Antarktis kan virke som det sover under en beskyttende dyne av snø og is. Kontinentet har vært lite påvirket av menneskelig aktivitet, men har nå begynt å våkne.

Klimaendringene har nådd fram til det frosne kontinentet ved Sørpolen. Relativt varme og salte havstrømmer kommer seg nå helt inn til isen.

Men satellitter viser at det smelter mindre is enn det som hadde vært mulig med den tilgjengelige mengden varme.

Vi har brukt observasjoner og resultater fra laboratoriet for å forklare hvor det varme vannet blir av.

Bremser innlandsisen

Innlandsisen som dekker Antarktis flyter sakte mot havet, med en hastighet på mindre enn noen kilometer per år. Ved havet hever isen seg fra bunnen og begynner å flyte. Den flytende delen av innlandsisen kalles for isbrem. Isbremmen har den viktige rollen å bremse innlandsisen. Når isbremmen forsvinner, raser innlandsisen raskere mot havet enn det dannes ny is fra nedbør. Som konsekvens stiger havnivået.

De siste tiårene har isbremmene i Vest-Antarktis smeltet raskere og har blitt flere meter tynnere per år. Det fører til at havnivået stiger og den globale havsirkulasjonen som transporterer varme, karbon og næringsstoffer rundt hele kloden påvirkes.

Samtidig endrer hele Sørishavet seg. Det påvirker dyrene som bor der. Temperaturen og saltinnholdet endrer seg, og sammensetningen av mineraler i vannet blir annerledes enn det plankton, krill, fisk og hvaler er vant til.

Isen trues av varmt vann

Men hvorfor smelter isbremmene? Det finnes en relativt varm vannmasse som strømmer rundt kontinentet på mer enn 300 meters dyp. På disse breddegradene betyr varmt omtrent 1 grad celsius, som er varmt nok til å smelte is.

I Vest-Antarktis kommer denne vannmassen nærmere kontinentet enn andre steder. Den beveger seg også nærmere havoverflaten.

Det betyr at det varme vannet lettere kan strømme opp på kontinentalsokkelen. Dette er de grunne områdene av havbunn rundt Antarktis, som er omtrent 400 meter dypt. Her følger det varme vannet undervannskanaler og krysser den omtrent 500 kilometer brede kontinentalsokkelen før det til slutt kommer til isbremmene.

Når isbremmene kommer i kontakt med det varme vannet, begynner de å smelte. Den mest effektive smeltingen skjer når varmen kommer seg under bremmene og smelter dem fra bunnen.

Modig forsker ga viktige målinger

Vi trenger svar på mange spørsmål for å regne ut nøyaktig hvor mye is som smelter: Hvor mye varme blir transportert til isen? Hvor mye varme kommer seg under isen, og hvor mye av varmen går til å smelte isen?

Dessverre gjør sjøisen, isfjell og det harde klimaet det svært vanskelig å gjøre målinger så nært ved innlandsisen. Fram til nå finnes det veldig få observasjoner som kan hjelpe oss å svare på disse spørsmålene.

Men nå har vi målt temperatur og havstrømmene foran Getz Ice Shelf. Dette er en isbrem i Vest-Antarktis som har smeltet i økende grad, noe satellittobservasjoner viser. De nye målingene har vi takket være den modige professoren Anna Wåhlin, som turte å sette ut instrumenter bare 700 meter fra isbremmen. Ingen har noensinne før gjort samme type målinger så nært en isbrem på Antarktis.

Instrumentene er festet på en lang, oppreist lenke som blir forankret i bunnen av havet. Det er alltid en viss fare for at måleinstrumentene kan knuses av flytende isfjell, men måleinstrumentene har overlevd to år i vannet. Derfor har vi målinger som kan fortelle oss hvor mye vann og varme som strømmer under isbremmen.

Bare en sjettedel av varmen kommer seg forbi

Det vi ser, er at isfronten, som er en 300 meter dyp vegg, danner en slags barriere for vannet.

Denne veggen gjør at noen typer av havstrømmer, de som beveger vannet helt fra bunnen og opp til overflaten samtidig, den såkalte «barotrope strømmen», ikke kan strømme forbi. I stedet må de snu vestover og strømme langs isfronten.

Det er bare de havstrømmene som går i dypet, langs bunnen og som ikke når opp til isfronten som kan føre varmt vann inn under isbremmen. Havforskerne kaller disse strømmene for den «barokline strømmen».

Ved Getz Ice Shelf viste det seg at det er bare en sjettedel av varmen som strømmer mot isbremmen som faktisk kommer seg forbi isfronten.

Isfronten har dermed en beskyttende rolle for innlandsisen. Den blokkerer store deler av det varme vannet som strømmer mot isbremmen. Men når isbremmene blir tynnere, strømmer det mer vann under isbremmen og issmeltingen øker.

Dessverre har vi bare observert dette fenomenet ved én isbrem, og det er vanskelig å gjøre flere målinger i Antarktis.

Miniatyrverden gir svar

Derfor bygget vi vår egen miniatyr-isbrem av pleksiglass i et roterende svømmebasseng. Laboratoriet står i Grenoble og er en 13 meter stor vanntank som gjenskaper jordas rotasjon.

Ved å lage forskjellige eksperimenter i laboratoriet kunne vi skille den barokline fra den barotrope strømmen. Akkurat som ved Getz Ice Shelf kunne bare den barokline strømmen som går i dypet, strømme under isbremmen. Den barotope strømmen ble derimot blokkert av isfronten.

Resultatene våre hjelper forskningen for å si noe mer om hvor mye havnivået kan stige i framtiden. Hvis de beskyttende isbremmene forsvinner, vil mer varme komme seg helt inntil isen og smelte den.

Endringer i vindene kan også ha mye å si om hvor mye av strømmene på bunnen som klarer å krype under isbremmen for så å smelte isen. Likevel er det mange åpne spørsmål å svare for at forskerne skal bli mer sikre på hvor mye Antarktis-isen bidrar til havnivåstigning.