Isbreprøver fra Holtedahlfonna sikra i tide

På toppen av en av de største og høyeste breene på Svalbard, Holtedahlfonna, er isbreforskere i ferd med å bore seg 120 meter ned i isen. En meter lange sylindere av is drilles opp om gangen, for å finne svar på ubesvarte klimaspørsmål. Men det haster, for breene smelter og rennende vann kan ødelegge kvaliteten på prøvene.

I det drillen når 25 meters dyp, strømmer rennende vann inn i borehullet. Ifølge beregningene skulle de ikke støte på så mye vann her. Dette kompliserer prosjektet.

– På et tidspunkt boret vi med hele drillen under vann, og to av fem motorer ble ødelagt fordi de er konstruert for tørrdrilling, forteller den italienske forskeren, Andrea Spolaor.

Borer seg bakover i tid

I forskerleiren 1126 meter over havet er de norske, italienske og franske forskernes mål å bore opp to fullstendige iskjerner på 120 meter hver, tvers igjennom breen, helt ned til berggrunnen under.

Den ene iskjernen skal sendes til Antarktis, der den skal lagres i isarkivet Ice Memory sammen med prøver fra andre breer rundt om i verden som står i fare for å smelte bort. Den andre iskjernen skal brukes nå, til studier av fortidens klima for å kunne forutsi fremtidens klima. Isbreen fungerer nemlig som et klimaarkiv, forklarer snøforsker Jean-Charles Gallet i Norsk Polarinstitutt:

– Jo lenger ned vi borer ned i isen, jo lenger vi bakover i Svalbards klimahistorie kommer vi.

– Hvis vi ønsker å forstå klimaendringene som skjer i dag, må vi først undersøke hvordan klimaet har vært bakover i tid, så vi kan forstå hvordan klimasystemet fungerer.

Ved å studere lagene nedover i isen, kan forskerne finne detaljert informasjon om Svalbard-klimaet hundrevis av år tilbake. For eksempel kan prøvene gi svar på hvor mye havis det har vært rundt øygruppa de siste 300 årene.

Det er nemlig en sammenheng mellom kjemiske elementer i breen, i atmosfæren og i havisen som vi kan finne igjen i isen. Analysene vil også gi svar på hvor mye sotpartikler som ligger i breen og hva slags mikroorganismer som levde i ulike tidsepoker.

– Ved å bore så dypt at vi får prøver fra 300 år tilbake, kan vi studere isens egenskaper før og etter den industrielle revolusjonen. Med ulike metoder kan vi kan spore hvordan menneskelig aktivitet har påvirket klimaet, forklarer Gallet.

Forskerne skal finne svar på dette:

Indikerer utviklinga i Arktis

Resultatene fra prosjektet kan brukes i klimamodeller for å forutsi hvordan klimaet vil utvikle seg i framtida. Ny forskning viser at Arktis varmes opp omtrent fire ganger raskere enn resten av verden, og at temperaturene på Svalbard stiger omtrent fire ganger raskere enn det globale gjennomsnittet (Isaksen et al. 2022).

De raske endringene på Svalbard kan indikere hvordan klimaendringene vil utspille seg i områder som Canada, Sibir og resten av Arktis.

– Vi snakker millioner av kvadratkilometer med land som vil varmes opp, endre land, breer og økosystem, liknende det vi ser på Svalbard. Endringene vil også ha innvirkning langt utenfor Arktis, som for eksempel havnivåsigning, som påvirker hele kloden, forteller Gallet.

Smelting ødelegger klimaarkivet

Hver vinter får isbreene et nytt lag med snø, og den snøen som ikke smelter bort, blir etter hvert omdanna til nye islag på breen. Det er disse lagene som forskere vil datere og studere. Men om snøen smelter for mye, vil mer vann trenge ned i breen og gradvis viske ut lagene og informasjonen som forskerne kan lese ut av isen. Da forsvinner klimahistorikken, forklarer Gallet.

– Mange av isbreene på Svalbard smelter mer enn de vokser, og vil derfor forsvinne på sikt. Holtedahlfonna er fortsatt en stor bre som legger på seg nok snø om vinteren til å ikke minke for mye. Derfor må vi sikre prøver herfra før det smelter for mye.

I drilleteltet på Holtedahlfonna begynner forskerne å lure på om det allerede er for seint. På 25 meters dyp fylles borehullet med det de regner ut at er to liter vann i minuttet.

Traff på rennende vann

Vannet som strømmer inn i borehullet kommer fra et lag inne i isbreen som kalles firn, en overgangsform mellom snø og is. Firn er oftest kald og tørr, men den kan også være mettet med vann som ikke fryser fordi temperaturen inne i breen kan forbli rundt null grader. Økende temperaturer på Svalbard har ført til økt smelting, og områdene med våt firn har blitt større. Likevel ble forskerne overrasket.

– Faktisk så valgte vi dette spesifikke punktet på isbreen fordi polarinstituttet drillet her i 2005 og ikke fant vann. Vi var klar over at det fantes vann inne i Holtedahlfonna, men tidligere har området med våt firn vært et stykke unna denne leirplassen, sier Spolaor.

– Det at denne ferskvannslomma har utvida seg helt opp hit på under 20 år, viser at det haster med å sikre isprøvene.

Forskerne forsøker å drille videre, med når de kommer til 60 meters dyp har vannet ødelagt to av fem drillemotorer.

– Rennende vann når vi arbeider i frysetemperaturer mellom -10 og – 20 gjør alt mer komplekst. Så fort drillen kommer opp, fryser vannet på utstyret og det gjør hele operasjonen vanskelig, forteller Spolaor.

Halvveis i prosjektet bestemmer gruppa seg for å flytte drilleteltet 120 meter unna og 30 høydemeter opp.

Sterkest resultat sammen

På den nye lokasjonen støtte de heldigvis ikke på mer vann. Isprøvene ble 45 meter kortere enn opprinnelig planlagt, men inneholder samme klimainformasjon. Forskjellen er at lagene i isen er tynnere i de kortere iskjernene, og at oppløsningen på informasjonen som skal analyseres blir noe redusert.

–   Siden iskjernene ble kortere, så fikk vi nok lagringsplass nok til å bore opp ikke bare to, men tre, fullstendige iskjerner. Vi har dermed fått sikret oss en ekstra iskjerne til forskning, sier Gallet.

Nå er prøvene lagret i en frysekontainer i Ny-Ålesund forskningsstasjon og til høsten skal de fraktes til Italia. Ferden videre for Ice Memory-prøvene går sørover til fransk-italienske forskingsstasjonen Concordia i Antarktis. Resten av prøvene skal analyseres i Europa.

Forskerne Andrea Spolaor, Catherine Larose og Jean-Charles Gallet skal analysere sine ulike deler av prøvene, for så å se resultatene i sammenheng.

– Dette samarbeidet gjør at vi får mye og variert data fra samme iskjerner og at vi kan sammenlikne resultatene våre veldig presist. En gruppes resultater kan understøtte de andre gruppenes resultater. Vi vil få et mye sterkere resultat sammen, enn ved å jobbe alene, avslutter Andrea Spolaor.

Videre lesning: