Nye målinger afslører en usynlig motor bag havstigning
Nye målinger foretaget med fiberoptiske kabler viser, at gigantiske, usynlige bølger i fjorde presser varmt vand opad og får bunden af gletsjere til at smelte langt hurtigere, end man hidtil har antaget. Det er en skjult drivkraft bag den globale havstigning.
Kollapsende isbjerge skaber bølger på højde med skyskrabere
Hver gang et stykke gletsjer brækker af og styrter i havet som et isbjerg, frigives der enorme mængder energi. Det skaber ikke blot et imponerende plask ved overfladen — hele fjorden sættes i bevægelse.
Forskere fra blandt andet Zürich Universitet har vist, at et sådant kollaps udløser en serie indre bølger — en slags stille mini-tsunamier, der bevæger sig gennem fjordens dybde. Disse bølger kan være så høje som en skyskraber og strækker sig hundredvis af meter ned i vandsøjlen.
De indre bølger skubber vandlag hen over hinanden og blander konstant koldt og relativt varmt vand. I mange grønlandske fjorde ligger der på dybet vand, der allerede er opvarmet af havstrømme. Normalt forbliver dette vand stort set adskilt under det koldere smeltevand ved overfladen.
På grund af de indre bølger presses varmere bundvand gentagne gange mod isvæggen — præcis der, hvor gletsjeren møder havet.
Det betyder, at gletsjernes basis nedbrydes hurtigere. Isvæggen bliver mere ustabil, kalver hurtigere og forårsager nye kollaps — og dermed nye bølger. Gletsjeren fremskynder på den måde sin egen nedbrydning.
Fiberoptisk kabel som megasensor på havbunden
Denne proces har længe været usynlig. Satellitter kan registrere kalving og gletsjertilbagerykning, men ikke hvad der sker titusindvis af meter under vandoverfladen. Det er ved at ændre sig takket være en relativt ny målemetode.
I en fjord i det sydlige Grønland lagde forskere et fiberoptisk kabel på cirka ti kilometer langs havbunden. Ved hjælp af såkaldt Distributed Acoustic Sensing bruges kablet som en lang kæde af ekstremt følsomme sensorer.
- Hver meter fiberoptik registrerer minimale vibrationer og stræk i kablet.
- Ud fra disse data kan bølgebevægelser i vandet aflæses.
- Samtidig måler forskerne subtile temperaturforskelle langs hele kabelforløbet.
- Resultatet er et næsten kontinuerligt billede af, hvad der foregår i fjorden.
Dataene viser, at der efter hvert kollaps først opstår synlige overfladebølger — som hurtigt dør ud. Herefter følger en lang række indre bølger, der ruller frem og tilbage i fjordens dybde i timevis.
Det er netop disse vedvarende, indre bølger, der kraftigt blander vandmasserne og holder fjorden relativt varm til nye smelteprocesser.
Smelteaccelerator: op til en meter is om dagen under vand
Forskerne beregnede, at de indre bølger per cyklus kan smelte cirka en centimeter is væk fra gletsjernes underside. Det lyder beskedent — indtil man overvejer, hvor ofte det sker.
I en aktiv fjord kalver gletsjere konstant. Lægger man alle disse bølger sammen, kan den undervandsmæssige smeltehastighed lokalt nå op på cirka en meter is om dagen. Det svarer til den hastighed, hvormed gletsjeren selv glider mod havet.
Studiet viser, at tidligere modeller har undervurderet undervandssmeltningen kraftigt — i nogle tilfælde med en faktor hundrede. Disse modeller fokuserede primært på den gennemsnitlige vandtemperatur og strømning, men tog ikke højde for energien fra de indre bølger, der konstant presser nyt varmt vand mod isen.
Et konkret eksempel er gletsjeren Eqalorutsit Kangilliit Sermiat i Sydgrønland. Denne gletsjer slipper anslået 3,6 kubikkilometer is ud i havet hvert år — næsten tre gange så meget som den schweiziske Rhône-gletsjers volumen. Alt dette faldende is fortsætter med at have indflydelse via de bølger, der ruller dybt ind i fjorden.
En selvforstærkende cyklus fremskynder isens forsvinden
Den nye erkendelse tegner et langt mere komplekst billede af smeltende gletsjere end blot "varm luft angriber isen." Den grønlandske indlandsis reagerer på flere måder samtidig på et opvarmende klima.
Ved overfladen forårsager højere lufttemperaturer smeltning og afstrømning af smeltevand. Ved iskappens yderkanter, hvor gletsjere møder havet, udspiller der sig samtidig en anden proces: kollapsene sætter havvandet i bevægelse, som til gengæld fører ekstra varme hen til isen.
Sådan opstår en selvforstærkende cyklus:
- Stigende temperaturer svækker gletsjerfronterne.
- Gletsjere kalver hyppigere, og større blokke brækker af.
- Disse kollaps udløser kraftige indre bølger.
- Bølgerne fører varmt bundvand hen mod isvæggen.
- Gletsjernes basis smelter hurtigere, hvilket udløser ny kalving.
Gletsjeren fremskynder dermed sin egen tilbagerykning — uden at det nødvendigvis er synligt ved overfladen. Klimahistoriens store linjer holder stadig — planeten varmer op — men den måde, det slår igennem i ismasserne på, viser sig at være mere uforudsigelig og dynamisk, end modellerne længe har antaget.
Globale konsekvenser: havstigning og forstyrrelser af havstrømme
Grønlands skala gør dette til et globalt anliggende. Iskappen indeholder nok vand til at hæve det globale havniveau med cirka syv meter, hvis det hele smeltede. Det er vi langt fra — men Grønlands bidrag til den nuværende havstigning er vokset støt i årevis.
Hvis undervandssmeltningen viser sig at være langt kraftigere end antaget, betyder det, at grønlandske gletsjere muligvis leder landis ud i havet hurtigere, end mange klimascenarier forudsiger. Det får konsekvenser for lavtliggende kystområder — fra Danmark til deltaer i Asien og østater i Stillehavet.
Dertil ændrer al dette smeltevand sammensætningen og temperaturen af havvandet i den nordlige del af Atlanterhavet. Det påvirker store strømsystemer som den atlantiske meridionale omvæltningscirkulation, som Golfstrømmen er en del af.
Ændringer i strømningerne omkring Grønland påvirker i sidste ende også sandsynligheden for våde somre, milde vintre eller omvendt koldere perioder i Europa.
Hvad er indre bølger egentlig?
Indre bølger opstår ved grænsen mellem vandlag med forskellig tæthed — forårsaget af temperatur eller saltindhold. Mens bølger ved overfladen bryder synligt, ruller indre bølger som usynlige rygge gennem dybet.
I grønlandske fjorde er det øverste lag ofte koldere og ferskere på grund af smeltevand, mens varmere og saltere havvand strømmer ind på dybt vand. Et isbjergs kollaps bringer disse lag ud af balance og sætter dem i bevægelse. Grænselaget mellem de to vandmasser begynder at bølge, og disse bølger kan blive titusindvis til hundredvis af meter høje.
For mennesker og dyr ved overfladen kan vandet se relativt roligt ud, mens der dybt under overfladen foregår en enorm dynamik. Det er netop her, gletsjerne møder vandet, og den ekstra smeltning finder sted.
Hvad betyder det for fremtidig forskning og klimapolitik?
Brugen af fiberoptiske kabler som måleinstrumenter gør det muligt at kortlægge denne type processer på flere steder — eksempelvis ved andre grønlandske gletsjere eller i fjorde i Alaska og Antarktis.
For klimascenarier og kystbeskyttelse giver det mere præcise oplysninger om den hastighed, hvormed store iskapper mister masse. I stedet for udelukkende at beregne med gennemsnitlige vandtemperaturer, skal modellerne tage højde for energien fra indre bølger og andre lokale dynamikker.
For beslutninger om diger, kystnær arealanvendelse og internationale klimaaftaler betyder det, at usikkerhedsspændet for mulig havstigning kan se anderledes ud end ældre skøn. Især langsigtede beslutninger — som hvor man bygger nye boligområder, eller hvor høje fremtidige diger skal være — afhænger i høj grad af, hvor hurtigt Grønland og Antarktis reagerer på opvarmningen.
Den der ser et billede af en kollapsende isvæg, oplever typisk kun det spektakulære øjeblik, hvor isen rammer vandet. Forskerne viser nu, at der følger et stille efterspil — i form af enorme indre bølger. Det er netop disse skjulte bevægelser, der afgør, hvor meget is der forsvinder under vand, og hvor hurtigt havet fortsætter med at stige i de kommende årtier.
