Noget sker dybt under det iskolde vand ved Grønland
Langt nede under de stille fjorde langs Grønlands kyst ruller gigantiske bølger gennem vandmasserne – høje som skyskrabere. Ingen satellit kan se dem, men de er med til at afgøre, hvordan vores havniveau ser ud i fremtiden.
Disse enorme bølger opstår i kølvandet på sammenbrud af isbjerge og trækker varmt vand hen mod gletsjerne. Med hjælp fra fiberoptiske kabler har forskere nu for første gang kortlagt dette skjulte fænomen med bemærkelsesværdig præcision.
Gletsjere der fremskynder deres egen undergang
Når de fleste tænker på smeltende gletsjere, ser de for sig sol, milde temperaturer og dryppende is. Men en stor del af smeltningen foregår et sted, ingen mennesker kan se: hundreder af meter under vandoverfladen i Grønlands smalle fjorde.
Her ender det, man kalder tidevandsgletsjere – gletsjere hvis ismasse løber direkte ud i havet. Med jævne mellemrum brækker et enormt isblok af og falder med et brag ned i vandet. Vi kender synet fra videoer, men hvad der derefter sker under overfladen, har længe været et blidt område for forskningen.
Hvert faldende isbjerg opfører sig som en undervandsbombe: chokket sætter kæmpestore, usynlige bølger i bevægelse, der raser videre i timevis.
Forskere fra blandt andet Zürichs Universitet viser nu, at disse indre bølger spiller en overraskende stor rolle i den accelererede smeltning af Grønlands gletsjere. Gletsjerne angribes altså ikke kun af varmere luft og oceanvand – men også af den dynamik, de selv sætter i gang.
Når et isbjerg vælter, begynder den egentlige skade
Ved hvert kalvningsøjeblik – når et stykke af gletsjeren brækker af – frigøres en enorm mængde energi. Isblokken slår ned i vandet, drejer rundt, sprækker og driver til sidst bort. Ved overfladen opstår bølger, der hurtigt dæmpes mod fjordens klippevægge.
Under overfladen ruller der imidlertid et andet og langt mere vedholdende bølgesystem: såkaldte indre bølger. De bevæger sig langs grænsefladerne mellem koldt, let smeltevand og det dybere, saltere og varmere oceanvand.
De nye målinger viser, at disse indre bølger:
- kan vokse sig lige så høje som en skyskraber – fra titusinder til hundreder af meter,
- bevæger sig over mange kilometers afstand gennem fjorden,
- forbliver aktive i timevis efter blot ét enkelt afbrudt isblok,
- løfter tungt, relativt varmt vand op fra dybden og sender det hen mod isfronten.
Resultatet er, at vand, der er akkurat varmt nok til at gnave sig ind i isen, konstant skyller langs undersiden af gletsjeren. Hvert fald af et isbjerg gør dermed gletsjeren en smule mere sårbar over for det næste.
Smeltebølger der æder op til en meter is om dagen
Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet Nature, efterlader ingen tvivl om, at disse skjulte bølgers indvirkning ikke kan ignoreres. Forskerne beregnede, at vandets bevægelse smelter omkring én centimeter is ved gletsjernes undervandsflade per bølgecyklus.
Lagt sammen over alle de bølger, der raser gennem fjorden efter ét enkelt kalvningsbegivenhed, svarer det til op mod en meter istab om dagen langs undervandsfronten.
Det tempo nærmer sig den hastighed, hvormed gletsjeren selv skrider mod havet. Med andre ord: undervandserosionen holder næsten trit med tilførslen af nyt is. Det er med til at forklare, hvorfor visse klimamodeller har undervurderet den faktiske smeltning af Grønlands gletsjere markant.
Fiberoptik som et kæmpe øre under vandet
For at kunne kortlægge alt dette måtte forskerne tænke kreativt. Satellitter ser kun isens overflade og et tyndt lag vand. Traditionelle måleinstrumenter giver kun brudstykker af det, der foregår i en hel fjord.
Løsningen kom fra en uventet kant: eksisterende fiberoptisk teknologi. I en fjord i Sydgrønland udlagde et internationalt forskerhold et ti kilometer langt fiberoptisk kabel på havbunden. Via en teknik kaldet Distributed Acoustic Sensing forvandlede de kablet til titusinder af bittesmå sensorer.
Et lasersignal sendes konstant gennem kablet. Enhver vibration, strækning eller temperaturændring i omgivelserne forstyrrer lyset på en subtil måde. Ved at analysere det tilbagekastede signal kan forskerne se, hvad der sker i vandet og på havbunden – meter for meter langs kablet.
GreenFjord-projektet leverer hidtil uset detaljeret billede
Inden for rammerne af GreenFjord-projektet, støttet af Swiss Polar Institute, indsamlede forskerne en kontinuerlig datastrøm. De satte særligt fokus på gletsjeren Eqalorutsit Kangilliit Sermiat, der hvert år anslås at miste 3,6 kubikilometer is til havet – næsten tre gange mere end det samlede indhold af den kendte Rhône-gletsjer i Schweiz.
Fiberoptikken afslørede præcist:
- hvornår et isbjerg brød løs,
- hvordan de første overfladebølger bevægede sig gennem fjorden,
- hvordan indre bølger derefter opstod og spredte sig i vandsøjlen,
- hvor længe disse indre bølger forblev aktive, og hvor de blandede vandet mest intenst.
Dermed opstod for første gang et komplet tidsbillede af, hvordan en fjord reagerer på ét enkelt kalvningsbegivenhed – fra det første brag til den allersidste ringe ebber ud i dybden.
Hvad det betyder for havniveauet herhjemme
Den grønlandske indlandsis betragtes som et af jordens største vandreservoirer. Hvis hele ismassen forsvandt, ville det globale havniveau stige med anslået syv meter. Dertil er vi heldigvis langt fra, men de nye resultater gør det klart, at undervandsproceserne skrider hurtigere frem end hidtil antaget.
Modeller, der primært fokuserer på lufttemperaturer og langsomt opvarmende oceanlaget, overser en vigtig del af historien. De indre bølger skaber nemlig en slags turboeffekt: hvert stykke is, der brækker af, forstærker varmetilstrømningen til gletsjerbunden. Det reelle smeltetempo kan dermed være op til titusinder af gange højere end visse tidligere beregninger antydede.
Den accelererede smeltning har konsekvenser langt uden for Grønland. Ekstra ferskvand i det nordlige Atlanterhav forstyrrer balancen i de store havstrømme, herunder Golfstrømmen. Det kan igen føre til mildere vintre visse steder, koldere somre andre steder og ændrede nedbørsmønstre over store dele af den nordlige halvkugle.
Den grønlandske indlandsis reagerer ikke langsomt og jævnt – den viser pludselige spring fremmet af processer dybt under vandoverfladen.
Hvad er indre bølger egentlig?
Indre bølger er bølger, der ikke bevæger sig hen over overfladen, men gennem selve vandmassen. De dannes, hvor vandlag med forskellig tæthed glider hen over hinanden – for eksempel let smeltevand oven på tungt saltvand, eller koldt vand over varmere vand.
Fordi tæthedforskellene ofte er små, bevæger vandet sig langsomt op og ned – men over enorme højder. I fjorde med markante temperatur- og saltforskelle kan indre bølger nå tiere til hundreder af meters højde. De forbliver oftest usynlige for et tilfældigt øje, men er fuldt ud målbare med følsomt udstyr.
Risici og fremtidig forskning
For forskere betyder dette, at prognoser for havniveaustigninger må tages op til fornyet vurdering. Klimamodeller skal fremover medregne indre bølgers og undervandserosionens rolle langt bedre, hvis de skal give et realistisk billede af gletsjertilbagetrækning.
For kystområder verden over – også langs de danske kyster – handler det om spørgsmålet om, hvor meget og hvor hurtigt den grønlandske indlandsis bidrager med ekstra vand. Det afgør, hvilke diger der på sigt skal forstærkes, og hvor høj ny infrastruktur skal bygges. Bedre viden om disse skjulte processer giver mulighed for at planlægge i tide frem for at løbe efter begivenhederne.
Fiberoptikteknologien åbner desuden for nye muligheder. Jordens havbunde er allerede dækket af kabler til internet og telekommunikation. Denne eksisterende infrastruktur kan i fremtiden potentielt fungere som et kæmpemæssigt målenetværk for havdynamik, jordskælv og undervandslyd. Den grønlandske fjord viser sig dermed ikke blot som et laboratorium for isforskning, men som en prøveplads for en helt ny måde at lytte til vores planet på.
