Er Antarktis ved at smelte?

Af Erik ConwayHistoriker, NASA/Jet Propulsion Laboratory

Der har på det seneste været meget snak om Antarktis og om, hvorvidt kontinentets gigantiske indlandsis smelter eller ej. En ny artikel1, som fastslår, at der har været mindre overfladesmeltning i den seneste tid end i tidligere år, er blevet citeret som “bevis” for, at der ikke er nogen global opvarmning. Andre beviser for, at mængden af havis omkring Antarktis synes at være svagt stigende2-4 , bliver brugt på samme måde. Men begge disse datapunkter er misvisende. Gravitationsdata indsamlet fra rummet ved hjælp af NASA’s Grace-satellit viser, at Antarktis har mistet mere end hundrede kubikkilometer (24 kubikmile) is hvert år siden 2002. De seneste data viser, at Antarktis også mister is i stadig hurtigere tempo. Hvordan er det muligt, at smeltningen på overfladen falder, men at kontinentet alligevel mister masse? Svaret kan koges ned til det faktum, at is kan flyde uden at smelte.

To tredjedele af Antarktis er en høj, kold ørken. Denne del, der er kendt som Østantarktis, har en gennemsnitlig højde på ca. 2 km, hvilket er højere end det amerikanske Colorado Plateau. Der er et kontinent på størrelse med Australien under al denne is; indlandsisen, der ligger ovenpå, er i gennemsnit lidt over 2 km tyk. Hvis al denne is smeltede, ville det hæve det globale havniveau med ca. 60 meter (197 fod). Men der sker kun lidt, om nogen, opvarmning af overfladen over Østantarktis. Radar- og laserbaserede satellitdata viser et lille massetab i kanterne af Østantarktis, som delvis opvejes af akkumulering af sne i det indre, selv om et meget nyt resultat fra NASA’s og German Aerospace Centers Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) tyder på, at der siden 2006 har været et større istab fra Østantarktis end hidtil antaget5. Alt i alt sker der ikke meget i det østlige Antarktis – endnu.

Et frosset Hawaii

Vestantarktis er meget anderledes. I stedet for et enkelt kontinent er det en række øer dækket af is – tænk på det som et frosset Hawaii, med pingviner. Fordi det er en gruppe af øer, ligger en stor del af den vestantarktiske indlandsis (WAIS, i jargon) faktisk på bunden af det sydlige ocean og ikke på tørt land. Dele af den ligger mere end 1,7 kilometer under havniveau. Pine Island er den største af disse øer, og den største isstrøm i det vestlige Antarktis hedder Pine Island Glacier. Hvis WAIS smeltede helt, ville det hæve havniveauet med 5 til 7 meter (16 til 23 fod), hvis den smeltede helt. Og Pine Island-gletsjeren ville bidrage med omkring 10 procent af dette.

Siden begyndelsen af 1990’erne har europæiske og canadiske satellitter indsamlet radardata fra Vestantarktis. Disse radardata kan afsløre isens bevægelser, og i slutningen af 1990’erne var der data nok til, at forskerne kunne måle den årlige bevægelse af Pine Island-gletsjeren. Ved hjælp af radaroplysninger indsamlet mellem 1992 og 1996 fandt oceanograf Eric Rignot fra NASA’s Jet Propulsion Laboratory, at Pine Island-gletsjerens “grounding line” – linjen mellem gletsjerens flydende del og den del af gletsjeren, der hviler på havbunden – havde trukket sig hurtigt tilbage i retning af land. Det betød, at gletsjeren var ved at miste masse. Han tilskrev tilbagetrækningen til det varmere vand omkring Vestantarktis6. Men med kun få års data kunne han ikke sige, om tilbagetrækningen var en midlertidig, naturlig anomali eller en længerevarende tendens som følge af den globale opvarmning.

Rignot’s artikel overraskede mange mennesker. JPL-forskeren Ron Kwok så den som et bevis på, at “den gamle idé om, at gletsjere bevæger sig meget langsomt, ikke længere er sand”. Et resultat var, at mange flere mennesker begyndte at bruge radardataene til at undersøge meget mere af Antarktis. En større gennemgang, der blev offentliggjort i 2009, viste, at Rignots opdagelse af Pine Island-gletsjeren ikke havde været en tilfældighed7: et stort flertal af de marine gletsjere på den antarktiske halvø var ved at trække sig tilbage, og deres tilbagetrækning blev fremskyndet. Sidste sommer genbesøgte en britisk gruppe Pine Island Glacier-fundet og fandt, at dens tilbagetrækningshastighed var firedoblet mellem 1995 og 20068.

Hvordan ishylden smuldrerRetrækket af vestantarktiske gletschere fremskyndes af ishyldens kollaps. Ishylder er den del af en gletsjer, der strækker sig ud over grundstødningslinjen mod havet; de er de mest sårbare over for opvarmning af havene. En gammel teori inden for glaciologien er, at disse ishylder har en tendens til at støtte gletsjerne, idet deres masse bremser isens bevægelse mod havet. Dette blev bekræftet af det spektakulære sammenbrud af Larsen B-ishylden på størrelse med Rhode Island langs den østlige kant af den antarktiske halvø i 2002. Nedbrydningen, som blev fanget på kamera af NASA’s MODIS-instrumenter (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) om bord på Terra- og Aqua-satellitterne, var dramatisk: Det tog kun tre uger at smuldre en 12 000 år gammel ishylde. I løbet af de næste par år viste satellitradardata, at nogle af de isstrømme, der flyder bag Larsen B, var accelereret betydeligt, mens andre, der stadig blev støttet af mindre ishylder, ikke havde gjort det9. Det er denne dynamiske proces, hvor isen flyder nedad mod havet, der gør det muligt for Antarktis at fortsætte med at miste masse, selv om smeltningen på overfladen aftager.

Michael Schodlok, en forsker fra JPL, der modellerer den måde, hvorpå ishylder og havet interagerer, siger, at smeltning af hyldens underside er en forudsætning for disse sammenstyrtninger. En udtynding af ishylden reducerer dens støttende virkning på gletsjeren bag den, hvilket gør det muligt for gletsjerstrømmen at accelerere. Den tyndere hylde er også mere tilbøjelig til at knække. Om sommeren kan smeltevandsbassiner på overfladen løbe ud i revnerne. Da flydende vand er tættere end fast is, kan tilstrækkeligt med smeltevand på overfladen åbne revnerne dybere nede i isen, hvilket fører til, at hylden går i opløsning. Havene omkring Antarktis er blevet varmere10 , så Schodlok er ikke i tvivl om, at ishylderne er ved at blive undermineret af varmere vand, der bringes op fra dybet. Men han indrømmer, at det ikke er blevet strengt bevist, fordi satellitterne ikke kan måle under isen.

Glaciolog Robert Bindschadler fra NASA’s Goddard Space Flight Center har til hensigt at vise netop dette. Han leder en ekspedition, der efter planen skal starte i 2011 for at bore gennem Pine Island-gletsjeren og placere en automatiseret bøje i vandet under den. Ifølge Bindschadler er Pine Island-gletsjeren “det rette sted at tage hen, fordi det er der, hvor ændringerne er størst. Hvis vi ønsker at forstå, hvordan havet påvirker indlandsisen, skal vi tage derhen, hvor det rammer indlandsisen med en forhammer, ikke med en lille sømandshammer.”

Målinger fra Grace-satellitterne bekræfter i mellemtiden, at Antarktis mister masse (figur 1)11. Isabella Velicogna fra JPL og University of California, Irvine, bruger Grace-data til at veje den antarktiske indlandsis fra rummet. Hendes arbejde viser, at indlandsisen ikke blot mister masse, men at den taber masse med en stadig hurtigere hastighed. “Det vigtige budskab er, at der ikke er tale om en lineær tendens. En lineær tendens betyder, at man har det samme massetab hvert år. Det faktum, at den er mere end lineær, er den vigtige idé, at istabet stiger med tiden”, siger hun. Og hun påpeger, at det ikke kun er Grace-dataene, der viser et accelererende tab; det gør radardataene også. “Det er ikke kun én type måling. Det er en række uafhængige målinger, der giver de samme resultater, hvilket gør den mere robust.”

1 Marco Tedesco og Andrew J. Monaghan, “An updated Antarctic melt record through 2009 and its linkages to high-latitude and tropical climate variability,” Geophys. Res. Lett. 36, L18502 (2009).

2 http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/ IMAGES/ current.anom.south.jpg

3http://www.sciencedaily.com/releases/ 2009/ 04/090421101629.htm

4http://nsidc.org/seaice/characteristics/ difference.html

5 J. L. Chen et al., “Accelerated Antarctic ice loss from satellite gravity measurements,” Nat. Geosci. 2, 859-862 (2009).

6 E.J. Rignot, “Fast Recession of a West Antarctic Glacier, Science 281, 549-551 (1998).

7P.A. Mayewski, et.al., “State of the Antarctic and Southern Ocean Climate System,” Rev. Geophys. 47, 1-38 (2009).

8 D. J. Wingham et.al., “Spatial and Temporal Evolution of Pine Island Glacier thinning, 1995-2006,” Geophys. Res.Lett. 36, L17501 (2009).

9 E. Rignot et.al., “Accelerated ice discharge from the Antarctic Peninsula following the collapse of Larsen B ice shelf,” Geophys. Res. Lett. 31, L18401 (2004).

10R. M. Robertson et al., “Long term temperature trends in the deep waters of the Weddell Sea”, Deep Sea Research 49, 21, 4791-4806 (2002); http://condor.pems.adfa.edu.au/FD-Course/webpage/longterm.pdf.http://condor.pems.adfa.edu.au/FD-Course/webpage/longterm.pdf.

11Isabella Velicogna, “Increasing rates of ice mass loss from the Greenland and Antarctic ice sheets revealed by GRACE,” Geophys. Res. Lett. 36, L19503 (2009).

12 J. H. Mercer, “West Antarctic ice Sheet and CO2 Greenhouse Effect-Threat of Disaster,” Nature 271 (5643), 321-325 (1978).

13 R. Kwok & D.A. Rothrock, “Decline in Arctic sea ice thickness from submarine and ICESat records: 1958 – 2008,” Geophys. Res. Lett. 36, L15501 (2009).