Ferskvannsinnsprøyting sender Europa i dypfryseren

Hvis man skrur av sirkulasjonspumpen i kjelleren, blir radiatorene i stuen raskt kalde. Akkurat samme prinsipp gjelder for pumpen som driver enorme mengder havvann rundt i Atlanterhavet, og som via Golfstrømmen flytter varme fra sør til nord, helt til De britiske øyer og Norge.

Golfstrømmen sikrer blant annet at Nord-Europa og Skandinavia har mye mildere vintre enn Canada, på den andre siden av havet.

Men nå truer store mengder smeltevann fra Grønland med å skru av varmen.

Ifølge nye beregninger fra forskere ved Københavns Universitet kan en rask og kraftig tilførsel av ferskvann i havet mellom Grønland og Island allerede om få tiår bringe pumpen forbi et skjebnesvangert punkt der den svekkes så mye at konsekvensene for klimaet i Europa blir store.

Golfstrømmen er vår varme venn

Jordens hav er forbundet i et gigantisk transportbånd av havstrømmer som snor seg hele veien rundt jorden. En utløper av transportbåndet er Golfstrømmen, som beveger seg fra Mexicogolfen, derav navnet, og opp i det nordlige Atlanterhavet.

Jo lenger nord strømmen beveger seg, jo mer varme mister den. Varmetapet gjør vannet kaldere og dermed tyngre. I havområdet mellom Grønland og Island synker det tunge overflatevannet ned til to–tre kilometers dybde.

Det kan sammenlignes med en sirkulasjonspumpe som driver en sørgående bunnstrøm hele veien til Antarktis. Her vender vannet tilbake til overflaten og strømmer igjen mot nord.

De siste tiårene har pumpen blitt svekket fordi den globale oppvarmingen sender stadig mer smeltevann – som ikke inneholder salt – fra isen på Grønland ut i Nord-Atlanterhavet. Ferskvannet er lettere enn Golfstrømmens kalde, saltholdige vann, og oppblandingen betyr at vannet i stedet for å synke blir værende på overflaten.

Oppvarmingen kan dermed bringe havstrømmenes verdensomspennende transportbånd faretruende nær et kritisk punkt, der mengden ferskvann i havet utenfor Grønland blir så stor at pumpen bak strømmene går helt i stå.

Smelting er ute av kontroll

Fram til årtusenskiftet var isen på Grønland noenlunde i balanse, fordi nedbøren over isen nesten utliknet den mengden ferskvann den mistet ved smelting og kalving av isfjell.

På slutten av 1990-tallet lå det årlige massetapet på 28 milliarder tonn, men de siste årene har isen hvert år sendt 250–300 milliarder tonn ferskvann ut i havet. I 2019 nådde massetapet 532 milliarder tonn og slo dermed alle rekorder.

Klimaforskeren Sebastian Mernild ved Syddansk Universitet mener at isen på Grønland på 2040-tallet kan nå et kritisk punkt der den vil fortsette å krympe i flere århundrer uten at det er mulig å stanse det. Mernild er hovedforfatter for emnet i en kommende rapport fra FNs klimapanel, IPCC.

Hvis isen på Grønland passerer dette punktet, vil det uunngåelig føre til en fortsatt stigende tilførsel av ferskvann til Nord-Atlanterhavet, noe som vil svekke pumpen og dempe havstrømmenes styrke.

Hvis havstrømmene skrus helt av, vil det få voldsomme konsekvenser på begge sider av Atlanterhavet.

Vintertemperaturene i Nordvest-Europa vil falle med opptil tre grader, og sterke vinterstormer vil bli hyppigere. Avkjølingen vil ramme hardest i det nordlige Skandinavia, med temperaturfall på mer enn ti grader.

På den andre siden av Atlanterhavet vil kollapsen gjøre at havet vil stå 15–20 centimeter høyere langs USAs østkyst og utløse flere stormfloer fordi Golfstrømmen ikke lenger styrer de store mengdene havvann vekk fra kysten.

Nettverk overvåker strømmene

Havstrømmene i Atlanterhavet transporterer omkring 17 millioner kubikkmeter vann i sekundet og står for en varmetransport på 1,3 billiarder watt. Det er 200 ganger så mye energi som alle verdens kraftverk kan produsere til sammen.

På grunn av de alvorlige konsekvensene av en kollaps har klimaforskere de siste tjue årene bygd opp tre nettverk av målestasjoner tvers over Atlanterhavet som hele tiden overvåker både de kalde bunnstrømmene og de varme overflatestrømmene.

Nettverkene består av strenger som er forankret på havbunnen og holdes utstrakt med bøyer nær havoverflaten. Strengene er utstyrt med instrumenter som er plassert i ulike dybder slik at de både fanger de kalde bunnstrømmene og de varme overflatestrømmene, som Golfstrømmen.

OSNAP-nettverket spiller en sentral rolle fordi nettverket måler utviklingen i nedsynkningsområdene rundt Island og i Labradorsjøen, der sirkulasjonspumpen driver de dype havstrømmene mot sør.

Sammenlignet med tidligere målinger fra skip viser observasjonene at havstrømmenes styrke har falt med 15 prosent siden 1950.

Men det er bare snakk om et gjennomsnitt. Styrken kan variere kraftig fra år til år og fra tiår til tiår.

For eksempel falt styrken i 2009 med 30 prosent, noe som reduserte varmetransporten til Nord-Atlanterhavet med nesten 200 billioner watt. Det svarer til energiproduksjonen til over 100 000 store kraftverk. Konsekvensen var en uvanlig kald vinter i Europa.

For å skille disse naturlige variasjonene fra den langvarige effekten av den menneskeskapte oppvarmingen, er det behov for data som går flere århundrer tilbake.

Dette har en internasjonal forskergruppe under ledelse av den tyske klimafysikeren Levke Caesar nå funnet i en lang rekke av naturens klimaarkiver.

Golfstrømmen er historisk svak

Den viktigste kilden til kunnskap om havstrømmenes styrke i fortiden er borekjerner fra havbunnen. Kjernene inneholder sedimenter med partikler av silt, altså veldig finkornet sand som havstrømmene mister underveis.

I perioder der strømmene er kraftige, avleirer de bare større partikler, mens mindre partikler virvles videre med strømmen. Når strømmen er svak, daler også de små partiklene ned til bunnen. Mengden av henholdsvis små og store korn i ulike lag i borekjernene forteller dermed om fortidsstrømmenes styrke.

Borekjernene forteller også om fortidens temperaturer i havoverflaten. Forskerne analyserer kjernenes innhold av mikroskopiske dyr med kalkskall som synker ned på havbunnen når de dør. Noen arter trives i varmt vann, mens andre dominerer i kjølig vann. Dermed avslører artssammensetningen ned gjennom borekjernen havtemperaturene tilbake i tid.

Forskergruppen har også tatt i bruk data fra klimaarkiver på land, for eksempel borekjerner fra isen på Grønland og treringer, som både avslører hvor mye vann som har fordampet fra havoverflaten, og hvor høye lufttemperaturene har vært rundt Atlanterhavet.

Ved å samkjøre de ulike målingene har forskerne nå fått et detaljert overblikk over havstrømmenes styrke fra år 400 e.Kr. og fram til i dag.

Fram til 1850 fungerte havsirkulasjonen i Atlanterhavet som en velsmurt maskin. Da sluttet en kald periode kalt «den lille istiden», og den senere oppvarmingen fikk smeltingen fra isbreer på den nordlige halvkulen og fra isen på Grønland til å stige.

Større mengder smeltevann slapp ut i nedsynkningsområdet rundt Grønland og Island, noe som svekket havstrømmenes sirkulasjonspumpe.

Fra 1950 og særlig etter 2005 har økt avsmelting fra isen for alvor skrudd ned pumpens styrke, som nå er på sitt svakeste nivå på de siste 1600 årene.

Klimafysikeren Levke Caesar konkluderer med at styrken kan avta med ytterligere 34–45 prosent fram mot 2100 hvis de menneskeskapte utslippene av drivhusgasser fortsetter som i dag.

Og hun mener at havsirkulasjonen i løpet av de kommende århundrene kan komme faretruende nær det kritiske punktet der Golfstrømmen blir ustabil kan kollapse helt.

Den raske veien til klimakollapsen

Klimafysikerne Johannes Lohmann og Peter Ditlevsen ved Københavns Universitet har nå utført modellberegninger som peiler seg inn på hvor stor avsmeltingen fra isen på Grønland må være for å stanse sirkulasjonspumpen helt.

I simuleringen økte forskerne langsomt tilstrømmingen over 300 år til den kritiske vanntilførselen ble overskredet ved 230 000 kubikkmeter ferskvann i sekundet i sommermånedene. Når tilstrømmingen ble skrudd ytterligere opp, kollapset pumpen mellom Grønland og Island totalt.

Forskerne simulerte deretter en rekke forløp der tilførselen av ferskvann til synkeområdet ble økt raskere, men bare til nivåer under det kritiske punktet på 230 000 kubikkmeter per sekund, der det ikke skulle være noen fare.

Beregningene viste, og det kom som en overraskelse, at selv mindre mengder smeltevann kunne stanse havstrømmene hvis det fant sted i høyt tempo i løpet av 10–150 år. Og jo raskere smeltingen steg i modellen, jo mindre mengder smeltevann skulle det til for å skru av pumpen bak havstrømmene.

Forhåpentligvis får vi aldri høre om Lohmanns og Ditlevsens modeller holder vann. Den beste metoden for å dempe risikoen for at Golfstrømmen kollapser, er en rask og kraftig reduksjon av verdens utslipp av drivhusgasser.

I mellomtiden er det avgjørende at målingene fra de tre nettverkene tvers over Atlanterhavet fortsetter de neste tiårene slik at forskerne får bedre data om havstrømmenes styrke over en lengre periode.

Målingene utvider mulighetene for å beregne nøyaktig hvor stor og hvor rask smelting fra isen som skal til for å skru av sirkulasjonspumpen i Atlanterhavets kjeller.