Havvatnet rundt Antarktis er iskaldt, men nå observerer vi at varmare vatn strøymer innunder den flytande delen av is-kappen. Om denne utviklinga ikkje stopper vil meir innlandsis strøyme ut i havet og føre til at havnivået vil stige med fleire meter.

Det er langt frå sikkert at dette vil skje, men det er eit veldig viktig klimaspørsmål som vi må forstå betre. Difor har Uni Research med støtte av Forskingsrådet og Polarinstituttet bygd fleire havobservatorium for å kunne gi eit tidleg varsel dramatisk endringar.

Viktige isbremmar

Isdekket i Antarktis er som ein hatt. Toppen av hatten er den 4000 meter tjukke innlandsisen som ligger på fast grunn, men delvis under havnivå. Der innlandsisen møter havet blir isen bøygd og strekt slik at det blir danna rifter både på overflata og på undersida. Dette kan fører til kalving, men isen kan også flyte utover havet som ein brem.

Isbremmane er typisk eit par hundre meter tjukk ved fronten og kan vere 1000 til 2000 meter tjukke ved grunningslinja, der den møter fast grunn. Dei er ikkje like store rundt heile Antarktis kontinentet, men delt opp i to gigantisk store og mange mindre.

Isbremmane flyter på havet og havnivået vil difor ikkje stige om dei smeltar, men på same måte som hattebremmen hindrar at hatten blir flat fungerer isbremmane som ei kraft som hindrar innlandsisen i å sige ut i havet.

Om dei smeltar blir denne krafta mindre og meir av innlandsisen kan sige ut i havet og havnivået vil stige.

Kan vere varsel om dramatiske endringar

Ute på den Antarktiske halvøya ligger den store Larsen-isbremmen som nå er i ferd med å forsvinne. I dette området stiger lufttemperaturen kraftig og smelter overflaten av isen. Sprekkene som blir danna fører til at store deler av den mange 100 meter tjukke isen flyter bort med havstraumane.

Dette kan vere eit varsel om dramatiske endringar, men ein aukning på nokre få grader i lufttemperatur betyr ikkje at innlandsisen vil smelte. Inne på innlandsisen er det så kaldt at ein temperaturauking på nokre grader ikkje vil føre til meir smelting, tvert imot kan det føre til meir nedbør som snø slik at det blir meir is.

Vi trenger difor ikkje frykte at innlandsisen i Antarktis vil smelte på grunn av høgare lufttemperatur slik som på den Antarktiske halvøya og Grønland, men uheldigvis kan endringar i havet føre til at deler av isen smelter.

Spår dramatiske endringar

Rundt Antarktis går verdas største havstraum, Vestavindsdrifta, som er relativ varm. I enkelte områder i Stillehavsektoren observerer vi at det varme vatnet nå kommer innunder isbremmane og fører til at dei smeltar hurtigare. Rundt resten av Antarktis greier ikkje dette varme vatnet å trenge inn isbremmane og vi observerer ingen store endringar her. Det same er tilfellet for områda rundt dei to gigantiske isbremmane, Ross og Filchner-Ronne, men her er det spådd dramatiske endringar.

Resultat frå klimamodellar viser at meir av innlandsisen vil skli ut i havet i framtida på grunn av auka tilførsel av varmare havvatn som smelter isbremmane. Den gigantiske Filchner-Ronne isbremmen, i volum er verdas største flytande lekam, synes å vere spesielt sårbar. Fram til i dag er endringane små, men klimamodellane spår at dette kommer til å endre seg i løpet av dei kommande tiåra.

Ifølgje klimamodellane vil det bli mindre sjøis i Weddellhavet og mindre danning av det iskalde vatnet som i dag vernar isbremmane. Denne endringa vil føre til at det varmare vatnet i Vestavinddrifta lettare kan strøyme inn mot Filchner-Ronne isbremmen. Ifølgje ein modell vil smeltinga av undersida av isbremmen, auke frå i dag 20 centimeter til 400 centimeter i året fram mot år 2060. Dette vil få dramatiske konsekvensar med kraftig stigning av havnivået og endringar av den globale havsirkulasjonen, men klimamodellane inkluderer ikkje iskappen i Antarktis på ein realistisk måte og vi har få observasjonar frå området.

Forsking i ekstreme miljø

Å foreta observasjonar under isen i Antarktis krev spesialutvikla utstyr og det er veldig kostbart. Måleutstyret vi bruker har vi utvikla i samarbeid med det Bergensbaserte firmaet Aanderaa som er ekspertar på bygging av måleinstrument til bruk i ekstreme miljø. Å bygge slike observatorium er heller ikkje trivielt.

Først må utstyr og drivstoff blir frakta til isfronten med ein isbrytar. Derifrå med fly, beltevogn og snøskuter til der vi skal bygge observatoriet. Før vi kan bore oss gjennom den fleire hundre meter tjukke isen må vi bygge ein boreplattform. Plattforma består av eit boretorn, høgtrykkspumper, varmeapparata, boreslange og elektriske generatorar. Først må vi smelte ti tonn med snø. Dette vatnet varmar vi opp til 90°C og pumper det under høgt trykk gjennom boreslangen fram til boret som spyler og smeltar seg gjennom isen. Inne i isen er det -25°C og vatnet i hòlet fryser difor etter kort tid så vi må vere raske med å fire kabelen med instrumenta gjennom isen.

Data frå instrumenta blir sendt til overflata gjennom kabelen og vidare over satellittsamband til alle som ønsker å følgje med på kva som skjer.

Kan gje eit betre bilete av kva som skjer

Det som skjer med isbremmane som nå smeltar kan vere eit varsel om at dramatiske endringar er undervegs. Heldigvis er dei største isbremmane stabile, men vi ser at noko kommer til å skje. For Filchner-Ronne isen viser våre målingar redusert danninga av det iskalde vatnet som vernar isen frå det varme vatnet som prøver å trenge innunder isbremmen.

Data frå våre nye observatorium hjelpe oss til å få eit betre bilete av kva som skjer og vi kan bruke denne kunnskapen til å lage betre modellar slik at vi kan gi meir presise varslar om framtidsklima.

Om klima i Antarktis når eit tippepunkt som fører til at det iskalde vatnet blir fortrengt av varmare vatn er det lite vi kan gjere for å hindre at isen smelter, men gode observasjonssystem og modellverktøy vil gi oss eit tidleg varsel om når og kor mykje havnivået vil stige. Sjølv ein liten havnivåstigning vil få store konsekvensar for lågtliggande landområder. Å bygge demningar, flytte folk og hus vil koste enorme summar. Gode observasjonar og nøyaktige varsel må til slik at vi unngå store katastrofar og feilinvesteringar.

Å bygge og drifte observatorium i Antarktis er kostbart og svært krevjande, vi er difor avhengige av godt internasjonalt samarbeid. Å lage gode modellverktøy er òg komplisert og må løysast internasjonalt.

FNs klimapanel etterlyser meir forsking på dette feltet og i det europise forskingsprogrammet Horisont 2020 blir det lyst ut store midlar til å styrke denne forskinga. Uni Research Klima har tatt mål av seg til å koordinere europeiske forskingsgrupper som skal arbeide med desse problemstillingane.