Nya mätningar avslöjar en osynlig motor bakom havsytehöjningen
Banbrytande mätningar genomförda med fiberoptiska kablar visar att gigantiska, osynliga vågor i fjordar pressar varmt vatten uppåt och får glaciärernas botten att smälta mycket snabbare än vad forskare tidigare trott. Detta utgör en dold drivkraft bakom den globala havsytehöjningen.
Kollapsande isberg skapar vågor lika höga som skyskrapor
Varje gång en del av en glaciär bryter av och störtar i havet som ett isberg frigörs enorma energimängder. Det skapar inte bara ett imponerande plask vid ytan — hela fjorden sätts i rörelse.
Forskare från bland annat universitetet i Zürich har påvisat att en sådan kollaps utlöser en serie inre vågor — en sorts tysta mini-tsunamier som rör sig genom fjordens djup. Dessa vågor kan vara lika höga som en skyskrapa och sträcker sig hundratals meter ner i vattenpelaren.
De inre vågorna skjuter vattenmassor över varandra och blandar ständigt kallt och relativt varmt vatten. I många grönländska fjordar ligger det på djupet vatten som redan värmts upp av havsströmmar. Normalt förblir detta vatten i stort sett separerat under det kallare smältvattnet vid ytan.
På grund av de inre vågorna pressas varmare bottenvatten upprepade gånger mot isväggen — precis där glaciären möter havet.
Detta innebär att glaciärernas bas bryts ned snabbare. Isväggen blir mer instabil, kalvar snabbare och orsakar nya kollaps — och därmed nya vågor. Glaciären påskyndar på så sätt sin egen nedbrytning.
Fiberoptisk kabel som megasensor på havsbottnen
Denna process har länge varit osynlig. Satelliter kan registrera kalvning och glaciäråterdragning, men inte vad som händer tiotusentals meter under vattenytan. Det håller nu på att förändras tack vare en relativt ny mätmetod.
I en fjord i södra Grönland lade forskare en fiberoptisk kabel på cirka tio kilometer längs havsbottnen. Med hjälp av så kallad Distributed Acoustic Sensing används kabeln som en lång kedja av extremt känsliga sensorer.
- Varje meter fiberoptik registrerar minimala vibrationer och töjningar i kabeln.
- Utifrån dessa data kan vågrörelse i vattnet avläsas.
- Samtidigt mäter forskarna subtila temperaturskillnader längs hela kabelsträckningen.
- Resultatet är en nästan kontinuerlig bild av vad som pågår i fjorden.
Data visar att det efter varje kollaps först uppstår synliga ytvågor — som snabbt dör ut. Därefter följer en lång rad inre vågor som rullar fram och tillbaka i fjordens djup i timmar.
Det är just dessa ihållande, inre vågor som kraftigt blandar vattenmassorna och håller fjorden relativt varm för nya smältprocesser.
Smältaccelerator: upp till en meter is per dag under vattnet
Forskarna beräknade att de inre vågorna per cykel kan smälta cirka en centimeter is från glaciärernas undersida. Det låter blygsamt — tills man överväger hur ofta det sker.
I en aktiv fjord kalvar glaciärer konstant. Lägger man ihop alla dessa vågor kan den undervattensmässiga smälthastigheten lokalt nå upp till cirka en meter is per dag. Det motsvarar den hastighet med vilken glaciären själv glider mot havet.
Studien visar att tidigare modeller har underskattat undervattenssmältningen kraftigt — i vissa fall med en faktor hundra. Dessa modeller fokuserade primärt på den genomsnittliga vattentemperaturen och strömningen, men tog inte hänsyn till energin från de inre vågorna som konstant pressar nytt varmt vatten mot isen.
Ett konkret exempel är glaciären Eqalorutsit Kangilliit Sermiat i Sydgrönland. Denna glaciär släpper ut uppskattningsvis 3,6 kubikkilometer is i havet varje år — nästan tre gånger så mycket som den schweiziska Rhône-glaciärens volym. All denna fallande is fortsätter att ha inverkan via de vågor som rullar djupt in i fjorden.
En självförstärkande cykel påskyndar isens försvinnande
Den nya insikten tecknar en mycket mer komplex bild av smältande glaciärer än bara ”varm luft angriper isen.” Den grönländska inlandsisen reagerar på flera sätt samtidigt på ett uppvärmande klimat.
Vid ytan orsakar högre lufttemperaturer smältning och avrinning av smältvatten. Vid iskappans ytterkanter, där glaciärer möter havet, utspelar sig samtidigt en annan process: kollapserna sätter havsvattnet i rörelse, vilket i sin tur för extra värme till isen.
Så uppstår en självförstärkande cykel:
- Stigande temperaturer försvagar glaciärfronterna.
- Glaciärer kalvar oftare, och större block bryter av.
- Dessa kollaps utlöser kraftiga inre vågor.
- Vågorna för varmt bottenvatten till isväggen.
- Glaciärernas bas smälter snabbare, vilket utlöser ny kalvning.
Glaciären påskyndar därmed sin egen tillbakadragning — utan att det nödvändigtvis är synligt vid ytan. Klimathistoriens stora linjer håller fortfarande — planeten värms upp — men det sätt på vilket det slår igenom i ismassorna visar sig vara mer oförutsägbart och dynamiskt än vad modellerna länge antagit.
Globala konsekvenser: havsytehöjning och störningar i havsströmmar
Grönlands skala gör detta till en global angelägenhet. Iskappan innehåller tillräckligt med vatten för att höja den globala havsnivån med cirka sju meter, om allt smälte. Dit är vi långt ifrån — men Grönlands bidrag till den nuvarande havsytehöjningen har vuxit stadigt under flera år.
Om undervattenssmältningen visar sig vara mycket kraftigare än antaget betyder det att grönländska glaciärer möjligen leder landis ut i havet snabbare än vad många klimatscenarier förutspår. Det får konsekvenser för låglänta kustområden — från Danmark till deltan i Asien och östater i Stilla havet.
Därtill ändrar allt detta smältvatten sammansättningen och temperaturen på havsvattnet i den norra delen av Atlanten. Det påverkar stora strömsystem som den atlantiska meridionala omvälvningscirkulationen, som Golfströmmen är en del av.
Förändringar i strömmarna kring Grönland påverkar i slutändan även sannolikheten för blöta somrar, milda vintrar eller tvärtom kallare perioder i Europa.
Vad är inre vågor egentligen?
Inre vågor uppstår vid gränsen mellan vattenskikt med olika densitet — orsakad av temperatur eller salthalt. Medan vågor vid ytan bryter synligt, rullar inre vågor som osynliga åsar genom djupet.
I grönländska fjordar är det översta skiktet ofta kallare och färskare på grund av smältvatten, medan varmare och saltare havsvatten strömmar in på djupt vatten. Ett isbergs kollaps bringar dessa skikt ur balans och sätter dem i rörelse. Gränsskiktet mellan de två vattenmassorna börjar våga, och dessa vågor kan bli tiotusentals till hundratals meter höga.
För människor och djur vid ytan kan vattnet se relativt lugnt ut, medan det djupt under ytan pågår en enorm dynamik. Det är just här glaciärerna möter vattnet, och den extra smältningen äger rum.
Vad betyder det för framtida forskning och klimatpolitik?
Användningen av fiberoptiska kablar som mätinstrument gör det möjligt att kartlägga denna typ av processer på fler platser — exempelvis vid andra grönländska glaciärer eller i fjordar i Alaska och Antarktis.
För klimatscenarier och kustsäkerhet ger det mer precisa uppgifter om den hastighet med vilken stora iskappar förlorar massa. Istället för att enbart räkna med genomsnittliga vattentemperaturer måste modellerna ta hänsyn till energin från inre vågor och andra lokala dynamiker.
För beslut om vallar, kustnära markanvändning och internationella klimatavtal innebär det att osäkerhetsmarginalen för möjlig havsytehöjning kan se annorlunda ut än äldre uppskattningar. Särskilt långsiktiga beslut — som var man bygger nya bostadsområden, eller hur höga framtida vallar ska vara — beror i hög grad på hur snabbt Grönland och Antarktis reagerar på uppvärmningen.
Den som ser en bild av en kollapsande isvägg upplever typiskt bara det spektakulära ögonblicket när isen träffar vattnet. Forskarna visar nu att det följer ett tyst efterspel — i form av enorma inre vågor. Det är just dessa dolda rörelser som avgör hur mycket is som försvinner under vattnet, och hur snabbt havet fortsätter att stiga under de kommande årtiondena.
