Sådan påvirker gletsjere havniveauet
International forskergruppe med dansk deltagelse har udviklet en matematisk model, der giver de hidtil mest præcise beregninger af, hvordan gletsjerne på Grønland får vandet til at stige i verdenshavene.

Hvis alt is på Grønland smelter, stiger vandstanden i verdenshavene med godt syv meter.

Så galt går det nok ikke, men forskere vil alligevel gerne vide, hvilke faktorer der styrer, hvor meget  is der forsvinder fra verdens største ø og dermed også, hvor meget havet kommer til at stige.

For Grønlands ismassetab gælder det, at omkring 50 procent smelter væk fra overfladen på grund af blandt andet forhøjede temperaturer i luften. De sidste 50 procent tabt is forsvinder med isbjerge, der brækker af fra øens store gletsjere.

Nu har en international forskergruppe, der blandt andet inkluderer en forsker fra danske GEUS (De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland), udviklet en matematisk-fysisk model, som giver et hidtil uhørt præcist billede af de afgørende faktorer for, hvor meget is gletsjerne smider af sig.

Modellen viser overraskende, at fjordenes udformning, der hvor gletsjeren munder ud i havet, har en hidtil overset stor betydning for ismassetabet. Desuden viser modellen også, at smeltevand på isens overflade har en skjult dobbeltrolle (se faktaboks).

»Vores resultater viser, at afsmeltning af is ikke bare bidrager til ismassetab i sig selv, men også bidrager til ismassetab gennem øget afbrækning af isbjerge. Det sker, fordi smeltevandet udfylder revner i gletsjerne og medfører, at store isbjerge brækker af ved gletsjernes fronter,« fortæller den danske bidragyder til studiet, ph.d. og forsker ved GEUS Morten Langer Andersen.

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature.

Gletsjernes hastighed steg omkring år 2000

På Grønland står de 25 største gletsjere for hovedparten af øens ismassetab gennem afbrækning af isbjerge, der flyder til havs og smelter. Denne proces kaldes det dynamiske ismassetab.

I den forbindelse er der en naturlig sammenhæng mellem, hvor hurtigt gletsjerne flyder fra Grønlands midte mod kysten, og hvor meget is der forsvinder fra gletsjernes front, hvor den munder ud i havet.

Hastigheden på de hurtigste gletsjere kan komme op på over 25 meter om dagen.

Men gletsjernes flydehastighed er ikke stabil. I slutningen af 1990´erne og i starten af 2000-tallet var der en generel stigning i gletsjernes hastighed på Grønland.

»Omkring årtusindeskiftet accelererede nogle af de store gletsjere voldsomt, uden at vi forskere kunne forklare hvorfor. Vi kunne blot konstatere, at gletsjerne var meget påvirkelige af de klimatiske betingelser og hurtigt pumpede store mængder is ud i havet. De er siden faldet tilbage til lavere hastighed, og vi vil meget gerne forstå de processer, der  er med til at styre gletsjernes hastighed, da det har afgørende betydning for vores forudsigelser for fremtidens vandstand i verdenshavene. Dette er vi kommet nærmere med de nye resultater,« siger Morten Langer Andersen.

Stor betydning af hidtil ukendte faktorer

Modellen, der for hovedpartens vedkommende er udviklet af Faezeh Nick fra Laboratoire de Glaciologie - Université Libre de Bruxelles, er en af de til dato mest omfattende modeller til beregning af gletsjeres dynamik.

Fakta

Når vand smelter på oversiden af en gletsjer, flyder vandet ned i de mange revner (’crevasses’), der specielt er ved gletsjerens front. Her har vandstanden i sprækken betydning for, hvor tilbøjelig gletsjeren er til at brække af netop ved én af sprækkerne.

Jo højere vandstanden er i en sprække, des mere tilbøjelig er gletsjeren til at brække af ved netop den sprække.

Denne sammenhæng mellem smeltevand i sprækkerne og dannelsen af isbjerge er inddraget i modellen sammen med andre afgørende fysiske processer, der foregår ved gletsjerfronten.

Foruden de selvfølgelige parametre som luft- og havtemperaturer, vandstand, nedbør mm. inddrager modellen også for første gang de samtidige effekter af smeltevand i sprækkerne i gletsjerne, mængden af isbjerge i udløbs-fjordene og udformningen af klippegrunden i fjordene og under gletsjerne (se faktaboks).

Også effekter af tilbagetrækning og udtynding af gletsjerne samt smeltevand mellem isen og klippen regnes med.

Ud over at inddrage flere parametre i modellen, viser studiet også, at nogle parametre har en hidtil uset stor betydning.

»I studiet viser vi, at det blandt andet er meget relevant at vide, hvordan undergrunden ser ud under de enkelte gletsjere for at forstå, hvordan gletsjeren vil opføre sig under forskellige klimatiske forhold. Fjordens udformning er vigtig,« forklarer Morten Langer Andersen.

Ændrer ikke på tidligere estimater

Modellen er baseret på på 10 års (2000 - 2010) præcise data fra fire af Grønlands fem største gletsjere.

Data er observationer af gletsjernes flydehastigheder, samt satellitbilleder af gletsjerfrontens bevægelser.

Med data fra de fire gletsjere kunne forskerne kalibrere modellen, indtil den kunne genskabe, hvordan gletsjerne havde opført sig under de ti år fra år 2000 til år 2010, hvor forskerne havde observationer fra.

Da modellen var i stand til at efterligne gletsjernes dynamik for perioden, kan forskerne bruge den til også at forudsige, hvordan gletsjerne kommer til at opføre sig i fremtiden.

»Vores resultater er ikke meget forskellige fra andre forskeres beregninger i rå tal. Vi ligger lunt i midten med samlede vandstandsstigninger på mellem 6 og 18 centimeter i 2100 fra Grønland. Men vi har en relativt præcis beregning for fire vigtige gletsjere og kan vise, hvordan hver enkelt gletsjer bidrager forskelligt til den samlede vandstandsstigning og hvilke parametre, der får den enkelte gletsjer til at smide isbjerge af sig. Den viden er et meget vigtigt resultat,« forklarer Morten Langer Andersen.

Mangler flere data

Den nye model er et værktøj, som forskere kan bruge til bedre at forstå de processer, der står bag hver enkelt gletsjers bidrag til Grønlands samlede ismassetab.

Samtidig peger modellen også på områder, hvor data er utilstrækkelige, hvis forskere vil udnytte modellens fulde potentiale til at forudsige gletsjernes samlede bidrag til vandstandsstigningen i verdenshavene.

»Med modellen kan vi se, at eksempelvis fjordenes klippegrundstopografi slet ikke er kortlagt tilstrækkeligt i forhold til, hvor stor betydning topografien har for mængden af is, der brækker af gletsjerne. Det er afgørende, at disse ubekendte bliver blotlagt, hvis modellens - og andre modellers - fulde potentiale skal kunne udnyttes,« siger Morten Langer Andersen.

Timelapse-video fra tidsskriftet Nature, der viser Jakobshavn Isbræ, der kælver på en dag i 2008. Forskerne har taget billeder i 10 sekunder hver time. Videoen er lavet af Jason Amundson, Martin Truffer og Mark Fahnestock fra University of Alaska Fairbanks.

Fakta

En gletscher kan ændre hastighed, hvis fronten eksempelvis står på en forhøjning i havbundens klippeformation med en fordybning bag ved sig.

I det tilfælde vil man ofte se, at gletsjeren accelererer kraftigt, mens den passerer hen over fordybningen. Når det igen går 'op ad bakke', bremser gletsjeren op og finder et stabilt leje.

I det konkrete studie fandt forskerne, at gletscherne desuden havde tendens til at finde stabile front-positioner ved indsnævringer i fjorden, hvor klippegrunden samtidig var 'op ad bakke'.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.