Nye havforskningsmetoder gir viktige klimafunn

– Siden 2016 har vi sett oppsiktsvekkende endringer i sjøisen i Antarktis. Forskningsmessig er det veldig spennende å følge med på, men samfunnsmessig er det litt skummelt, sier Tore Hattermann, forsker og seksjonsleder for oseanografi ved Norsk Polarinstitutt.

Lenge var Antarktis og Sørishavet tilsynelatende upåvirket av den globale oppvarmingen. Særlig sammenlignet med Arktis og Polhavet i nord, der mengden sjøis har gått kraftig tilbake over flere tiår. Antarktis ligger mye mer skjermet til, med egne vinder og havstrømmer som omkranser kontinentet. Men det siste tiåret har forskerne observert flere endringer her også. Mye kan knyttes til økende mengder med varmt dypvann i Sørishavet, som blant annet kan trenge inn under de antarktiske isbremmene og smelte dem nedenfra.

Når is smelter i Antarktis, kan det få store konsekvenser for resten av kloden. For eksempel er såpass mye ferskvann bundet opp i det antarktiske isdekket at hvis alt sammen smeltet og rant ut i havet, kunne vi fått en havnivåstigning på opptil 58 meter.

Hva som skal til for at isen smelter, og hvor fort det vil skje i tiden framover, avhenger av flere prosesser som ligger skjult i dypet av Sørishavet.

– Dette er et område som er utrolig vanskelig å komme til, og som det krever mye særkompetanse å forske på, sier Tore Hattermann.

Derfor tar FNs klimamodeller en rekke forbehold når de beskriver hvordan havnivået vil utvikle seg i framtida.

Det siste året har Hattermann bidratt til to forskningsartikler som belyser aktuelle prosesser i Sørishavet og Antarktis, ved hjelp av helt nye metoder. Begge studiene bød på resultater som overrasket forskerne, og som tyder på at issmeltingen kan gå raskere enn tidligere antatt.

Etablerte forskningstun på lastebåt

Noe av det de har studert, er vannsirkulasjonen over kontinentalskråningen utenfor Antarktis. Kontinentalskråningen er et svært bratt område på havbunnen, som binder kontinentalhylla rundt Antarktis sammen med dyphavet utenfor. I dette området er det svært ressurskrevende å drive forskning, derfor har det vært vanskelig å følge utviklingen over tid. Men i 2020 fant forskere fra Norsk Polarinstitutt en ny måte å gjøre det på.

– Å sende en forskningsbåt fra Tromsø til Antarktis koster flere titalls millioner, så det har vi ikke råd til å gjøre ofte. Men Norge har jo en egen overvintringsstasjon i Antarktis, og hvert år sender vi et containerskip med forsyninger dit. Siden 2020 har vi brukt denne båten til forskningsøyemed også. Denne artikkelen er et av de første håndfaste resultatene vi har fått ut av det, forklarer Hattermann.

Containerskipet har ikke de samme fasilitetene som isbryteren de ellers bruker til forskningsformål, så her måtte de tenke kreativt. 5–6 containere ble plassert i ring og dannet et lite forskningstun med laboratorier på lastedekket. Der fikk de plass til alt de trengte av utstyr, samtidig som containerne beskyttet dem fra vind og sjøsprøyt fra Sørishavet. Lastebåtens egne kraner gjorde det enkelt å heise utstyr ned i havet og gjøre målinger.

Målingene som er brukt i studien av vannsirkulasjon ble gjort over tre sesonger, fra 2023 til 2025.

– Vi har brukt en spesiell sonde som ble sluppet ned i vannet, og som måler turbulensen, det vil si hvor mange små virvler som frakter vann opp og ned, forteller Hattermann.

Betydningsfull tidevannseffekt

De observerte at når det var springflo og tidevannet herjet på sitt verste, skapte tidevannsbølgen så mye turbulens at varmt dypvann ble fraktet oppover i vannsøylen og blandet seg med det kaldere og ferskere vannet høyere oppe. Dypvannet kan være flere grader varmere enn overflatevannet, men på grunn av høyt saltinnhold, holder det seg vanligvis lenger nede. Turbulensen endret på dette.

– Da kunne dypvannet smelte sjøisen som ligger oppå vannet, forklarer han.

Det som overrasket forskerne, var hvor betydningsfull denne tidevannseffekten viste seg å være i dette området av Øst-Antarktis. Det er snakk om en 50 kilometer lang overgangssone utenfor Dronning Maud Land, der varmt, salt dypvann og kaldt, ferskt vann fra isbremmene møtes på samme dyp og lager en front. Studien viser at lokale forhold får sjøisen til å smelte raskere enn den ville gjort andre steder.

– Dette er en prosess som man må ta hensyn til hvis man vil forutsi hvordan systemet svarer på framtidige klimaendringer, sier Hattermann.

Målingene fra de tre sesongene er unike i sitt slag, men de danner også starten på en tidsserie som forskerne kan bruke som referanse i framtida. De vil fortsette å gjøre de samme målingene fra containerskipet hver sesong framover, for å kunne overvåke utviklingen.

– I januar 2027 skal vi dra ned dit med den store forskningsbåten til Norsk Polarinstitutt, FF Kronprins Haakon, og da vil vi gå enda dypere inn i disse prosessene, sier han.

Hva skjer med isbremmene?

Den andre studien har sett på en annen type is og brukt en helt annen metode, som heller ikke var tilgjengelig for noen år tilbake. Ved hjelp av et avansert dataprogram, en numerisk modell, har de simulert hva som skjer når varmt dypvann kommer inn i et hulrom under Fimbulisen i Dronning Maud Land.

Fimbulisen er en isbrem, det vil si en del av det antarktiske isdekket som ikke ligger på fast grunn, men strekker seg utover havet. Isbremmene kan være flere hundre meter tjukke og har en viktig oppgave: De hindrer isdekket i å skli ut i Sørishavet. Jo mindre stabile de er, jo mer is kalver ut i havet. Og hvor stabile isbremmene er, kommer an på hva som skjer på undersiden av dem, flere hundre meter under havoverflaten.

– Når vi skal forstå hvordan isbremmene og landissmeltingen vil respondere på klimaendringer i havet, er dette ganske betydningsfullt, sier Hattermann.

Fimbulisen ligger i et område med forholdsvis kaldt vann, der isbremmene er mer stabile enn andre steder i Antarktis. Men den nye simuleringen viser at de kan være mer sensitive overfor små temperaturendringer enn det man har trodd til nå.

Lokal turbulens i havstrømmene

Årsaken er kanaler som dannes på undersiden av isen. De kan være flere kilometer brede og flere hundre kilometer lange, og ligner slake daler som ligger opp-ned i isen. Disse formasjonene skaper lokal turbulens i havstrømmene. Også her betyr det at det varme, salte dypvannet kan bevege seg oppover.

Når dypvannet møter ferskvannet fra den smeltende isbremmen, endrer saltinnholdet seg, og det varmeste vannet blir lettest. Noen steder blir det fraktet innover i kanalen, der det setter fart på issmeltingen og skaper en selvforsterkende effekt. På den måten kan varmtvannet hule ut og destabilisere isbremmen undenifra.

– Turbulensbiten var som forventet, men at varmt vann kunne bli fanget i kanalene, hadde vi ingen hypotese om på forhånd. Det var ingen som hadde gjort et sånt eksperiment, med denne typen finskalert nøyaktighet før, forteller Hattermann.

Han understreker at det er snakk om en simulering, og at de er nødt til å gjøre fysiske målinger i isen for å få resultatene bekreftet. Men de kan få betydning for senere versjoner av FNs klimarapport.

– Dette er en prosess som ikke er tatt hensyn til før. Den dårlige nyheten er at isbremmer som Fimbulisen kan være mer sensitive for oppvarming enn tidligere modeller har tydet på.