Polarglaciärer extremt känsliga för klimatförändring

^{Photograph: Dorothée Vallot}

I en ny studie, som publicerats i Nature Geoscience, presenterar forskare rön som innebär en ny syn på isbergskalvning. Rönen förklarar de plötsliga kollapser av shelfis och den hastiga minskningen av polarglaciärer som observerats när polarområdena långsamt blir varmare.

Studien är ett samarbete mellan forskare från Finland, Sverige, USA och Kina. De föreslår att resultaten och den teoretiska ramen används för att förbättra beräkningarna av framtida havsnivåer i andra studier.

Höjd havsnivå är ett av de största hoten klimatförändringen orsakat. Under kommande århundraden kommer kalvning av shelfis och smältande glaciärer att utgöra de största tillskotten av vatten till våra världshav. Mängden kalvad is är inte lätt att simulera och därmed svår att inkludera i klimatmodeller. Korrekta simuleringar av isbergens kalvning hör till de stora utmaningar som finns i förberedelserna för framtidens klimatförändring.

I sitt arbete har forskarna kombinerat fältdata från Svalbard, Alaska, Grönland och Antarktis med teori och datorsimuleringar. Resultatet pekar på att kalvande glaciärer och shelf-is beter sig som självorganiserande system. Dessa fluktuerar kring en kritisk punkt mellan ett stadium av tillväxt och tillbakadragande, som styrs av små förändringar i klimat och geometriska faktorer.

-Vi fann att antalet observerade kalvningshändelser, upp till tusen miljarder kubikmeter, följer universella lagar. Det betyder att sannolikheten för kalvning följer samma mönster, oavsett om händelserna är små – i likhet med Gutenberg-Richters lag för jordbävningar, säger Dr. Jan Åström vid CSC – IT Center for Science, Ltd. i Finland.

Observationerna stämmer också med forskarnas datorsimuleringar, där kalvningshändelser modelleras som en fraktur bland miljontals sammankopplade isblock. Sprickor uppstår plötsligt mellan isblock och startar en kalvningshändelse vars storlek och distribution i tid till häpnadsväckande hög grad överensstämmer med klassisk teori gällande självorganiserade system. Dessa modeller utvecklades ursprungligen för instabila sluttningar (the Abelian sandpile model).

-Detta betyder att kalvning har en extrem och oundviklig känslighet för omgivande miljö. En mycket liten klimatförändring kan betyda skillnaden mellan mycket sparsam kalvning och en total kollaps av shelfis, säger Dorothée Vallot vid institutionen för geovetenskaper.

Den viktigaste implikationen av denna studie är möjligheten att förbättra och utveckla prognoser för framtida havsnivåer.

Dessa organisationer har deltagit i studien:

Finland: CSC – IT Center for Science, Ltd.; Arctic Centre, University of Lapland; Finnish Meteorological Institute; and Department of Physics and Nanoscience Center, University of Jyväskylä.
Sverige: Institutionen för geovetenskaper, Uppsala universitet.
USA: Institute of Arctic and Alpine Research, University of Colorado; Alaska Science Center, U.S. Geological Survey, and University of Texas Institute for Geophysics.
Kina: College of Global Change and Earth System Science, Beijing Normal University in China.

Referens: Åström, J.A., D. Vallot, M. Schäfer, E.Z. Welty, S. O'Neel, T.C. Bartholomaus, Y. Liu, T.I. Riikilä, J. Timonen, T. Zwinger and J. C. Moore (2014), Termini of calving glaciers as self-organised critical systems, Nature Geoscience. doi:10.1038/ngeo2290