Ronne kalving er ein naturleg prosess

– Heldigvis viser våre observasjonar at områda i front av Filchner-Ronne isbremmen ennå er upåverka av det varmare klima vi observerer lengre nord på den Antarktiske halvøya, fortel Svein Østerhus, oseanograf og forskar i NORCE og tilknytta Bjerknes Centre for Climate Research.

Østerhus kom nyleg heim frå Sydpolen. Fleire forskningsnyhende kjem ut av slike tokt.

Forskarane har observert havvatnet i front av Ronne isbremmen sidan 1980 og ser ingen store endringar der

– Men i ein artikkel publisert i Nature Communication i dag viser vi at det er endring i atmosfæren som påverkar vindsystema i området. Vi observerer at dei siste åra er det produsert meir av det tunge vatnet som beskytter isbremmen, fortel Østerhus som saman med kolleger frå heile Europa driv denne forsking og står bak denne siste artikkelen.

Så Østerhus peiker på at ein kan ikkje ta for gitt at det vil vere stabilt i framtida. Forskarane har difor etablert eit observatorium som måler kontinuerlig på endringar i havvatnet under isbremmen. Desse målingane kjem i sanntid inn på datamaskina til Svein Østerhus i Bergen og slik kan han time for time kan følge med på om det skjer endringar, heil dere nede på Sydpolen.

Det som vert måla er straumstyrken og retning, temperatur, salinitet og oksygen i havvatnet under 800 m tjuk is.

Kva skjer?

Sidan isbremmen flyt på havet vil den ikkje påverka havnivået, men kan ha betydning for danning av sjøis og produksjon av kaldt og tungt vatn på kontinentalsokkelen sør i Weddellhavet. Dette vatnet spelar ei viktig rolle med å beskytte Antarktis mot auka smelting ved å hindre det varmare vatn som sitter på kontinentalskråninga mot å trenge inn på kontinentalsokkelen og inn under isbremmen. Om det skjer, vil det føre til kraftig auke av smelting på undersida av isbremmen og den vil da bli tynnare og meir av innlandsisen vil skli ut i havet. Det er det som igjen kan føre til auka havnivå.

Vil eit varmare klima smelte isen i Antarktis?

Det kjem ofte dramatiske meldingar om at isen i Antarktis smelter og at havnivået dermed vil stige, men er det sant? Atmosfæren over det antarktiske kontinent er iskald og all nedbør vil falle som snø sjølv i eit varmare klima. Auka lufttemperatur kan difor føre til at det snør meir i Antarktis og dermed vil havnivået stige mindre. Vi trenger difor ikkje frykte at innlandsisen i Antarktis vil smelte slik som på Grønland, men uheldigvis kan endringar i havet føre til at Antarktis smelter. I verste fall kan dette føre til at innlandsisen over Vest-antarktisk sklir ut i havet og dermed kan havnivået stige med inntil 3 meter i løpet av 100-200 år.

Vestavindsdrifta

Rundt Antarktis går verdas mektigaste havstraum, Vestavindsdrifta. Denne havstraumen fører med seg relativt varmt vatn som i enkelte områder kan komme inn på kontinentalsokkelen og innunder isbremmane. Spesielt i Stillehavssektoren, Amundsenhavet, observerer vi at det kommer meir varmtvatn innunder isbremmane og at dei smeltar hurtigare. Desse er små isbremmar som ikkje betyr så mykje for stabliteten til isen i Vest-antarktisk. I andre områder slik som det meste av Aust-antarktisk har det varme vatnet problem med å komme inn under isbremmane og vi observerer ingen store endringar her. Det same er tilfellet for dei to største isbremmane, Ross og Filchner-Ronne, men her kan endringar i havstraumane føre til dramatiske endringar.

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 veldig 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.

Vil Antarktis smelte?

Fleire av dei mindre isbremmane i Antarktis smeltar hurtig på grunn av at relativt varmt vatn nå strøymer innunder dei og smelter isen frå undersida. Inntil for få år sidan har vår hovudteori vore at dei to største isbremmane Ross og Filchner-Ronne ikkje ville smelte på grunn av at dei er beskytta av ein brei kontinentalsokkel der kaldt og tungt vatn som blir danna og hindrar det varme vatnet i å strøyme inn under isbremmen (Nicholls, 1998). Nyare modellresultat viser at vi ikkje kan ta dette for gitt. Klimamodellane viser at endringar i havsirkulasjonen kan føre til meir varmt vatn strøymer inn under isbremmen og dette vil føre til ein kraftig auka nedsmelting av isen (Hellmer et al., 2012).

Internasjonalt samarbeid

For betre å finne ut om det er klimaendringar undervegs ved Filchner-Ronne isbremmen samarbeider vi med tyske, britiske og franske forskarar med å observere kva som skjer av endringar i havvatnet i området. I løpet av dei siste 10 åra har vi hatt fleire tokt til området, installert mange måleriggar under sjøisen og under isbremmen.

Desse unike målingane skal vi bruke til å observere kva som skjer slik at vi studere prosessane, lage betre modellar og gi eit tidleg varsle om dramatiske endringar.

Kva viser målingane

Heldigvis har vi gjort målingar i dette området heilt tilbake til 1968 og frå 1980 og fram til i dag har vi hatt eit tett og godt samarbeid med tyske forskarar. I løpet av desse 40 åra har vi gjentatte gonger målt tilstander i havvatnet i langs kanten av Filchner-Ronne isbremmen.

Heldigvis ser vi ingen store langtidsendringar i temperaturen i havvatnet og tilstander ser ut til å vere stabil (Janout et al., 2021), men det kan endre seg fort.

Tidlegare observasjonar av havstraumane under isbremmen har vist at dei er følsame for endringar i sjøisdekke framføre isbremmen (Nicholls og Østerhus, 2004).

Klima/havsirkulasjons - modellar

Inntil nå ser vi ingen teikn til at dei store isbremmane smeltar, men nokre klimamodellar viser at dette kommer til å endre seg i løpet av dei kommande tiåra. I følgje ein modell vil smeltinga av undersida av Filchner-Ronne isbremmen, i volum verdas største flytane lekam, auke frå i dag 20 cm i år til 400 cm i år i 2060. Alt dette på grunn av auka tilførsel av varmare havvatn. Dette vil få dramatiske konsekvensar med kraftig stigning av havnivået og endringar av den globale havsirkulasjonen.

Klimamodellar er kompliserte og ikkje alltid til å stole på. Det som denne modellen viser er at på grunn av endringar i atmosfæren blir det mindre sjøis og dermed vil havsirkulasjonen i Weddellhavet blir kraftigare og føre meir varmt vatn inn mot Filchner-Ronne isbremmen. Det er langt frå sikkert at dette vil skje, men det er eit veldig viktig klimaspørsmål som vi må forstå betre og følgje med på om det skjer endringar i havstraumane.

Her smelter det i Antarktis

På den Antarktiske halvøya har lufttemperaturen auka med fleire grader og ført til at smeltevatn på overflata renner med i rifter i isen. Dette kan vere årsaka til at Larsen isbremmane har gått i oppløysning. I Amundsenhavet viser målingane at varmare vatn kommer innunder isbremmane slik at dei smeltar og blir tynnare.

Varslingssystem for auka havindusert smelting

Å bygge og drifte observatorium i Antarktis er kostbart og svært krevjande, vi er difor avhengige av godt internasjonalt samarbeid.

I samarbeid med britiske og tyske forskarar ønsker vi å bygge og drifte fleire observasjonssystem som skal kunne gi oss eit tidleg varsel om mogeleg havindusert smelting av Antarktis. Observasjonssystemet består av fleire lang-tids observatorium som måler i havvatnet under isbremmen og under sjøisen i havet utafor.

NORCE har med sitt sterke teknologimiljø vil ta ein sentral rolle i vidare utvikling av måleteknologien som vi trenger til våre langtids observatorium i Antarktis. Christian Michelsen for naturvitenskap og teknologi (CMR), som nå er ein del av NORCE, har hatt ein nøkkelrolle heilt sidan tideleg på sekstitalet med å utvikle instrumenter for bruk under isen i Antarktis.

Korleis bore hol i gjennom mange hundre meter tjukk is

Vi bygger ein boreplattform på isen, men i staden for eit mekanisk bor bruker vi varmtvatn som vi pumper gjennom borestrengen og smelter oss gjennom isen. I havvatnet under isbremmen setter vi ut instrumenter som måler vi blant anna temperaturen og styrken på havstraumane. Frå måleinstrumenta i havvatnet er festa til ein kabel som går gjennom isen til overflata der vi har plassert datalogger og straumforsyning. Desse kabelobservatoria, som er utvikla i samarbeid Aanderaa Data Instruments i Bergen, kan i prinsippet måle i evigtid, men i praksis må vi fornye observatorium etter 10-20 år.

Inne i isen er det -25°C og vatnet i hòlet fryser difor etter kort tid så vi må vere raske med å sette ut instrumenta som skal måle i havvatnet under isen. Instrumenta er kopla til ein kabel som går gjennom isen slik at dei kan sende data til overflata. Når instrumenta er på plass er det berre å la hòlet fryse igjen og starte med å observere kva som skjer havstraumane under isen.

Kjelda til botnvatnet i alle verdshava

Verdas kaldaste havvatn blir produsert under Filchner-Ronne isbremmen ved at havvatn kommer i kontakt med undersida av isen og blir kjøla ned til frysepunktet. Sidan frysepunkttemperaturen blir lågare med auka trykk/djup så vil temperaturen på havvatnet under isbremmen bli lågare enn frysepunkttemperaturen på overflata (-1,9 °C). Dette vatnet er så kaldt og tungt at når det kommer ut frå undersida av isbremmen og ut til kontinentalskråninga vil det renne ned i djupet som ei elv med stor fart. Dette er dette vatnet som er kjelda til det tyngste vatnet i verdshava, det Antarktiske botnvatnet, som dekker mesteparten av botn i Stillehavet, Indiahavet og Atlanteren. Denne havstraumen av superkaldt vatn som renn ned kontinentalskråninga blei først oppdaga av den norske oseanografen Arne Foldvik i 1977. Han sørga for at det blei sett ut måleriggar i denne straumen og vi har difor målingar av styrken på straumen heilt tilbake til 1977.