Fimbulisen i Antarktis smelter fra undersida

En forskningsekspedisjon skal straks i gang med å bore seg 400 meter igjennom Fimbulisen, den største isbremmen i Dronning Maud Land. Norsk Polarinstitutt har overvåket havet under Fimbul siden 2009. Nå skal instrumentene som fungerer langt over forventet levertid, erstattes.

– Da sikrer vi en av de lengste tidsseriene fra kysten i Antarktis, som kan gi klimasvar som er viktig for FNs klimapanel og store deler av verdens befolkning, sier havforsker Tore Hattermann.

Største feltekspedisjon på 10 år

Hattermann leder det som er Norsk Polarinstitutts mest omfattende feltforskningsekspedisjon i Antarktis på 10 år, som foregår sammen med British Antarctic Survey, Universitetet i Bergen, CNRS French National Center for Scientific Research og Cornell University.

–  Jeg kjenner på stort ansvar for å komme i mål under årets feltarbeid. Langtidsovervåkning av isbremmer i Antarktis er avgjørende for å kunne regne ut hvor mye havet vil stige i framtida, sier Hattermann.

Å forske på isbremmer er krevende fordi det krever omfattende logistikk, tid og er kostbart.

–  En gang hvert tiende år har vi kapasitet til å gjennomføre operasjoner som dette. I år er vi 11 personer og 90 tonn med utstyr som fraktes med beltevogn 1500 kilometerer i 12 km/t. Vi skal også bruke småfly og vi har 50 dager til rådighet for å dra dette i land.

Regulerer jordas havnivå

Det meste av Antarktis er dekt av is, bortsett fra noen fjelltopper som stikker opp her og der. Innlandsisen beveger seg hele tiden sakte utover mot havet, hvor den ved kysten flyter ut over havet i form av enorme isplattformer. Disse såkalte isbremmene er flere hundre meter tykke.

–  Isbremmene regulerer hvor mye havet stiger fordi de demmer opp for innlandsisen på vei ut i havet. Hvis isbremmene tynnes ut på grunn av økt smelting fra undersida, vil de ikke klare å holde like mye av innlandsisen på plass, som da renner raskere ut i havet, forklarer Hattermann.

Siden Antarktis utgjør omtrent 2/3 av alt ferskvann på jorda, er det betydelige mengder med vann som kan tilføres havet, dersom innlandsisen ikke blir holdt på plass av isbremmene. 80 % av alt massetap fra kontinentet Antarktis skjer ved at isen flyter fra innlandet og ut i havet. Ifølge FNs klimapanel er havnivåstigning unngåelig når isbremmene svekkes.

– Det som skjer i Antarktis påvirker hele jordsystemet. Når det skjer noe der, vil det i neste runde kunne ha effekter andre steder. Antarktis på mange måter en viktig del av jordas sentralnervesystem, sier Birgit Njåstad, Antarktis-programleder i Norsk Polarinstitutt.

• SE VIDEO: Et flak som var 13 kilometer langt og sju kilometer bredt knakk av Fimbulisen i 2021. (YouTube)

Smelter dobbelt så fort som før

På grunn av observatoriet bestående av flere instrumenter som er boret igjennom Fimbulisen og måler havet under, har forskerne avdekket at det skjedde en markant endring under isbremmen i 2016. Forskerne hadde ikke oppdaget dette regimeskiftet uten de flerårige målingene fra instrumentene under isbremmen.

Varmere vann begynte å strømme inn på dypet under isbremmen som stikker ut fra kysten, og har ført til at undersida av isen smelter dobbelt så fort nå, som før 2016. Med dette blir isbremmen tynnere og svakere, og den bakenforliggende innlandsisen vil kunne renne raskere ut i havet.

– Temperaturen i vannet under Fimbulisen er i perioder flere grader høyere enn smeltepunktet til isen. Enkel fysikk forteller oss at det fører til smelting, sier Hattermann.

Men hvorfor ble det plutselig varmere vann akkurat i 2016?

Mer vind og mindre havis

Ifølge forskerne bak den nye studien publisert i tidsskiftet Nature Geoscience, er det to viktige faktorer som har bidratt til varmere vann fra og med 2016. Mer vind og mindre havis.

Både på den nordlige og den sørlige halvkule er det belter av vestavind mellom 40 og 60 grader. I nord bremses luftstrømmen av kontinentene, på det sørlige halvkule kan luften nesten fare fritt rundt uten særlig motstand, som fører til at vestavindene er sterkere på den sørlige halvkule. Vestavinden holder havstrømmene som sirkulerer rundt Antarktis, i gang.

–  Vestavindene rundt Antarktis har blitt sterkere, som har ført til mer sirkulasjon i havet, som har ført det varme vannet nærmere kysten og under isbremmene som stikker ut, sier havforsker Julius Lauber, hovedforfatteren bak studien.

Samtidig som vestavindene har økt, har det vært betydelig mindre havis utenfor kysten av Dronning Maud Land de seinere åra. Havisen i Antarktis har blitt målt med satellitter i 45 år, og i september 2023 var vinterutbredelsen av havis på den laveste siden målingene starta. Havisen var 2,6 millioner kvadratkilometer mindre enn normalen.

–  Med mindre havis blir havet mindre beskytta mot å bli påvirka av vind og atmosfære. Endringene i vestavinden og mindre havisdekke har ført til at de varme vannmassene fra dyphavet for mer tilgang til isbremmen, forteller Lauber.

Øst påvirkes mer enn forventet

Tidligere har forskerne trodd at Øst-Antarktis er stabilt kaldt og mer beskytta mot varme og klimaendringer enn Vest-Antarktis. Øst omgis av kaldt vann, som fungerer som en beskyttende barriere mot de varmere dypvannsmassene. Dessuten ligger Øst-Antarktis høyere over havet enn Vest-Antarktis. Isdekket i øst er tykkere og isen hviler på berggrunn som ligger over havnivået, mens det i vest er tynnere isdekke og berggrunnen ligger under havnivå.

–  Deler av Vest-Antarktis-kysten treffes kontinuerlig av varme vannmasser som er flere varmegrader over frysepunktet, som fører til varig høy smelting under isbremmene i disse områdene, sier Tore Hattermann.

Forskningsresultatene viser at klimaendringene fører til økt smelting også i øst. Denne kunnskapen er viktig for å forstå hvordan klimaendringene påvirker isbremmene og hele systemet rundt Antarktis, slik at vi bedre kan forutsi fremtidig havnivåstigning.

I dag er det de smeltingen i Vest-Antarktis som bidrar mest til havnivåstigning. Når det blir mer smelting også i øst, er det enda mer is som potensielt kan smelte. Den nye kunnskapen er derfor essensiell å regne med inn i klimamodeller for å få et mer riktig bilde av hvordan fremtidas havnivå vil bli.

Sikrer kunnskap fra datafattig område

Forskningsekspedisjonen som er nå er i gang, skal bruke en boringsteknikk som smelter vertikale kanaler henholdsvis 200 meter og 400 meter to plasser igjennom Fimbulisen. I de 30 cm brede kanalene skal instrumenter fires ned for å ta målinger av havet under. Blant annet skal forskerne bruke en undervannsrobot for å filme og ta prøver. Det siste forskerne skal gjøre er å sette ned måleinstrumenter som skal fryses inn i isbremmen, for å henge ned i havet under og kontinuerlige målinger hele året rundt den neste tiåret.

Instrumenteringen på Fimbulisen blir fornyet som en del av Troll observasjonsnettverk (TONe), som skal sikre mer data fra et av de mest datafattige områdene i Antarktis. Målet er å gi norske og internasjonale forskere tilgang til observasjonsdata som grunnlag for ny samfunnsnyttig kunnskap.

Dette er i tråd med Antarktistraktaten fra 1959, som ble skrevet under den 1. desember på Antarktisdagen. Vitenskap og samarbeid om vitenskap var grunnsteinen for avtalen. På årets partsmøte understrekte partene at det er viktig å skaffe kunnskap for å forstå virkningen av globale klimaendringer på Antarktis, inkludert framtidig havnivåstigning.

– Forskningsekspedisjonen vi gjennomfører på Fimbulisen denne sørsommersesongen er et direkte og viktig bidrag til traktatpartenes oppfordring om behovet for innsats på dette området, avslutter Antarktis-programleder Birgit Njåstad.

Referanse:

Resultatene som kobler smeltingen av Fimbulisen til de globale klimaendringene, er publisert i tidsskriftet Nature Geoscience.

Lauber, J., Hattermann, T., de Steur, L. et al. Warming beneath an East Antarctic ice shelf due to increased subpolar westerlies and reduced sea ice. Nat. Geosci. 16, 877–885 (2023). 

Forskerne bak studien er:

• Julius Lauber, Norsk Polarinstitutt
• Tore Hattermann, Norsk Polarinstitutt
• Laura de Steur, Norsk Polarinstitutt
• Elin Darelius, Universitetet i Bergen
• Matthis Auger, CNRS
• Ole Anders Nøst, Akvaplan-niva AS
• Geir Moholdt, Norsk Polarinstitutt

Andre kilder

• Miljødirektoratet: Sjette hovedrapport fra FNs klimapanel (2021-2023)
• IPCC AR6 Synthesis Report: Climate Change 2023
• Bjerknessenteret: Over ekvator etter vestavind
• National Snow and Ice Data Center: Antarctic sets a record low maximum by wide margin