Dybt under det antarktiske havis foregår der noget, som ingen på dækket kan se, men som kan ændre havets rytme fuldstændigt.
Mens forskere fokuserer på smeltende iskapper og stigende havniveauer, udspiller der sig en langt mere diskret historie under vandlinjen. Ubemærket, men kraftfuld nok til at påvirke strømme, økosystemer og måske endda vores klima.
Usynlige bølger der ryster det sydlige hav
Når et isbjerg bryder løs fra en gletsjer, virker spektaklet tydeligt: drønende larm, sprøjtende vand, derefter stilhed. Ved overfladen varer det kun få minutter. Under vandet er det øjeblik begyndelsen på noget større: energirige bølger der bevæger sig kilometer efter kilometer gennem Det Sydlige Ocean.
Britiske forskere har fastslået, at sådanne kælvningshændelser kan fremkalde såkaldte “undersøiske tsunamier”. Ikke mure af vand, der skyller ind over strande, men interne bølger der ruller gennem vandsøjlen. De er flere meter høje, men fuldstændig skjult under havets overflade.
Disse skjulte tsunamier blander koldt, salt dybhavsvand med relativt varmere lag, så varme og næringsstoffer pludselig stiger op.
Denne blandingsproces berører tre nøglekomponenter i klimasystemet:
- fordelingen af varme i havet,
- mængden af ilt i dybere vandlag,
- tilgængeligheden af næringsstoffer til plankton og fisk.
En opdagelse takket være et lykketræf på havet
Et forskningsskib på det rette tidspunkt
De første tydelige beviser kom ikke fra en computer, men fra et rigtigt skib i uroligt vand. Ombord på den tidligere britiske isbryder RRS James Clark Ross registrerede instrumenter uventede udsving i temperatur, strømning og vandets tæthed. Det skete præcis omkring det tidspunkt, hvor et stort stykke is brød løs fra en gletsjer.
Vind, tidevand og almindelig overfladeblanding kunne ikke forklare de målte energistigninger. Data pegede på noget andet: kraftige interne bølger, opstået fordi enorme isblokke dykkede ned i havet som kolossale stempler.
Selve skibet har i mellemtiden fået et andet liv. I 2021 blev det solgt til Ukraines Nationale Antarktiske Videnskabscenter og sejler nu som Noosfera. Målingerne fra den britiske periode forbliver dog en reference for havforskere.
En blandingsmotor der kan konkurrere med vinden
Indtil for nylig antog mange havmodeller tre hovedkilder til blanding omkring Antarktis: hårde vinde, tidevandsstrømme og varmetab ved overfladen. Nu viser det sig, at iskælvning udgør en fjerde faktor, og ikke nogen lille én.
I nogle regioner kan energien fra undersøiske tsunamier nærme sig eller endda overgå den fra tidevandsblandingen.
Det har en vanskelig bagside. Den ekstra blanding kan skubbe varmere dybhavsvand mod gletsjerfronterne. Konsekvensen: mere smeltning nederst på isplatformene, hurtigere svækkelse og større chance for at store isklumper igen bryder løs. Sådan opstår der en feedback-løkke:
- is bryder løs og forårsager undersøiske bølger,
- bølgerne bringer varme til gletsjerbasen,
- gletsjeren bliver mere ustabil,
- der følger ny kælvning med nye bølger.
Den kreds forbliver lokal, men effekterne rækker videre. Ændringer i blandingen påvirker produktionen af koldt, tungt vand der synker og spiller en rolle i den globale havcirkulation.
Rothera og RRS Sir David Attenborough: udfaldsbase i kulden
Jagt på “usynlige” hændelser
For bedre at forstå processen arbejder hold fra den britiske forskningsbase Rothera på Den Antarktiske Halvø. Derfra sejler de med det moderne polarskib RRS Sir David Attenborough til gletsjerfronter, hvor kælvning ofte forekommer.
Hver afbrækkende isvæg bliver næsten et naturligt eksperiment. Noget der ikke kan genskabes i et bassin eller laboratorium. Forskere vil vide præcist:
- hvilken form og størrelse af isblokke der skaber de stærkeste bølger,
- hvor langt disse interne bølger bevæger sig,
- hvor længe den ekstra blanding i vandsøjlen forbliver mærkbar,
- hvilken effekt dette har på plankton, fisk og mikrober.
Måling efter måling skal hjælpe med at give fænomenet en plads i globale klimamodeller. Uden det skridt forbliver forudsigelser om Antarktis’ rolle usikre.
Højteknologi til en stille kæmpe
En undersøisk tsunami kan ikke ses i brændingen. Derfor kombinerer videnskabsfolk forskellige teknologier for at løse puslespillet:
- Satellitter og faste kameraer følger revner og brud i gletsjervæggene.
- Droner filmer kælvninger tæt på uden fare for mandskabet.
- Autonome undervandrobotter sejler langs stejle isfronter og registrerer hver detalje.
- Målepæle på havbunden opfanger trykstigninger og ændringer i strømning.
- Algoritmer med maskinlæring søger i satellitbilleder efter nye kælvningshændelser.
- Numeriske modeller simulerer hvordan de interne bølger opstår og spreder sig.
Udfordringen består i at forbinde alle disse datakilder. Først da opstår et billede af den totale energi, som denne blandingsproces tilfører det antarktiske kystvand.
Sheldon-gletsjeren: et friluftslaboratorium under isen
Meter for meter gennem vandprofilen
Sheldon-gletsjeren gælder som en slags testområde. Autonome fartøjer sejler der langs isfronten og dykker under den flydende iskant. De måler trin for trin temperaturen, saltindholdet og mængden af opløste stoffer.
På den måde ser forskere, hvordan en enkelt kælvningshændelse ændrer havets vertikale struktur. Én begivenhed kan sørge for timevis ekstra blanding med effekter til titusvis af meter under overfladen.
Gennem den pludselige blanding kan næringsrigt dybhavsvand skyde op til zonen hvor plankton lever, begyndelsen på hele fødekæden.
Det kan lokalt forårsage en kort produktionsstigning, hvor alger og plankton hurtigt vokser. For krill, fisk og i sidste ende pingviner og sæler er dette ekstra skub nogle gange præcis hvad der skal til for at overleve i et barskt miljø.
Biologi og klima i én proces
Studiet af disse undersøiske bølger ligger i krydsfeltet mellem fysik og biologi. Havstrømme bestemmer hvor næringsstoffer dukker op og hvor de forsvinder. Det påvirker hvor meget CO₂ planktonet kan optage og hvor hurtigt dødt organisk materiale synker til det dybe hav.
Hvis undersøiske tsunamier bliver hyppigere eller stærkere i takt med at klimaet varmes op og gletsjere bliver mere ustabile, ændres måske også kulstoflagringen i Det Sydlige Ocean. Det ser klimamodeller indtil nu næppe på.
Et internationalt projekt med globale konsekvenser
POLOMINTS: samle viden omkring Sydpolen
Forskningen er en del af programmet POLOMINTS, koordineret af British Antarctic Survey. Videnskabsfolk fra Storbritannien, USA og Polen bidrager hver med deres egen ekspertise, fra højopløsningsmålinger til komplekse simuleringer.
| Organisation | Rolle i forskningen |
|---|---|
| British Antarctic Survey | Koordinering, feltarbejde, basisinfrastruktur i Rothera |
| Scripps Institution of Oceanography | Havmodellering og dataanalyse |
| University of Southampton | Instrumentudvikling og fortolkning af målinger |
Finansiering fra det britiske Natural Environment Research Council viser, at det her drejer sig om mere end akademisk nysgerrighed. Bedre kendskab til blandingsprocesser omkring Antarktis hjælper med at estimere fremtidig havniveaustigning, stormmønstre og ændringer i fiskebestande.
Hvorfor disse bølger også påvirker Danmark
Fra Det Sydlige Ocean til Nordsøen
Det Sydlige Ocean fungerer som en slags omdrejningspunkt i den globale havcirkulation. Vand der synker og igen stiger langs Antarktis påvirker årtier senere strømme andre steder, inklusive det nordatlantiske hav. Det system hænger sammen med vejrmønstre over Europa og styrken af den atlantiske meridionale omvæltningscirkulation, som der cirkulerer stadig flere bekymringer om.
Hvis undersøiske tsunamier frigør mere varme ved antarktiske gletsjere, kan det øge tempoet i issmeltningen. På længere sigt tæller det for det globale havniveau. Kystlande som Danmark følger derfor sådanne fund nøje, fordi tilpasning af diger og planlægning kræver mange års forberedelse.
Hvad dette siger om klimamodeller
Forskere forsøger trin for trin at integrere denne slags nyopdagede processer i klimamodeller. Det sker via forenklede formler, der beskriver effekten af en række kælvningshændelser. Simuleringer tester derefter forskellige scenarier: hyppigere kælvning, større isfjelde, ændrede vindmønstre.
For beslutningstagere betyder de forbedrede modeller et bredere billede af risici: ikke kun hvor meget is der forsvinder, men også hvor hurtigt ændringer i havstrukturen indtræffer. Det kan få konsekvenser for fiskeristyring, beskyttede marine områder og internationale klimaaftaler.
Den der følger Antarktis ser, at hver ny måling dér lægger endnu et led mellem is, hav og atmosfære. Undersøiske tsunamier var længe en blind vinkel. Nu udgør de et nyt kapitel i historien om et kontinent, der langtfra har afsløret alle sine hemmeligheder.
