Frem og tilbage

FREM OG TILBAGE

Et forskerhold har denne sommer gennemkrydset de sydøstgrønlandske fjorde for at blive klogere på gletsjernes bevægelser siden sidste istid. Det er en viden, som også kan hjælpe med at forudsige afsmeltningen fra Indlandsisen i fremtiden og give et bud på, hvor meget det vil bidrage til de globale havvandsstigninger.

Der er ikke meget is i de sydgrønlandske fjorde en augustdag i 2014. Man kan stadig møde gletsjere, som rejser sig strunke ud mod fjorden og regelmæssigt kælver deres is. Men mange af gletsjerne har gennem de seneste godt 100 år været på vej tilbage. De ligger nu – ofte lidt grå i toppen – og afgiver smeltevand, som har samlet sig i søer eller finder vej til fjordene i strømme og vandfald.

Foran de tidligere potente gletsjere finder man, som kastet rundt af en usynlig hånd, klippeblokke i alle størrelser omgivet af en ofte ufremkommelig bevoksning af lavt krat, småbuske, vildtvoksende græs og laver. Et landskab, som har ligget i fred for isen i mange år.

Det er denne type gletsjere og landskaber, som et hold forskere fra Københavns og Aarhus Universitet har kastet sig over på denne sommers feltarbejde, som er foregået fra den tremastede skonnert Activ, der igennem tre uger krydsede ind og ud af fjordene langs den sydøstgrønlandske kyst.

Et fingerpeg om fremtiden

Forskerne er ikke mindst interesserede i de sydgrønlandske gletsjere, fordi satellitmålinger de sidste 10 år har vist, at netop disse er smeltet stærkt tilbage. Det giver et bidrag til havstigningerne, men det kan i dag være svært at holde styr på de processer, som styrer istabet. Der mangler viden om afsmeltningen i isranden, og det gør nødvendigvis klimamodellernes bud på den fremtidige afsmeltning fra Indlandsisen meget usikre.

Det er ikke første gang, at gletsjerne er i færd med at trække sig tilbage. Jordens klima er omskifteligt, og siden istiden for 10.000 år siden slap sit greb, har gletsjerne i det sydgrønlandske vandret frem og tilbage flere gange. Der var en varm periode for 5-8.000 år siden, det såkaldte holocene klimatiske optimum, en varmeperiode fra 1000- 1400 e.kr. og den såkaldte lille istid fra omkring 1500 til slutningen af 1800-tallet. Faktisk var Grønland i 1800- tallet inde i den koldeste periode siden istidens ophør.

Hovedformålet med projektet er ganske vist at finde ud af, hvordan Indlandsisen har reageret på de naturlige klimavariationer de sidste 10.000 år (se boksen: Gletsjernes vandring). Men nogle perioder var mere i fokus under dette feltarbejde end andre, fortæller lektor Nicolaj Krog Larsen fra Institut for Geoscience på Aarhus Unversitet.

- Vi er meget interesseret i varmeperioden for 5-8.000 år siden, for meget tyder på, at Sydgrønland dengang var 1-2 grader varmere end nu. Så vi prøver at finde ud af, hvor meget gletsjerne smeltede tilbage dengang, for det kan give os et fingerpeg om, hvad vi kan vente os af en fremtid, der ser ud til at komme til at ligne datidens forhold meget. Det smarteste havde selvfølgelig været, hvis man havde kunnet fjerne isen og udpege en randmoræne, som viste præcist, hvor langt isen var nået tilbage for 5.000 år siden. Det går desværre ikke. Og sporene efter varmeperioden blev af gode grunde fjernet, da isen atter bevægede sig frem under den lille istid. Så forskerne må nærme sig deres svar ved at bruge nogle mere indirekte metoder.

Isolationsbassiner

Nogle af svarene gemmer sig på bunden af de mange søer, som ligger i tilknytning til gletsjerne. Blandt det medbragte grej er nogle tre meter lange plasticrør, og de vejer sammen med det øvrige boregrej ikke mere, end at de let kan transporteres i land fra Activ i en gummibåd så tæt på en udvalgt sø som muligt. Ved søen kan boreudstyret hurtigt rigges til, hvorefter to mand ror gummibåden ud til et passende sted midt på søen, hvor borerøret bankes ned i søbunden. Op trækker man en to-tre meter lang søkerne, hvis mange skiftende lag fortæller den dramatiske og omskiftelige historie om isens vandringer frem og tilbage. Forskerne har hentet deres boreprøver i to meget forskellige typer søer. Den ene type ligger helt ude ved kysten lige under eller lige over havoverfladen, de såkaldte isolationsbassiner. Bundkerner herfra viser en række skift mellem marine sedimenter og søsedimenter, og ved hjælp af en C 14-datering kan man senere fastslå, hvornår søen har været en del af havet, og hvornår den har været hævet op over.

Der blev på ekspeditionen samlet bundprøver fra gletsjersøerne. Indsamlingen skete fra gummibåd vha. et tre meter langt rør, som blev boret ned i bunden. Kernens skiftende lag viser søens omskiftelige liv efter sidste istid.

----------

Faktaboks: Gletsjernes vandringer

Forskere fra Center for GeoGenetik på Københavns Universitet og fra Institut for Geoscience på Aarhus Universitet arbejder sammen om at finde ud af, hvordan afsmeltningen og bevægelserne i indlandsisens randzoner har været siden afslutningen af istiden for 10.000 år siden. Baggrunden for arbejdet er, at afsmeltningen fra den grønlandske indlandsis ifølge satellitmålingerne er øget stærkt, og at man pga. den manglende viden om dynamikken i randzonerne ikke ved nok om, hvor meget det påvirker de globale havvandsstigninger.

Målet er at reducere disse usikkerheder ved at kombinere nye og til dels uprøvede metoder fra en bred vifte af forskellige forskningsdiscipliner.

Projekterne kortlægger den lokale hydrografi og topografi ved hjælp af digitale højdemodeller og nye satelit- og GPSdata.

De forlænger vha. ældre flyfotos observationsperioden tilbage til 1930’erne, hvor opvarmningen lignede det, vi ser nu.

Smeltevandssignalet fra tærskelsøer og tappede isdæmmede søer fortæller om israndens svar på tidligere varmeperioder, og en nyudviklet model for gletscherbevægelser beregner den dynamiske udtyndingsandel i havstigningen.

Selv små ændringer i havniveau kan læses i marskaflejringer og afsløre Indlandsisens bidrag i de sidste 1.000 års havstandsændringer.

----------

De søger nordpå

Forskergrupperne fra Institut for Geoscience, AU, og Center for GeoGenetik, KU, tager næste feltsæson til Nordøstgrønland for at undersøge tærskelsøer og isolationsbassiner omkring de store udløbsgletsjere i området, som i øjeblikket bidrager markant til den globale havniveaustigning. 85 % af Indlandsisen ligger deroppe, og isen kan muligvis på længere sigt blive påvirket mere af havvandet end i Sydgrønland, hvor en stor del af Indlandsisen ligger over havniveau.

Feltarbejdet bliver bl.a. finansieret af en bevilling på 7 mio. kr. fra Villum Fonden, som Institut for Geoscience ved Aarhus Universitet har fået tildelt til forskning i Indlandsisens respons på naturlige klimavariationer i det nordøstlige Grønland gennem de seneste 10.000 år.

- Vi udvælger en række forskellige søer, så vi kan rekonstruere, hvordan isen er smeltet tilbage, og hvordan landet har hævet sig efter sidste istid de sidste 10.000 år, fortæller Nicolaj Krog Larsen. Vi kan af det bl.a. se, at landet begynder at sænke sig inden for de sidste 4-5.000 år, fordi det bliver køligere, og isen derfor breder sig.

Komplicerede landhævninger

Denne viden kan indarbejdes i de ismodeller, som bliver brugt til at beregne, hvor meget mindre isen skal være, før der igen sker et løft.

Men opgaven bliver unægtelig kompliceret af, at ændringer i den nordamerikanske indlandsis, som under sidste istid var meget større end den grønlandske, påvirker undergrundens bevægelser i Grønland. Da isen i Canada begyndte at smelte for 8.000 år siden og fik landet til at hæve sig, forplantede det sig omvendt til Grønlands undergrund og fik den til at synke på et tidspunkt, hvor den ellers skulle have hævet sig.

- Derfor kan det være svært at beregne, om ændringerne i de grønlandske søer stammer fra ændringer i den grønlandske Indlandsis eller i den nordamerikanske Indlandsis, siger Nicolaj Krog Larsen. Det gør det svært at rekonstruere, hvad der er sket med Indlandsisen, udelukkende ud fra isolationsbassinerne. Derfor arbejder vi også med en anden type søer, som vi kalder tærskelsøer.

Tærskelsøer

De såkaldte tærskelsøer ligger umiddelbart uden for den nuværende isrand i en højde, hvor de ikke har været i kontakt med havet. En borekerne fra sådan en sø viser, hvordan isen er vandret frem og tilbage hen over søen.

- Når søen har været dækket af isen, er der skyllet en masse smeltevand henover, som har afsat noget gletsjermel, der kan være helt mælkehvidt eller et gråt lag af sand og ler, fortæller professor Kurt H. Kjær fra Center for GeoGenetik på Københavns Universitet. Når isen har trukket sig længere tilbage, ophører smeltevandet, der bliver liv og glade dage, og der begynder en organisk produktion i søen, som afsætter nogle mørke lag. Senest kan vi se, at denne normale søsedimentation på et tidspunkt blev afløst af den lille istid, hvor selv de yderste søer igen modtager smeltevand fra isen. Og nu er isen så begyndt at smelte tilbage igen, så der kommer gang i sedimentationen endnu en gang.

Ved at analysere de forskellige lag i søkernerne kan forskerne altså sige, hvordan isen har bevæget sig frem og tilbage i løbet af de sidste 10.000 år. Og ved at koble informationerne fra de to typer søer sammen, er det også muligt at fjerne nogle af de usikkerheder, der er forbundet med påvirkningerne fra den nordamerikanske Indlandsis.

Cosmogen-prøver

Rørene med de indsamlede boreprøver blev systematisk pakket ned på Activ under betryggende forhold, så de kunne klare sørejsen tilbage til København uden skader. Noget nemmere at opbevare var godt og vel 100 stenprøver, som under de trange kår på et skib blev opmagasineret under en køje i en af kahytterne.

Stenprøverne var såkaldte cosmogen-prøver, som bliver brugt i en dateringsmetode til at bestemme gletsjernes vandringer frem og tilbage efter istiden.

Stenprøverne er indsamlet i områderne foran de tilbagetrukne gletsjere, og de stammer fra de ofte kæmpestore klippeblokke, som ligger spredt foran gletsjeren, hvor de blev frigivet fra isen.

Indsamlingen af stenprøverne blev på togtet ledet af postdoc Laura Levy fra Institut for Geoscience, Aarhus Universitet, som tidligere har arbejdet med metoden både i USA og Grønland.

- Vi udvælger meget store klippeblokke, som ser ud til at have ligget stabilt, siden isen forsvandt, fortæller Laura Levy. I det øjeblik, en klippeblok dukker frem af den beskyttende is, begynder dens overflade nemlig at blive bombarderet med energiladede partikler fra rummet, som omdanner ilt til Beryllium 10. Og når vi hjemme i laboratoriet måler antallet af Beryllium 10-atomer i stenen, er det ved at regne baglæns muligt at beregne, hvornår stenen blev isfri, og gletsjeren altså trak sig tilbage.

Det er imidlertid ikke så let, som det måske lyder. Arbejdet med at udvælge de rigtige klippeblokke, som gerne skal ligge i en linje fra fjorden og ind mod gletsjeren for at kunne datere gletsjerisens tilbagetog blok for blok, foregår ofte i meget ufremkommeligt terræn. Og det afsluttes så med, at man saver en stump sten af klippeblokkens overflade med en speciel stensav.

----------

Faktaboks: Masser af resultater

Resultaterne på togtet overgik forventningerne, ikke mindst fordi vejret var godt.

Der blev samlet 115 stenprøver ind, og på Institut for Geoscience, Aarhus Universitet, regner man med, at det vil tage 2-3 år at komme igennem det, ikke mindst fordi Laura Levy undervejs skal opbygge laboratoriefaciliteter og implementere metoderne på instituttet.

Det vil gå betydeligt hurtigere med de 32 søkerner og havkernerne. Her er der et godt kendskab til metoden både i Aarhus og i København, og det vil derfor måske tage et års tid, inden prøverne er blevet bearbejdet.

Endelig har et hold forskere fra Durham University på den første del af togtet indsamlet prøver i saltmarsk-områder ved Timmiarmiut og Skjoldungen, som kan vise selv små ændringer i havniveauet gennem de seneste 500-1.000 år.

----------

Bedre modeller

I løbet af et års tid vil de første resultater af sommerens feltarbejde i Sydøstgrønland begynde at komme.

De vil give en mere detaljeret forståelse af, hvordan de grønlandske gletsjere har bevæget sig gennem de seneste 10.000 år, og det vil vise, hvordan afsmeltningen har været under varmeperioden for 8-5.000 år siden, da der var 1-2 grader varmere end i dag, og dermed gøre det muligt at regne på, hvordan afsmeltningen fra Indlandsisen vil påvirke havniveauet i en varmere fremtid.

- Men det her vil ikke alene øge vores viden om udløbsgletsjerne i det vestlige og sydøstlige Grønland, forklarer Nicolaj Krog Larsen. Vores arbejde vil også bidrage til en bedre iskappemodel for hele Grønland. Det tager tid, det er år, vi taler om, men det giver langsomt en bedre forståelse.

De indsamlede data er nemlig sammen med bl.a. de hydrografiske og topografiske undersøgelser og analyserne af flyfotos af gletsjerne små bidrag til at kalibrere modellerne, så de passer bedre på virkeligheden.

I første omgang er målet at skabe en bedre model for de sidste 10.000 år, der kan beregne afsmeltningens andel i havstigningen. Men på længere sigt kan det også styrke modelleringen af tidligere mellemistider, hvor man mere eller mindre er nødt til at basere sig på modeller. Altsammen et forsøg på at vurdere fremtidens klimascenarier for vores klode.

Poul-Erik Philbert

Professor Kurt H. Kjær, Center for GeoGenetik, Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet

Lektor Nicolaj Krog Larsen, Institut for Geoscience, Aarhus Universitet.