verlassen wurde, ist die Expedition mit reflexions- und refraktionsseismischen Profilen entlang des Kontinentalfußes nördlich der Schelfkante fortgesetzt worden, bevor die Polarstern in das Gebiet der Marie-Byrd-Seamounts gelangte. Hier erfolgte ein Dredge-Programm zur Beprobung von vulkanischen Gesteinen, die von den Flanken dieser zuvor noch nie beprobten unterseeischen Bergkuppen gebrochen wurden. Dieses Material dient der Bestimmung des Eruptionsalters und der petrologisch-geochemischen Zusammensetzung.Als Teil des geophysikalischen Untersuchungsprogramms sind große Abschnitte des südlichen Amundsenmeeres und der Pine-Island-Bucht mit schiffsgestützter Gravimetrie und Magnetik sowie mit helikoptergestützter Magnetik vermessen worden.