Dommedagsbreen: Stri strøm av is kan sende Antarktis ut i havet

Inne i teltene, i ly for polarvinden, følger forskerne spent med på hva som foregår i havet 600 meter under dem. Undervandsroboten Icefin sender videobilder og foruroligende temperaturmålinger opp til overflaten.

Den holder på å nå fram til det kritiske punktet som kalles grunningslinjen, der havvann, grunnfjell og fast is møter hverandre. Langsomt trer isen fram som en truende skygge i helt øverst i bildet.

Da Icefin kommer på få meters avstand, får forskerne øye på frynsete mønstre i isveggen: tannmerker fra turbulent havvann med en temperatur på to grader som holder på å gnage seg inn under isbreen.

VIDEO: Følg Icefins møte med grunningslinjen

Hvis hele Thwaitesbreen sklir ut i havet, vil vannstanden i verdenshavene stige med åtti centimeter. Og det vil neppe stoppe her, for Thwaites er bare proppen i et gigantisk badekar som kan fjerne is fra hele Vest-Antarktis.

Forskere lander på isbreen

Isen i Vest-Antarktis er fra naturens side mer sårbar overfor temperaturstigninger enn de to andre store ismassene i verden, Øst-Antarktis og Grønland.

Det meste av isen her hviler nemlig på steingrunn flere hundre meter under havoverflaten.

Varmt havvann vil derfor kunne smelte isen nedenfra, noe som går mye raskere enn når varm luft smelter is på toppen av isen – på samme måte som en isbit smelter raskere i varmt vann enn i luft med en tilsvarende temperatur.

Thwaitesbreen har gjennom de siste tre tiårene kalvet flere isfjell enn normalt. Isbrefronten trekker seg nå tilbake med fire kilometer i året, mens den flytende isbremmen foran isbreen årlig dumper 126 milliarder tonn is i havet.

Massetapet er så stort at bare denne isbreen står for fire prosent av den årlige havstigningen på 3,4 millimeter.

Inntil videre har forskerne fulgt de dramatiske begivenhetene fra satellitter, men for å kunne forutsi isbreens skjebne nøyaktig, er det nødvendig med massevis av målinger på stedet.

Derfor bevilget USAs National Science Foundation og British Antarctic Survey 50 millioner dollar til å sende forskere til isbreen i den antarktiske sommeren, som begynner i oktober og slutter i februar.

I januar og februar 2020 trosset de det brutale været og dro til et av de mest øde og forblåste stedene på jorden.

Vest-Antarktis er dødsdømt

I 2002 smeltet havvannet seg inn under Den antarktiske halvøya til den lille Larsen B-isbremmen, som kollapset.

Sammenbruddet var ikke det store problemet, siden isbremmen allerede fløt i vannet, men hvis scenariet gjentar seg ved Thwaitesbreen, kan konsekvensene bli katastrofale.

I 2002 smeltet havvannet seg inn under Den antarktiske halvøya til den lille Larsen B-isbremmen, som kollapset. Sammenbruddet var ikke det store problemet, siden isbremmen allerede fløt i vannet, men hvis scenariet gjentar seg ved Thwaitesbreen, kan konsekvensene bli katastrofale.

Ti prosent av isen i Antarktis består av isstrømmer, altså områder av isen som beveger seg markant raskere enn resten.

Thwaitesbreen drenerer en kilometertykk isstrøm som dekker 192 000 kvadratkilometer – litt mindre enn Storbritannia.

For tiden fungerer en flytende isbrem foran isbreen som en propp som stenger isens vei mot havet, men forsvinner proppen, vil isen bevege seg raskere og raskere mot havet og stadig flere isfjell vil brekke av.

Bak Thwaitesbreen ligger den over to kilometer dype Bentley-kløften som går hele veien inn til De transantarktiske fjellene, som er skillelinjen mellom Vest-Antarktis og Øst-Antarktis.

Hvis isbreen trekker seg gjennom kløften og inn til fjellkjeden, vil hele isen i Vest-Antarktis sannsynligvis kollapse og etterlate seg et hav med noen øyer som stikker opp av havet.

I så fall vil verdens­havene stige med 3,3 meter, og kystbyer over hele verden vil bli oversvømt. Forskerne har derfor døpt Thwaites «dommedagsbreen».

Varmt vann presses opp fra dypet

Det varme havvannet som nå møter grunningslinjen på Thwaitesbreen og naboen Pine Island-breen, har vært på en lang reise helt fra Nord-Atlanterhavet.

Her synker det nedover og driver en sørgående havstrøm til Antarktis, der vannet danner en bunnstrøm som sirkulerer rundt polarkontinentet på omkring 530 meters dybde.

Oppå denne strømmen ligger det iskalde Sørishavet, der vanntemperaturen bare er litt over saltvannets frysepunkt på minus to grader.

Men den globale oppvarmingen har endret vindmønstrene, og nå blir det varmere vannet i bunnstrømmen presset opp kontinentalsokkelen og inn mot breene.

Et avgjørende mål for undervannsroboten Icefin var derfor å registrere turbulens i det stigende bunnvannet ved Thwaitesbreen.

Jo flere og sterkere virvelstrømmer, jo mer varmt vann presses det inn mot isen. Icefins målinger viser at isbreen smelter i bunnen, men for å kunne forutsi isens framtidige skjebne i en varmere verden er det behov for et fullstendig bilde av den truede isbreen.

Og her tar forskerne i bruk både sprengstoff og havpattedyr.

Bomber avslører undergrunnen

Et av de avgjørende spørsmålene er om grunnen i et 1,5 kilometer dypt basseng under isbreen er umevn eller glatt. Jo glattere undergrunnen er, jo raskere kan isen bevege seg.

For å finne svaret avfyrer forskerne små eksplosjoner inne på den faste isen. Lydbølgene blir reflektert av fjellet under isen og avslører topografien der. Geologene er særlig interessert i et høyt område som ligger sju mil inne under isen, og som kan bli den siste bremseklossen for isens tilbaketog.

Her skal en serie av eksplosjoner gi et nøyaktig bilde av fjellet og måle høyden på toppene. Høyden bestemmer hvor mye havet må stige før isbreen er dødsdømt.

Isens krystallstruktur og tetthet påvirker også hvor raskt isbreen glir over disse fjellene. Her påviser radarmålinger fra fly de ulike lagene i isen hele veien ned til bunnen. Radarmålingene har blant annet avslørt et vannfylt hulrom nederst i isbreen bak grunningslinjen.

Varmtvannsboringer ned gjennom både den faste isen og den flytende isbremmen har gjort det mulig å plassere sensorer i isen på begge sider av grunningslinjen.

I årene som kommer, vil sensorene vise hvor raskt isbreens underside beveger seg. Borehullene i isbremmen utnyttes også til å bore ut havbunnskjerner – altså boreprøver av sedimenter.

Kjernene kan blant annet fortelle om hvordan isbreen trakk seg tilbake da temperaturene steg brått etter avslutningen på forrige istid for 11 700 år siden. Den kunnskapen hjelper forskerne med å forstå hvordan isen vil reagere på framtidig oppvarming.

Automatiske værstasjoner på isbre, isbrem og isfjell registrerer vind, lufttemperatur og isforhold på havet. Dessuten skal 18 sjøelefanter og weddellseler utstyres med sensorer.

Disse sensorene limes på skinnet rett bak hodet. Selene og sjøelefantene lever i havet foran og under isbremmen, der de dykker ned til bunnen for å finne mat.

Dermed kan sensorene registrere forholdene i hele vannsøylen. Bruken av de store havpattedyrene gir også den fordelen at målingene kan gjennomføres om vinteren, når tykk havis hindrer all adgang med skip.

De mest direkte målingene av strømforholdene og turbulensen i det varme bunnvannet vil komme fra såkalte glidere – miniubåtenes svar på seilfly.

Gliderne har ikke noen motor, men beveger seg ved å utnytte oppdriften i vannet. Fartøyene skal også utstyres med mikrofoner som tar opp lyden av store isfjell som knekker av isbremmen, dundrer ned i havet og driver til sjøs.

Isvegger kan bli ustabile

Lydene blir både kraftigere og hyppigere hvis isbremmen foran isbreen kollapser og det varme havvannet smelter seg forbi grunningslinjen.

I så fall vil isbreen trekke seg tilbake gjennom det halvannen kilometer dype bassenget bak fjellene.

Samtidig vil de loddrette veggene i isbrefronten bli høyere og høyere i takt med at isbreen trekker seg tilbake gjennom den stadig tykkere ismassen i den bakenforliggende isstrømmen.

Jo høyere isveggene blir, jo oftere vil de knekke loddrett av og danne enorme isfjell. Når isfjellene plasker i vannet, utløser de kjempestore bølger som river enda mer is av isbrefronten.

Prosessen kan få isbreen til å løpe løpsk i en selvforsterkende prosess der isen går i stykker raskere enn de nåværende modellene forutsier. Ingen vet imidlertid med sikkerhet om skrekk­scenarioet vil utspille seg i praksis.

Alle de dataene forskerne samler inn i felt, skal derfor brukes til å utvikle modeller av isbreen som knytter sammen forholdene i isen, bakken, havet og atmosfæren. Dataene skal hjelpe med å besvare tre avgjørende spørsmål.

Video: flyv ud på Dommedags-gletsjerens gyngende is.

Forskerne skal først og fremst beregne hvor mye Thwaitesbreen vil bidra til havstigningen fram til år 2100. De nåværende modellene for havstigning opererer med et spenn fra 30 centimeter til litt over en meter.

Deretter skal forskerne avgjøre om utviklingen vil være uopprettelig – med eller uten den globale oppvarmingen. Havene reagerer langsommere på temperaturendringer enn luften og vil være varme i århundrer etter at luften er avkjølt.

Derfor vil forskerne undersøke om det høye området sju mil inne under isen vil fungere som en effektiv bremsekloss som kan stanse isbreens tilbaketrekning eller i det minste utsette den i noen tiår.

Hvis havet stiger så mye at bremseklossen oversvømmes, kan hele isstrømmen på 192 000 kvadratkilometer bak dommedagsbreen rase ut i havet og deretter få isen i Vest-Antarktis til å kollapse.

Sist, men ikke minst skal modellene gi svar på om det verst tenkelige scenarioet vil utspille seg i neste århundre, eller om vi har lengre tid til å ta våre forholdsregler.