En forholdsvis hurtig og enkel metode hjælper forskerne til at vurdere, hvor sårbar over for klimaforandringerne de enkelte gletsjere langs den vestgrønlandske kyst er over for klimaforandringer.
\ Historien kort
- Forskere har udviklet en metode, der identificerer, hvilke gletsjere der er mest udsatte for massetab i fremtiden.
- Resultaterne hjælper med at forklare, hvorfor gletsjere reagerer forskelligt på klimaforandringerne.
- Nu kan andre forskere bruge den nye metode til at identificere sårbare gletsjere andre steder i Grønland og til at koncentrere indsats og ressourcer.
Forskerne har kombineret en gammel teori for gletsjernes fremrykning og tilbagetrækning med nye satellitbilleder, så de kan identificere, hvor sårbar hver enkelt gletsjer er over for afsmeltning og opbrud i den nærmeste fremtid.
Det nye studie er publiceret i Nature Geoscience.
»Kort forklaret, tog vi en gammel teori, der har eksisteret siden 1950'erne og ved hjælp af nye satellit- og luftobservationsdatasæt viste vi, hvordan forskellige udløbsgletsjere langs Indlandsisen i Grønland vil reagere forskelligt på pres ved gletsjerkanten,« fortæller studiets hovedforfatter Denis Felikson, der er forskningsassistent ved University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) og ph.d.-studerende ved University of Texas Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics.
De nye resultater kan hjælpe forskerne med at forstå en mangeårig gåde: Hvorfor svinder visse gletsjere mere ind end andre?
Den nye metode kan måske give forskerne et praj om, hvilke gletsjere de skal holde nøje øje med, og derigennem forbedre estimaterne for de fremtidige havniveaustigninger.
Hvorfor ikke alle gletsjere svinder ind
Samlet set svinder ismasserne på Grønland hurtigere ind, end de vokser.
Massetabet fra Grønlands gletsjere har siden 1840 været skyld i en global havniveaustigning på 25 mm. Størstedelen af massetabet har fundet sted i løbet af de seneste 10 år.
\ Massetab (ablation)
Massetabet af is kan være et resultat af flere faktorer:
- Opbrud – is, der knækker af for eksempel gletsjere og ryger ud i havet.
- Selve iskappen, der smelter inde i landet.
- Manglen på nedbør, som ellers kunne have modsvaret tabet af isen.
Men gletsjerne er meget forskellige, og har hver deres måde at reagere på klimaændringerne.
Mange gletsjere trak sig hurtigt tilbage og medvirker allerede til det stigende havniveau, mens andre gletsjere kun har ændret sig meget lidt eller måske endda ligefrem er vokset.
Men indtil nu har forskerne ikke været i stand til at forklare, præcist hvorfor det forholder sig på denne måde.
»Ofte reagerer selv nærliggende gletsjere helt forskelligt på trods af, at de oplever tilsvarende klimatiske forhold. Hvis vi ikke kan forklare denne tilsyneladende komplekse adfærd, mindsker det vores evne til at forudsige, hvordan gletsjerne og iskapperne vil reagere i fremtiden,« forklarer Sam Doyle, der er glaciolog ved Aberystwyth University i Wales.
Ifølge Sam Doyle, der ikke var involveret i det nye studie, forklarer det til dels denne kompleksitet.
\ Læs mere
De mest og mindst udsatte gletsjere
Denis Felikson og hans kollegaer studerede 16 gletsjere langs Vestgrønlands kyst.
De identificerede tre gletsjere med specifikke egenskaber, som betyder, at de ryger ind på listen over mulige medvirkende årsager til havniveaustigninger i området.
At Jakobshavn Isbræ er med på listen, kommer ikke som den store overraskelse for forskerne.
Jakobshavn Isbræ, der i 2004 blev optaget på UNESCOs Verdensarvliste, satte i 2012 en ny verdensrekord for gletsjeres tilbagetrækningshastighed og er i dag verdens hurtigste gletsjer.
\ Læs mere
De øvrige to gletsjere var mere overraskende. Den ene trækker sig ikke tilbage endnu, og en anden gletsjer har kun trukket sig et lille stykke tilbage.
Alle de tre gletsjere viser tegn på et stort massetab ifølge det nye studie.
De mindst udsatte gletsjere er Kangerluarsuup Sermia og Lille Gletsjer, selvom også disse to gletsjere har trukket sig tilbage i løbet af de seneste år.
Læs mere om de enkelte gletsjere i det interaktive kort.
Ifølge et nyt studie er disse tre vestgrønlandske gletsjere mest sårbare overfor klimaforandringer. Klik på den enkelte gletsjer for at læse mere. (Interaktivt kort: Catherine Jex/videnskab.dk)
Tab af is afhænger af landskabets udformning
Hvorfor reagerer gletsjerne ikke ens i takt med, at kloden bliver varmere? Og hvordan identificerer det nye studie, hvilke gletsjere der risikerer at svinde mere ind end andre?
Det afhænger alt sammen af, hvilke forandringer der finder sted ved gletsjerfronten, hvor gletsjerfronten møder havet, og hvilken effekt disse forandringer har på resten af gletsjeren på land.
Gletsjeren er udsat for afsmeltning og opbrud ved gletsjerfronten, hvor isen støder på det forholdsvis varme havvand, hvilket resulterer i, at gletsjeren bliver tyndere.
Det interaktive kort afslører de 16 vestgrønlandske gletsjeres forskellige reaktion på klimaforandringer. Nogle gletsjere har allerede været udsat for et enormt massetab, og de trækker sig langt ind på land (rød). Andre gletsjere har kun mistet forholdsvis lidt is (lyserød), mens andre igen har oplevet en massetilvækst (blå). Cirklernes størrelse viser størrelsen af massetabet eller massetilvæksten. (Interaktivt kort: Catherine Jex/Videnskab.dk/Illustration: Felikson et al. 2017/Nature Geoscience)
Denne afsmeltning kan strække sig forbavsende langt ind på land – i visse tilfælde mere end 100 kilometer.
Det nye studie afslører, at det er gletsjerens tykkelse, faconen på gletsjerens overflade og det underliggende grundfjeld, samt hvor stejlt hældende terrænet er, der afgør, hvor langt ind på land afsmeltningen fortsætter.
\ Jakobhavns Isbræ
Jakobshavn Isbræ (Ilulissat Isbræ eller Sermeq Kujalleq) er et af det steder, hvor afsmeltningen er mest tydelig. Udtyndingen af Jakobshavn Isbræ strækker sig allerede fra gletsjerranden og 120 kilometer ind på land.
Jakobshavn Isbræ står for 81 procent af studiearealets samlede massetab.
Ifølge det nye studie er der risiko for at udtyndingen muligvis kan komme til at fortsætte op til 243 kilometer fra gletsjerkanten ind på land.
Ved denne breddegrad svarer det til op til 1/3 del af hele det grønlandske isskjold.
»For visse gletsjere har afsmeltningen spredt sig langt ind på iskappen. I andre tilfælde sætter geometrien en grænse for udtyndingen, så den kun sker tæt på gletsjerfronten,« forklarer Denis Felikson.
»Så når gletsjerne bliver tvunget til at trække sig tilbage, finder massetabet sted med varierende hastighed,« fortsætter han.
Gletsjere, der skal overvåges
Det nye studie beregnede, hvor langt ind på land udtyndingen fortsatte på de vestgrønlandske gletsjere, og forskerne fastslog det nøjagtige punkt, hvor udtyndingen stoppede.
De beregnede, at næsten hele ismængden, der går tabt, stammer fra den del af gletsjeren, som ligger foran det punkt, hvor udtyndingen stopper.
Når dette punkt ligger langt inde på land, er en større del af gletsjeren sårbar over for udtynding, afsmeltning og opbrud.
Og det betyder også, at mere smeltevand strømmer ud i havet, og at havniveauet stiger.
»Denne metode betyder, at vi kan fastslå et empirisk udledt tal for at fastlægge dét punkt, hvor den dynamiske udtynding af gletsjeren stopper,« forklarer Niels Korsgaard fra NordVulk, Institut for geovidenskab ved Islands Universitet, Háskóli Íslands.
Niels Korsgaard er medforfatter på studiet og var med til at producere en stor mængde af den data, der blev brugt. Han tilføjer:
»Tidligere kunne vi estimere, hvor dette punkt var lokaliseret ud fra en general forståelse, men nu kan vi bevise det.«
Den nye metode er 'enkel og empirisk udledt' og kræver kun data om gletsjerens tykkelse og udformning af det underliggende grundfjeld, fortæller Niels Korsgaard.
Men endnu vigtigere er, at den nye metode kan identificere udtyndingspunktet, før gletsjeren begynder at udvise tegn på afsmeltning og tilbagetrækning.
Eksisterende metoder er afhængige af tidligere observationer af tibagetrækning og komplekse computermodeller, der beskriver gletsjernes adfærd.
Animationen viser, hvordan gletsjeren bliver udtyndet, og hvordan den trækker sig tilbage, til den støder på det 'naturlige udtyndingspunkt'. Dette punkts beliggenhed afgøres af gletsjerens oprindelige tykkelse og det underliggende grundfjelds udformning. (Gif: Videnskab.dk/ Baseret på en illustration af Denis Felikson)
»Et vigtigt skridt i den rigtige retning«
Indtil videre har forskerne evalueret et lille område på Vestgrønland.
Opgaven ligger nu i at udvide analyserne, så de omfatter hele isskjoldet, så forskerne kan få et indblik i, hvordan alle Grønlands gletsjere muligvis vil reagere på fremtidige klimaforandringer, fortæller Denis Felikson.
I denne henseende udgør det nye studie et vigtigt skridt, der kan hjælpe forskerne med at udvælge afgørende gletsjere for yderligere forskning, forklarer Sam Doyle.
»Det er en god artikel, der kombinerer observationer med teori for at forklare de store grønlandske gletsjeres respons, når ismasserne kælver i havet. Studiet forklarer kompleksiteten rigtig godt,« udtaler Sam Doyle.
»Naturens verden er kompleks, og det er derfor, at den er så interessant. Det gælder også for gletsjerne. Der er stadig mange ubekendte, men det er et vigtigt skridt i den rigtige retning i vores bestræbelser på helt at forstå gletsjernes respons,« slutter Sam Doyle.
Oversat af Stephanie Lammers-Clark
\ Kilder
\ Teori forklarer bevægelse, vand og is
Det nye studie gør brug af en teori, der har eksisteret siden 1950'erne.
Studiet beregner, hvor langt op på land hver gletsjer risikerer at blive udtyndet som respons på forandringer, der finder sted ved gletsjerfronten, og derigennem hvor sårbare de i fremtiden risikerer at være over for massetab af is.
Teorien kaldes kinematisk bølgeteori.
Kinematik behandler sammenhængen mellem position, hastighed og acceleration for en partikel eller et legeme uden at inddrage de kræfter, som forårsager bevægelsen.
Det lyder måske meget teoretisk, men det har mange praktiske anvendelsesmuligheder.
Matematikere har brugt teorien til at forklare dynamikken i bilkøer og måden, som trafikken bevæger sig gennem byerne, samt måden som vandmasser bevæger sig over land.
»Hvis man starter med en stabil gletsjer, der hverken ændrer størrelse eller facon, men som bliver forstyrret af eksempelvis opvarmning af havvandet, som gletsjeren flyder ud i, så vil gletsjeren tilpasse sin facon. Hvis gletsjeren bliver tvunget til at trække sig tilbage, så tilpasser den sit yderste randområde, ved at det bliver tyndere,« fortæller Denis Felikson. Han tilføjer:
»Denne udtynding er afhængig af geometrien spredt langs gletsjeren som en diffus bølge.«
Bølger gennem massiv is
Hvordan kan en bølge bevæge sig gennem en gletsjer? Konceptuelt på samme måde, som en bølge kan bevæge sig gennem et hvilket som helst medium – selv vand.
Hvis man tilsætter farvestof til en flod, der munder ud i et vandfald, vil farvestoffet sprede sig i floden.
Men det vil ikke være i stand til at sprede sig ud over vandfaldet, hvor vandets kraft virker som en naturlig barriere for farvestoffet.
Det er i bund og grund det samme, som finder sted indeni en gletsjer, i takt med at den trækker sig tilbage, og udtyndingen spreder sig i gletsjeren som en 'diffus kinematisk bølge'.
»Udtyndingen ved gletsjerranden kan strække sig langt ud i gletsjeren, indtil den når et punkt, hvor isen er tilstrækkelig tynd og stejl. Så kan udtyndingen ikke bevæge sig længere op ad gletsjeren. Derfor er de lavere gletsjerområder tyndere og den øverste del mere stabil,« forklarer Denis Felikson.
Dette punkt udgør en naturlig barriere, der stopper udtyndingen, så gletsjeren bliver forholdsvis stabil.
Jo længere ind mod land dette punkt befinder sig, desto mere udsat er gletsjeren, og desto større havstigninger er gletsjeren skyld i.
Hvis dette punkt befinder sig tæt på gletsjerfronten ved kysten, er en forholdsvis lille del af gletsjeren udsat for udtyndingen, og derfor vil gletsjeren bidrage til havstigning i mindre grad.
