Mens forskere fokuserer på smeltende isdækker og stigende havniveauer, udfolder der sig en langt mere stilfærdig historie under vandoverfladen. Ubemærket, men kraftfuld nok til at påvirke havstrømme, økosystemer og måske endda vores klima.
Usynlige bølger der ryster det sydlige hav
Når et isbjerg løsriver sig fra en gletsjer, virker spektaklet klart: tordnende larm, sprøjtende vand, derefter stilhed. Ved overfladen varer øjeblikket kun få minutter. Under vandet er det momentum begyndelsen på noget større: energirige bølger der bevæger sig kilometervis gennem det Sydlige Ocean.
Britiske forskere har fastslået, at sådanne afkælvningsbegivenheder kan fremkalde såkaldte “undervands-tsunamier”. Ikke vandmure der skyller over strande, men interne bølger der ruller gennem vandsøjlen. De er flere meter høje, men fuldstændig skjult under havets spejl.
Disse skjulte tsunamier blander koldt, salt dybhavsvand med relativt varmere lag, så varme og næringsstoffer pludselig stiger op.
Denne blandingsproces berører tre kerneelementer i klimasystemet:
- fordelingen af varme i havet,
- mængden af ilt i dybere vandlag,
- tilgængeligheden af næringsstoffer til plankton og fisk.
En opdagelse takket være et heldigt øjeblik til søs
Et forskningsskib på det rette tidspunkt
De første tydelige tegn kom ikke fra en computer, men fra et ægte skib i uroligt vand. Ombord på den tidligere britiske isbryder RRS James Clark Ross registrerede instrumenter uventede udsving i temperatur, strømning og vandets densitet. Det skete præcis omkring det øjeblik, hvor et stort stykke is løsrev sig fra en gletsjer.
Vind, tidevand og almindelig overfladeblanding kunne ikke forklare de målte energispidser. Dataene pegede på noget andet: kraftige interne bølger, opstået fordi enorme isblokke dykkede ned i havet som kolossale stempler.
Skibet selv har imidlertid fået et nyt liv. I 2021 blev det solgt til Ukraines Nationale Antarktiske Videnskabelige Center og sejler nu som Noosfera. Målingerne fra dets britiske periode forbliver dog en reference for havforskere.
En blandingsmotor der kan konkurrere med vinden
Indtil for nylig udgik mange havmodeller fra tre hovedkilder til blanding omkring Antarktis: hårde vinde, tidevandstrømme og varmetab ved overfladen. Nu viser det sig, at isafkælvning udgør en fjerde faktor, og ikke nogen lille en af slagsen.
I visse regioner kan energien fra undervands-tsunamier nærme sig eller endda overgå energien fra tidevandsblanding.
Det har en kompliceret bagside. Den ekstra blanding kan skubbe varmere dybhavsvand mod gletsjerfronter. Resultatet: mere smeltning ved bunden af isplader, hurtigere svækkelse og større sandsynlighed for at store isbrokker igen løsriver sig. Således opstår en tilbagekoblingsløkke:
- is bryder af og forårsager undervandsbølger,
- bølgerne bringer varme til gletsjerbasen,
- gletsjeren bliver mere ustabil,
- der følger ny afkælvning, med nye bølger.
Den kreds forbliver lokal, men effekterne rækker videre. Ændringer i blanding påvirker produktionen af koldt, tungt vand der synker ned og spiller en rolle i den globale havcirkulation.
Rothera og RRS Sir David Attenborough: operationsbase i kulden
Jagt på “usynlige” begivenheder
For bedre at forstå processen arbejder teams fra den britiske forskningsbase Rothera på Den Antarktiske Halvø. Derfra sejler de med det moderne polarskib RRS Sir David Attenborough til gletsjerfronter, hvor afkælvning ofte forekommer.
Hver afbrækkende isvæg bliver næsten et naturligt eksperiment. Noget der ikke kan genskabes i et bassin eller laboratorium. Forskerne ønsker at vide præcist:
- hvilken form og størrelse af isblokke der fremkalder de stærkeste bølger,
- hvor langt disse interne bølger bevæger sig,
- hvor længe den ekstra blanding i vandsøjlen forbliver mærkbar,
- hvilken effekt dette har på plankton, fisk og mikrober.
Måling efter måling skal hjælpe med at give fænomenet en plads i globale klimamodeller. Uden det trin forbliver forudsigelser om Antarktis’ rolle usikre.
Højteknologi til en stille kæmpe
En undervands-tsunami kan ikke ses i brændingen. Derfor kombinerer videnskabsfolk forskellige teknologier for at løse puslespillet:
- Satellitter og fastmonterede kameraer følger revner og brud i gletsjervæggene.
- Droner filmer afkælvninger tæt på, uden fare for besætningen.
- Autonome undervandrobotter sejler langs stejle isfronter og registrerer hver detalje.
- Målepæle på havbunden opfanger trykkølger og ændringer i strømning.
- Algoritmer med maskinlæring søger i satellitbilleder efter nye afkælvningsbegivenheder.
- Numeriske modeller simulerer, hvordan de interne bølger opstår og spreder sig.
Udfordringen består i at forbinde alle disse datakilder. Kun da opstår et billede af den totale energi, som denne blandingsproces tilfører det antarktiske kystvand.
Sheldon-gletsjeren: et friluftslaboratorium under isen
Meter for meter gennem vandprofilen
Sheldon-gletsjeren betragtes som en slags forsøgsområde. Autonome fartøjer sejler der langs isfronten og dykker under den flydende isrand. De måler trin for trin temperaturen, saltindholdet og mængden af opløste stoffer.
På den måde ser forskerne, hvordan en enkelt afkælvningsbegivenhed ændrer havets vertikale struktur. Én begivenhed kan give timevis ekstra blanding med effekter til titusvis af meter under overfladen.
Gennem den pludselige blanding kan næringsrigt dybhavsvand stige op til zonen, hvor plankton lever, begyndelsen på hele fødekæden.
Det kan lokalt forårsage en kort produktionstop, hvor alger og plankton vokser hurtigt. For krill, fisk og i sidste ende pingviner og sæler er den ekstra impuls sommetider præcis, hvad der skal til for at overleve i et barskt miljø.
Biologi og klima i én proces
Studiet af disse undervandsbølger ligger på krydsfeltet mellem fysik og biologi. Havstrømme bestemmer, hvor næringsstoffer dukker op, og hvor de forsvinder. Det påvirker, hvor meget CO₂ planktonet kan optage, og hvor hurtigt dødt organisk materiale synker til dybhavet.
Hvis undervands-tsunamier bliver hyppigere eller stærkere, efterhånden som klimaet opvarmes og gletsjere bliver mere ustabile, ændres muligvis også kulstoflagringen i det Sydlige Ocean. Dertil har klimamodeller hidtil næsten ikke set.
Et internationalt projekt med globale konsekvenser
POLOMINTS: samle viden omkring Sydpolen
Forskningen udgør en del af programmet POLOMINTS, koordineret af British Antarctic Survey. Videnskabsfolk fra Storbritannien, USA og Polen bidrager hver med deres egen ekspertise, fra højopløselige målinger til komplekse simuleringer.
| Organisation | Rolle i forskningen |
|---|---|
| British Antarctic Survey | Koordinering, feltarbejde, baseinfrastruktur i Rothera |
| Scripps Institution of Oceanography | Havmodellering og dataanalyse |
| University of Southampton | Instrumentudvikling og fortolkning af målinger |
Finansiering gennem det britiske Natural Environment Research Council viser, at det her drejer sig om mere end akademisk nysgerrighed. Bedre kendskab til blandingsprocesser omkring Antarktis hjælper med at estimere fremtidig havniveaustigning, stormmønstre og ændringer i fiskebestande.
Hvorfor disse bølger også påvirker Danmark
Fra det Sydlige Ocean til Nordsøen
Det Sydlige Ocean fungerer som en slags omdrejningspunkt i den globale havcirkulation. Vand der synker og igen stiger langs Antarktis påvirker årtier senere strømme andre steder, inklusive det Nordatlantiske Ocean. Det system hænger sammen med vejrmønstre over Europa og styrken af den atlantiske meridionale omvæltningscirkulation, som der cirkulerer stadig større bekymringer omkring.
Hvis undervands-tsunamier frigør mere varme ved antarktiske gletsjere, kan det øge tempoet i issmeltning. På længere sigt tæller det for det globale havniveau. Kystlande som Danmark følger derfor sådanne fund nøje, fordi tilpasning af diger og fysisk planlægning kræver mange års forberedelse.
Hvad dette fortæller om klimamodeller
Forskere forsøger trin for trin at integrere denne type nyopdagede processer i klimamodeller. Det sker via forenklede formler, der beskriver effekten af en række afkælvningsbegivenheder. Simuleringer tester så forskellige scenarier: hyppigere afkælvning, større isfjelde, ændrede vindmønstre.
For beslutningstagere betyder de forbedrede modeller et bredere billede af risici: ikke kun hvor meget is der forsvinder, men også hvor hurtigt ændringer i havstrukturen indtræffer. Det kan få konsekvenser for fiskeriforvaltning, beskyttede marine områder og internationale klimaaftaler.
Den der følger Antarktis, ser at hver ny måling der lægger en ekstra brik mellem is, hav og atmosfære. Undervands-tsunamier var længe en blind vinkel. Nu udgør de et nyt kapitel i historien om et kontinent, der langtfra har afsløret alle sine hemmeligheder.
