Tirsdag 25.6.2019 - Uke 26
logo   128 000 besøkende i 2018

Samarbeidspartnere

530x351 fig1Semiempiriske havnivåprojeksjonar basert på ulike IPCC AR4 CO2 utsleppscenario og modellert global temperaturutvikling1. Den raude linja syner observert havnivå medan dei andre syner framskrive havnivå basert på utviklinga til modellert temperatur. IPCC sine egne modellerte havnivåframskrivingar i AR4 rapporten er og indikert. Figur: Vermeer og Rahmstorf (2009)

Ein stor usikkerheit med klimaendringane er korleis dei store isdekka på jorda vil respondere på global oppvarming, og kor mykje og raskt havet vil stige.

Å få gode prognoser over korleis globalt havnivå vil endre seg er viktig fordi globalt sett bur om lag 145 millionar menneske innanfor 1 m frå dagens havnivå. Grunnen til at vi ikkje klarer å gje gode predikasjonar på globalt havnivå er at vi ikkje har god nok kunnskap om dei prosessane som styrer den indre dynamikken til dei store isdekka og korleis den vert påverka av eksterne faktorar slik som endringar i nedbør, luft- og hav temperatur.

Mangelen på kunnskap gjorde at IPCC i AR4 rapporten eksplisitt såg vekk ifrå dynamiske bidrag frå dei store isdekka over Grønland og Antarktis da dei prosjekterte framtidig havnivåstigning til mellom 18 og 59 cm i tidsrommet 2090-2099.   

Havet vil stige, men kor mykje og kor raskt?

Mellom 1972 og 2008 steig det globale havnivået i snitt med om lag 2.1 mm/år, av dette står massetap frå dei store isdekka over Grønland og Antarktis for berre om lag 0,4 mm/år. Av den resterande stiginga utgjer termal utviding 0,8 mm/år; smelting av små isbrear og iskapper utgjer 0,7 mm/år. Variabiliteten til havnivået nært knytt til global temperatur.

Denne samanhengen har blitt nytta til å lage semiempiriske framskrivingar av havnivå basert på modellert framtidig temperaturutvikling. Figuren over syner resultata frå ei slik framskriving samanlikna med IPCC sine. Ein svakheit med slike framskrivingar er at dei berre er gyldige for dei prosessane som har verka på havnivået i det tidsrommet der havnivå og temperatur er målt. 

Sidan dei store isdekka har bidrege relativt lite til havnivåvariabilitet i dette tidsrommet er dei klimatiske og dynamiske prosessane som verker på desse i liten grad teke omsyn til.

Det er i dei store isdekka på Grønland og i Antarktis dei verkeleg store vassvoluma finns og desse kan potensielt bidra til store og raske endringar i globalt havnivå. Det er særleg isdekket over Vest-Antarktis som ligg utsett til som ein følgje av at store deler kviler på terreng under havet overflate som og skrånar innover mot midten av isdekket.

Glasiologisk teori (læra om isbreer) tilseier at ein slik konfigurasjon av isdekket gjer det spesielt sårbart og potensielt ustabilt (se figur under). Det er imidlertid usikkerheit i om slike relativt forenkla og idealiserte teoretiske modeller kan overførast til det verkelige liv.

Om isdekket over Vest-Antarktis er ustabilt og store deler kollapsar, vil det få store konsekvensar sidan denne prosessen kjem i tillegg til dei prosessane som er omfatta i semi-empiriske framskrivingar (se figur over). Isdekket over Vest-Antarktis inneheld nok vatn til å heve globalt havnivået i snitt med ~5 m, av dette ligg is tilsvarande 3.3 m havnivå i ein sårbar situasjon som indikert i figuren under. Kor raskt dette potensielt kan skje, noko som er kritisk for samfunnet si evne til å tilpasse seg, er svært usikkert.

Istidene kan gje svar

Ein måte å få innsikt i korleis store isdekke oppfører seg ved store og brå klimaendringar er å sjå attende i tid, til istidene.

Tidlegare har ein sett for seg at dei store isdekka som dekte mykje av Nord Amerika og Nord Europa under istidene vaks seg store over lang tid før dei brukte lang tid på å smelte vekk. Nyare forsking nyanserer imidlertid dette og viser at utviklinga av isdekka går i rykk og napp gjennom episodisk rask vekst og avsmelting, noko som og speglast gjennom raske endringar i havnivå funne ved mellom anna å studere utviklinga til gamle korallrev.   

Den best dokumenterte raske globale havnivåstiginga er den såkalla Smeltevasspuls 1a for om lag 14600 år sidan da havet steig med om lag 14-18 meter (median 16 m) over maksimum ~350 år. Dette gje ei rate på minimum ~46 mm/år, noko som er meir enn 10 gonger dagens.

Det er gode bevis på at slike episodar med særs rask havnivåstiging har skjedd mange gongar, også under siste mellomistid (for omlag 125 tusen år siden) da isdekka hadde om lag same storleik og konfigurasjon som i dag. Dette tyder på at også notidas isdekke kan ha ein ibuande dynamisk ustabilitet som kan gje seg utslag i episodar med rask havnivåstigning dersom noko tvinger dei over vippepunkt slik som indikert i figuren under.   

I kva grad store marinbaserte isdekke er ustabile og reagerer ikkje-lineært på eksterne pådriv kan ein få informasjon om ved å studere istidas isdekke. Her står Noreg i ei særstilling med sin lange kyst med fjordar og glasiale trau som i istidene husa istraumar, elver av is.

Når dei endar i havet og smeltar eller kalvar av isfjell, er istraumar ansvarleg for det aller meste av massetapet til marinbaserte isdekke slik som Vest-Antarktis. Da istida var på sitt største, strekte dei norske istraumane seg heilt ut til kanten av kontinentalhylla og førte ut store mengder av is, sediment og smeltevatn.

Korleis desse isstraumane og isdekket dei var ein del av responderte på raske klimaendringar kan ein finne ved tidfesting og rekonstruksjon av utviklinga til isstraumen/isdekket og samanstille dette med rekonstruksjonar av samtidig hav- og luft temperatur. Dette datagrunnlaget kan ein så bruke til å teste glasiologiske hypotesar og modellar om marinbaserte isdekke, noko som vil gje grunnlag for betre predikasjonar av framtidig havnivå.

Slik det er no er det svært mykje vi ikkje forstår av dei store isdekka, og denne usikkerheita er ikkje vår venn.

530x781 fig2(A) Areal og botntopografi (brunskala) av dei potensielt ustabile delane av Vest-Antarktis (modifisert frå Ref. 7). Volumet til denne isen svarar til ei global havnivåstiging på i snitt 3.3 m. (B) Botntopografien rundt Pine Island Glacier (PIG) (kvit ramme i (A)), kjenneteikna av terreng som skrånar innover mot sentrum av isdekket. Grunningslinja (der isdekket går frå botnfast til flytande) er indikert med stipla linje. (C) Skjematisk framstilling av ein hypotetisk kollaps av PIG over transektet A-A’indikert i (B). I følgje den glasiologiske hypotesen om ustabile marinbaserte isdekke vil grunningslinja være ustabil når ho kjem inn på terreng som skrånar innover. Grunningslinja vil da trekke seg raskt attende til ho kjem inn på utoverskrånande terreng i same høgd som den gamle grunningslinja. Ut ifrå detta kan ein seia at botntopografien definerer eit vippepunkt der eit relativt lite pådriv kan utløyse ein stor irreversibel respons frå isdekket. PIG har i dei seinare åra vorte utsett for varmt vatn innunder isbremmen noko som har forårsaka akselerasjon og tynning av isstraumen. Delar av dagens grunningslinje er innanfor den hypotetisk gamle stabile posisjonen og ein er no redd for at denne delen av isdekket over Vest-Antarktis kan være i ferd med å kollapse. (B) og (C) er modifisert frå Ref. 6.      

Referanser

(1) Intergovernmental Panel on Climate Change (2007). The Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, eds Solomon S, et al. (Cambridge Univ. Press, Cambridge UK).

(2) Church m.fl. (2008). Revisiting the Earth’s sea-level and energy budgets from 1961 to 2008. Geophys. Res. Lett. 38, L18601, doi:10.1029/2011GL048794.

(3) Vermeer og Rahmstorf (2009). Global sea level linked to global temperature. PNAS 106, 21527-21532, doi: 10.1073/pnas.0907765106

(4) Weertman (1974). Stability of the junction of an ice sheet and an ice shelf. J. Glaciol. 13, 3-11.

(5) Schoof (2007). Ice sheet grounding line dynamics:steady states, stability, and hysteresis. J. Geophys. Res. 112, F03S28, doi:10.1029/2006JF000664.

(6) Katz og Worster (2010). Stability of ice-sheet grounding lines. Proc. R. Soc. A. doi:10.1098/rspa.2009.0434

(7) Bamber m.fl. (2009). Reassessment of the potential sea-level rise from a collapse of the West Antarctic Ice Sheet. Science 324, 901–903, doi:10.1126/science.1169335.

(8) Deschamps m.fl. (2012). Ice-sheet collapse and sea-level rise at the Bølling warming 14,600 years ago, Nature  483, 559–564,doi:10.1038/nature10902.

(9) Blanchon m.fl. (2009). Rapid sea-level rise and reef back-stepping at the close of the last interglacial highstand. Nature 458, 881–884, doi:10.1038/nature07933.

(10) Kopp m.fl. (2009). Probabilistic assessment of sea level during the last interglacial stage. Nature 462, 863-867, doi:10.1038/nature08686.

(11) Sejrup m.fl. (2003). Configuration, history and impact of the Norwegian Channel Ice Stream. Boreas 32, 18–36, DOI: 10.1080/03009480310001029.

(12) Nygård m.fl. (2007). Extreme sediment and ice delivery from marine ice streams; new evidence from the North Sea. Geology 35, 395-398.

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

phd110711s


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: