Smeltevand i millionvis af hårfine sprækker destabiliserer Indlandsisen

Jeg traver langs bredden af en hvirvlende, brusende vandmasse. Selvom flodlejet med de stejle vægge ikke er meget bredere end en motorvej, så er gennemstrømningen af vand større end i Themsen-floden i London.

Den øredøvende brølen og buldren fra det brusende vand er næsten ikke til at tro – en respektindgydende påmindelse om naturens enorme kræfter.

Da jeg runder et hjørne, bliver jeg mødt af et fuldstændig surrealistisk syn: En gabende sprække, som har åbnet sig i strømmens leje, sluger vandet i en massiv malstrøm og sender enorme sprøjt op.

Det lyder måske som noget fra en computergenereret blockbuster action-film, men det sker lige for øjnene af mig.

En såkaldt gletsjermølle - en smal, vertikal, cylindrisk skakt med cirkulært tværsnit, der dannes i sprækker og udformes af smeltevandet fra gletsjeroverfladen - er ved at blive skabt lige foran mig på den grønlandske indlandsis.

Det burde virkelig ikke kunne ske her - og den nuværende videnskabelige forståelse kan ikke rumme denne virkelighed.

Som glaciolog har jeg brugt 35 år på at undersøge, hvordan smeltevand påvirker strømningen og stabiliteten af gletsjere og iskapper.

Det gabende hul, der åbner sig ved overfladen, er blot begyndelsen på smeltevandets rejse gennem Indlandsisen.

I takt med, at smeltevandet sluses ind i gletsjermøllerne, borer det et komplekst netværk af tunneler gennem iskappen, der strækker sig mange hundrede meter ned - hele vejen ned til Indlandsisens underlag.

Når smeltevandet når bunden, siver det videre ned i Indlandsisens subglaciale dræningssystem, som minder meget om storbyernes regnvandsanlæg; ganske vist ét, der konstant udvikler sig og svømmer over.

På den måde når smeltevandet til randen af iskappen og ender til sidst i havet - og det har store konsekvenser for den overliggende iskappes termodynamik og gennemstrømning.

Tragedie under opsejling

Scener som denne og ny forskning i Indlandsisens mekanismer udfordrer traditionel tænkning om, hvad der sker inde i og under iskapperne, hvor det er ekstremt udfordrende at foretage de observationer, der giver os afgørende indsigt.

Observationerne indikerer, at de resterende iskapper i Grønland og Antarktis er langt mere sårbare over for klimaopvarmningen, end modellerne forudsiger, og at iskapperne måske allerede er i gang med at blive destabiliseret indefra.

Dette udgør en tikkende bombe for den halve milliard mennesker, der lever i sårbare kystområder, eftersom de grønlandske og antarktiske iskapper reelt er gigantiske reservoirer af frossent ferskvand, der - hvis frigivet - kan føre til en global stigning af havniveauet på mere end 65 meter.

Siden 1990'erne er hastigheden for iskappernes massive afsmeltning kun accelereret, og i dag er dette fænomen både den primære bidragsyder til og et wildcard i forhold til fremtidige havniveau-stigninger.

Sådan bliver smalle revner til gabende sprækker i isen

Gletsjermøllerne er næsten lodrette skakte, der fanger og sluser smeltevand fra overfladen hver sommer.

Der er mange tusinde gletsjermøller på tværs af Grønland, og de kan vokse sig imponerende store som følge af isens tykkelse i kombination med overfladens usædvanligt høje afsmeltningshastighed.

Disse gabende kløfter kan være så store som tennisbaner på overfladen med kamre gemt i den underliggende is, der kan sluge enorme mængder vand.

Den nye gletsjermølle, jeg har været vidne til, ligger imidlertid virkelig langt fra sprækker og smeltesøer, hvor den nuværende videnskabelige forståelse dikterer, at gletsjermøller almindeligvis bliver dannet.

Fine sprækker kan ikke ses på satellitmålinger

I et nyt studie demonstrerer Dave Chandler og jeg, at iskapperne er fyldt med millioner af hårfine sprækker, der bliver tvunget åbne af smeltevandet fra de floder og vandløb, de støder på.

Fordi gletscherisen er så skrøbelig ved overfladen, findes disse revner overalt på tværs af smeltezonerne på samtlige gletsjere, iskapper og ishylder. Men fordi de er så små, kan de ikke ses på satellitmålinger.

Denne såkaldte hydrofracturing, eller hydrofraktuktionering, som er skabt af afstrømningen, betyder, at vandet kan trænge hundredevis af meter ned, før det fryser fast, uden at revnerne nødvendigvis trænger ned til bunden og skaber en fuldvoksen gletsjermølle.

Men selv hydrofrakturer, som 'kun' baner sig en del af vejen ned, har en betydelig effekt på iskappens stabilitet.

I takt med at vandet strømmer ind, beskadiger det Indlandsisens interne struktur og frigiver dens latente varme. Isen bliver varmet og blødgjort, og flyder og smelter derfor hurtigere, på samme måde som opvarmet stearin.

Hydrofraktioneringen beskadiger isen systematisk, overfører varme til Indlandsisens indre og destabiliserer den indefra. Til sidst bliver Indlandsisens interne struktur mere sårbar over for den globale opvarmning.

Nye processer, der fremskynder tabet af is

I løbet af de seneste to årtier, hvor forskere for alvor har fulgt iskappens afsmeltning og strømning, er sådanne melt events blevet mere almindelige og mere intense - alt sammen i takt med, at de globale temperaturer stiger.

Dette bliver yderligere forværret af den arktiske opvarmning, som sker fire gange hurtigere end det globale gennemsnit. Indlandsisen kælver også isbjerge samt flyder langt hurtigere.

Iskappen har mistet omkring 270 milliarder tons is om året siden 2002: Det er mere end 1,5 centimeter global havniveau-stigning. Grønland bidrager nu i gennemsnit omkring 1 millimeter til havniveau-budgettet hvert eneste år.

Et studie fra 2022 viser, at selv hvis atmosfæriske opvarmning stoppede nu, ville en global vandstandsstigning på mindst 27 centimeter som følge af klimaforandringerne de seneste 20 år og den ustabilitet, den har medført i Indlandsisen.

Tager ikke højde for nyopdagede forstærkningsprocesser

Det er afgørende at forstå de kommende risici.

Den nuværende generation af indlandsismodeller, der bruges til at vurdere, hvordan Grønland og Antarktis vil reagere på opvarmning i fremtiden, tager imidlertid ikke højde for nyopdagede forstærkningsprocesser.

Det betyder, at modellernes skøn over havniveau-stigninger - de selv samme skøn, der benyttes i FN's Klimapanel, IPCC's rapporter og politiske beslutningstagere verden over - er i underkanten som et forsigtigt bud på globale havstigninger i en stadig varmere verden.

Vores nye opdagelse er dog blot det seneste. Nylige studier viser, at:

• Stadig varmere havstrømme trænger sig ind i kystlinjerne langs Antarktis og Grønland, hvor de flyder under ishylderne og undergraver udløbsgletsjere og destabiliserer deres kælvende fronter.
• Større nedbørsmængder på tværs af Indlandsisen i Grønland står ikke blot i vejen for ophobningen af sne, men fremskynder også afsmeltning af overfladen, og det fører også til, at isen flyder hurtigere, når den smelter om sommeren.
• Alger og mikrober, såvel som afsmeltning af sne på overfladen, gør Indlandsisens overflade mørkere, så den absorberer mere solstråling, hvilket også accelererer isafsmeltningen.

• Ovenliggende isplader i sneen dannes på tværs af akkumuleringszonen og skaber en uigennemtrængelig barriere, der udtømmer smeltevandsophobningen og er drivkraft bag ekstraordinær afstrømning.
• Vandet i bunden af iskappen tør op og blødgør det frosne leje, hvilket udløser en glidning mod kanterne og accelererer den indre iskappes bevægelse mod randen.

I de seneste måneder har andre studier også beskrevet hidtil ukendte igangværende feedbackprocesser under iskapperne, som computermodeller på nuværende tidspunkt ikke inkluderer.

Disse processer sker ofte i en for lille skala til, at modellerne registrerer dem - eller måske betyder modellens forsimplede fysik, at processerne ikke kan opfanges.

To af disse studier har uafhængigt af hinanden identificeret en forstærket undersøisk afsmeltning ved det punkt, hvor gletsjerens bund ikke længere har kontakt med den underliggende klippegrund (på engelsk 'grounding line') i Grønland og Antarktis, hvor store udløbsgletsjere og isstrømme dræner ud i havet og begynder at løfte sig fra deres senge som flydende ishylder.

Disse processer fremskynder i høj grad Indlandsisens reaktion på klimaforandringerne, og i Grønlands tilfælde kan de potentielt fordoble Indlandsisens fremtidige massetab og dets bidrag til havniveau-stigninger.

Nuværende klimamodeller undervurderer risikoen

Sammen med andre glaciologer, en såkaldt 'struktureret ekspertvurdering' og nogle få upartiske modelbyggere hævder jeg, at den nuværende generation af indlandsismodeller, hvis udregninger og modeller ligger til grund for IPCC's beslutninger, ikke opfanger de pludselige ændringer, der observeres i Grønland og Antarktis, eller de risici, der ligger forude.

Modellerne for Indlandsisen inkluderer ikke feedbackmekanismer under udvikling og reagerer ikke på kraftige opvarmningsforstyrrelser og forandringer, som har fundet sted i løbet af flere tusinde år.

Det resulterer i træge prognoser for havstigningerne, hvilket giver politikerne en falsk tryghedsfornemmelse.

Vi er nået langt siden de første IPCC-rapporter i begyndelsen af 1990'erne, hvor iskapperne blev betragtet som statiske enheder, men vi har stadig ikke set realiteten i øjnene.

Som engageret feltforsker er jeg meget bevidst om, hvilket privilegie det er at arbejde i dette storslåede miljø, hvor det, jeg observerer, både er inspirerer og gør én ydmyg. Men det fylder mig også med bange anelser for klodens lavtliggende kystområder, og hvad der venter forude for de omkring 10 procent af verdens befolkning, som bor der.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.