18 søer på indlandsisen er kollapset, og vandet fra dem får gletsjere til at glide hurtigere mod havet, viser ny international forskning med bidrag fra DTU Space. Den nye viden er vigtig for at forstå klimaforandringerne i Arktis
Midt om vinteren i 2018 forsvandt en næsten 50 år gammel sø med smeltevand langt inde på indlandsisen i det vestlige Grønland.
Søens overflade var dækket af sne og is, da den kollapsede. Vandet forsvandt i nydannede sprækker og drev ned gennem det cirka 2 km tykke lag is. Her ramte det klippegrunden under isen og flød videre mod havet. Samtidig fungerede smeltevandet som smøring mellem klippegrunden og det tykke lag is oven på.
Dermed kunne den store ismasse bevæge sig lidt hurtigere ud mod kysten, hvor isen kan smelte, når den møder havet. En række andre søer kollapsede efterfølgende. Samlet har søerne sendt omkring 180 mio. ton smeltevand ud i verdenshavene. Det viser ny satellit-baseret forskning anført af det franske Université Grenoble Alpes med bidrag fra DTU Space.
Den nye viden er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Geophysical Research Letters.
"Smeltevandssøerne opstår om sommeren, når isen på overfladen smelter. Det er velkendt, at den her mekanisme, hvor smeltevandssøer kollapser og drænes, finder sted om sommeren. Men det er overraskende, at det også sker om vinteren. Det er første gang, det påvises, at de her søer drænes og forårsager accelerationer i isens bevægelser i dette omfang," fortæller Jonas Kvist Andersen, som er postdoc-forsker på DTU Space og medforfatter til artiklen i Geophysical Research Letters.
Svarer til indholdet i 72.000 olympiske svømmebassiner
I alt kollapsede 18 søer over et område på 5.200 kvadratkilometer svarende til Fyn, Lolland og Falster. Det skete i løbet af en måneds tid i vinteren 2018, hvor luftens temperatur var under frysepunktet, konstaterer forskerne.
De 180 mio. ton vand, som er løbet ud i havet omkring Grønland, svarer til indholdet af cirka 72.000 olympiske svømmebassiner, der måler cirka 50 gange 25 gange 2 meter.
Den 50 år gamle sø, som blev drænet først, lå cirka 160 km inde i landet oven på indlandsisen. Søen bestod af smeltevand og var frossen på overfladen, fordi det var vinter.
Da den kollapsede startede en kaskade af hændelser, der fik de andre søer til også at blive tømt for vand. Blandt andet fordi trykket fra det smeltevand, der løb ned under indlandsisen fra den 50 år gamle sø formentlig var med til at danne yderligere sprækker i isen oven over, som gjorde de andre søer ’utætte’.
”Vi har kun undersøgt et begrænset område, men vi har god grund til at antage, at det finder sted mange andre steder i Grønland om vinteren. Hvis det her gælder over større dele af indlandsisen, kan det være ganske store mængder smeltevand, der forsvinder på denne måde og får indlandsisen til at glide hurtigere mod havet,” siger Jonas Kvist Andersen.
Det undersøgte område omfatter primært den store Ilulissat Isbræ (Jakobshavn gletsjer), der munder ud i havet i det vestlige Grønland og er verdens hurtigst glidende gletsjer. Området omfatter desuden en noget mindre gletsjer lidt syd for Ilulissat Isbræ, som ender inde i landet.
Uvist om dræn af søer om vinteren bliver mere udbredt
Umiddelbart synes det indlysende at konkludere, at søerne er begyndt at kollapse om vinteren som følge af global opvarmning.
Især når en næsten 50 år gammel sø pludselig tømmes midt om vinteren og dens smeltevand ender i havet og bidrager til havstigninger. Men det er ikke givet, mener forskerne.
"Det er stadig uvist, om dræn som disse vil blive mere udbredte i en varmere fremtid, hvilket så yderligere vil bidrage til tab af ismasse. Det er nødvendigt med mere forskning på området for bedre at kunne forstå de mekanismer, eller triggere, der får søerne til at dræne," siger postdoc og forsker Nathan Maier, som er hovedforfatter til artiklen i Geophysical Research Letters.
”Lige nu er forståelsen af, hvordan overfladesmeltning vil påvirke massetab fra Grønland i fremtiden, udelukkende baseret på den antagelse, at denne smeltning kun påvirker hastigheden af isens strømning om sommeren. Vores opdagelse, at smeltevand fra overfladen også i høj grad kan accelerere isens strømning om vinteren, ændrer markant, hvordan vi forstår isens hydrologi over årlige tidsskalaer”.
Som postdoc ved Université Grenoble Alpes i Frankrig har Nathan Maier ledet det omfattende internationale forskningssamarbejde bag den nye opdagelse. I dag er han forsker ved Los Alamos National Laboratory i USA.
Forskerne er nået frem til de nye resultater ved at analysere store mængder radar-data og optiske billeder fra satellitter.
Vigtigt at få den nye viden med i klimamodeller
Det er ikke kun ældre søer, der kollapser efter at have eksisteret mange år. Der er flere typer af cyklusser. Nogle søer dannes og kollapser inden for et år, for andre søer sker det i løbet af få år.
De kollapsede søer påvirker afsmeltningen af indlandsisen i Grønland på flere måder.
Vandet fra dem ender i havet. Undervejs smører det isen nede fra, så den glider hurtigere mod havet, hvor den kan udsættes for mere smeltning. Desuden ændres strukturen i de enorme ismasser.
Der kan også være andre mekanismer i spil.
”Det er det vigtig at beskrive, hvad der sker, når processen finder sted om vinteren, så denne viden kan indgå i fremtidige modeller for klimaforandringer,” siger Jonas Kvist Andersen.
Forskerne er nået frem til de nye resultater ved at analysere radar-data og optiske billeder fra satellitter.
Forskerne har brugt SAR interferometri baseret på data fra Sentinel 1-satellitterne fra den europæiske rumorganisation ESA til at kortlægge, hvordan de 18 søer på indlandsisen i det vestlige Grønland er blevet drænet for vand, og hvordan vandet fra dem efterfølgende har bevæget sig nedad og ud mod havet.
Fra andre europæiske og amerikanske satellitter har man hentet visuelle, optiske, satellit-fotos. De er blevet brugt til at identificere søerne og deres forandring over nogle få måneder i vinteren 2018. Radar-billederne er suppleret med fotos fra ældre satellitter. På den måde kunne man følge søernes udvikling over adskillige årtier, og konstatere hvornår de drænes.
Sentinel 1-satellitterne dækker Arktis fra en bane knap 700 km over Jorden. De har en SAR-enhed (Synthetic Aperture Radar), som sender radar-signaler skråt mod overfladen af indlandsisen, hvorfra de returneres til satellitten. Ved at analysere på forskelle og forskydninger, i radar-signalets fase, er det muligt at måle is-overfladens bevægelse relativt i forhold til satellitten. Når flere målinger sammenholdes, kan der skelnes mellem horisontal bevægelse (når isflydningen accelereres) og vertikal bevægelse (når smeltevandet skubber den ovenpå liggende is opad).
På den måde fås informationer om både isens og smeltevandets bevægelse, efter at vandet er drænet ud af søens bund oppe på overfladen.