Hlýnunar af mannavöldum gætir nú víða um heim og vekja afleiðingar hennar sífellt meiri athygli almennings og fjölmiðla. Sumar afleiðingarnar má segja að séu í stórum dráttum eins og búast mátti við á grundvelli fyrirliggjandi vísindarannsókna en aðrar hafa komið á óvart. Þar er um það að ræða að vísindamenn uppgötva fyrst með mælingum að veigamikil áhrif vaxandi styrks koldíoxíðs eða hlýnunar eru þegar komin fram án þess að spáð hafi verið fyrir um þessi áhrif. Þar má segja að jöklar hafi leynt á sér vegna þess að tvær af þremur óvæntustu uppgötvunum af þessum toga á síðustu árum hafa verið tengdar jöklabreytingum.

Fyrst er rétt að nefna þá uppgötvunina sem ekki tengist jöklum en þar á ég við súrnun yfirborðslaga  sjávar sem talin er stafa af vaxandi styrk koldíoxíðs í andrúmsloftinu. Talið var að sýrustig sjávar væri lítt háð styrk koldíoxíðs í andrúmsloftinu og var ekki talin ástæða til þess að hafa áhyggjur af hafefnafræðilegum afleiðingum af losun mannkyns á  koldíoxíði. Mælingar sýna hins vegar lækkun sýrustigs um u.þ.b. 0,1 pH einingu og talið er að lækkunin verði 0,4 einingar undir lok aldarinnar miðað við ástandið fyrir iðnbyltingu (sjá t.d. http://www.ocean-acidification.net/ og http://ioc3.unesco.org/oanet/OAdocs/SPM-lorezv2.pdf). Þessar breytingar, sem ekki vöktu verulega athygli fyrr en um og eftir 2004, eru taldar mjög veigamiklar fyrir lífríki hafsins og er merkilegt til þess að hugsa að skilningur á þeim sé  nýtilkominn og að þær skuli hafa komið mönnum jafn mikið á óvart og raun ber vitni.

Óvæntu uppgötvanirnar tvær á sviði jöklafræði sem nefndar voru hér að framan eru einnig tengdar heimshöfunum vegna þess að þær leiða til hækkandi sjávarborðs. Annars vegar er aukning á hraða ísskriðs á mörgum stöðum á Grænlandsjökli en hún er rakin til aukinnar yfirborðsleysingar sem veldur hærri vatnsþrýstingi við jökulbotninn og meira skriði jökulsins með botninum. Talið var líklegt að Grænlandsjökull mundi rýrna af völdum hlýnandi loftslags en það var til skamms tíma eingöngu rakið til aukinnar bráðnunar við yfirborð vegna hærri hita. Spár um hækkun sjávarborðs af völdum jökla byggðust þannig einkum á líkanreikningum af jöklaleysingu. Mælingar á hraða ísskriðs á Grænlandsjökli á síðustum árum sýna hins vegar mjög mikla hraðaaukningu sem ekki hafði verið spáð fyrir um. Áhrif Grænlandsjökuls á sjávarborð heimshafanna eru ekki síst tilkomin vegna þessa aukna hraða og aukinnar kelfingar í sjó fram af hans völdum.

Hin uppgötvunin tengist bæði Grænlandsjökli og Suðurskautsjöklinum og felur í sér merkileg áhrif sjávarhita á hreyfingu jöklanna. Á árunum 2000–2004 mældist mikil hraðaaukning á mörgum skrið­jöklum á Suðaustur-Grænlandi sem talin er hafa stafað af hærri sjávarhita við ströndina. Hærri sjáv­ar­hiti bræðir hafís á fjörðum og dregur þar með úr viðnámi sem jökultungurnar mæta þegar þær skríða í sjó fram. Þessi hraðaaukning reyndist tímabundin en sýndi hversu viðkvæmur Grænlands­jökull getur verið fyrir breytingum sem ekki hafði verið gert ráð fyrir til þessa að skiptu miklu máli. Hliðstæðar breytingar hafa einnig mælst á Suðurskauts­jöklinum, einkum á Suðurskautsskaganum sem gengur út úr Suðurskautslandinu í átt til Chile, og tengjast þá oft íshellum sem fljóta á sjónum við jökuljaðarinn. Ef umtalsverð hlýnun verður í sjón­um í framtíðinni þá kunna þessi áhrif að leiða til mun meiri hækkunar á sjávarborði en  gert er ráð fyrir í líkanreikningum sem liggja til grund­vallar mati á hækkun sjávarborðs í síðustu skýrslu IPCC.

Þessar uppgötvanir sýna nokkuð dökka mynd af stöðu þekkingar á heimskautajöklunum og áhrifum þeirra á hækkun heimshafanna á næstu áratugum. Má ekki gera ráð fyrir fleiri óvæntum uppgötvunum sem kollvarpi aftur hugmyndum okkar um viðbrögð jöklanna við hlýnun? Það er vissulega hugsanlegt. Það hefur hins vegar orðið mikil framþróun í vísindarannsóknum á heim­skauta­jöklunum og er athyglisvert að rifja upp hvernig skilningi á þætti jökla í hækkun heimshafanna hefur fleygt fram síðustu 10–15 árin.

• Hækkun sjávarborðs heimshafanna á 20. öld var í heild um 20 cm eða um 2 mm á ári.
• Samkvæmt skýrslu IPCC frá 1995 sýndu afkomumælingar og mælingar á yfirborðshæð að Grænlandsjökull og Suðurskautsjökullinn gætu samtals hafa verið úr jafnvægi sem jafngildir um ±18 cm breytingu á sjávarborði heimshafanna á 20. öld. Þetta þýðir að óvissan um framlag þeirra  var talin ámóta mikil og öll hækkun heimshafanna á sama tímabili! Rétt er að taka fram að talið var ólíklegt á grundvelli ýmissa óbeinna vísbendinga að jöklarnir væru svona fjarri jafnvægi en beinar mælingar á jöklunum sjálfum voru sem sé ekki betri en þetta.
• Í skýrslu IPCC frá 2001 var frá því greint að afkoma Suðurskautsjökulsins gæti samkvæmt mælingum hugsanlega verið jákvæð um +10% af heildarákomunni  á jökulinn, en það samsvarar sjávarborðsbreytingu upp á –0.5 mm á ári (þ.e. lækkun hafsborðsins).
• Hins vegar var einnig nefnt að ef gert væri ráð fyrir að stóru íshellurnar, sem fljóta á hafinu við jökuljaðarinn, væru nærri jafnvægi þá mætti meta framlag jökulsins til hækkunar heimshafanna +1.04 ± 1.06 mm á ári.
• Það er athyglisvert að þessar tvær tölur úr IPCC skýrslunni frá 2001 hafa ekki sama formerki og fyrri talan er utan óvissumarka þeirrar síðari!
• Í IPCC skýrslunni frá 2001 var framlag Grænlands til heimshafanna metið +0.12 ± 0.15 mm á ári, þ.e. það var ekki talið marktækt frábrugðið núlli.

Framlag stóru hveljökla heimskautanna til hafanna var því augljóslega mjög illa þekkt árið 2001.

Nú hafa þyngdarmælingar með nýrri kynslóð gervitungla sem nefnist GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) gerbylt þessari stöðu. Þessar mælingar er unnt að nota til þess að reikna mjög nákvæmlega breytingar á þyngdarsviði jarðar sem stafa af tilfærslu massa og þær hafa verið notaðar til þess að meta jöklabreytingar fyrir bæði stóru jökulhvelin og einnig fyrir smærri jökli eins og hér á landi og á Svalbarða. Segja má að jöklarnir hafi verið viktaðir með þessum mælingum. Meðfylgjandi mynd sýnir niðurstöður GRACE fyrir Norður-Atlandshafssvæðið³. Þar sést skýrt hvernig rýrnun Grænlandsjökuls er mest á suðaustanverðum jöklinum og einnig meðfram norðan­verðri vesturströndinni. Einnig sést móta fyrir rýrnun jökla á Íslandi og á Svalbarða ef rýnt er í myndina. Niðurstöður þessara mælinga fyrir einstök svæði koma fram í meðfylgjandi töflu sem sýnir í flestum tilvikum breytingar á árabilinu 2003 til 2007.

Hæðarbreytingar geóíðu yfir Grænlandi frá febrúar 2003 til janúar 2008 (3). Myndin vinstra megin (a) sýnir mælingar GRACE gervitunglsins en sú hægra megin (b) sýnir reiknaða geóíðu út frá breytingum á ísþykkt sem leiddar eru út á grundvelli þyngdarmælinganna. Mesta breyting geóíðunnar er um 12,5 cm lækkun á ári nærri Helheim jökli á Suðaustur-Grænlandi.

Það er athyglisvert að jöklar utan heimskautasvæða leggja ámóta mikið til heimshafanna og stóru heimskautajöklarnir tveir samanlagt þrátt fyrir að flatarmál og heildarrúmmál íss í stóru jöklunum sé miklu meira. Þannig var framlag jökla á Íslandi og á Svalbarða samanlagt heldur meira en 10% af framlagi Grænlandsjökuls á árabilinu 2003 til 2007 þrátt fyrir að Grænlandsjökull sé meira en 30 sinnum stærri að flatarmáli og hafi að geyma 250 sinnum meiri ís.

Nýjustu niðurstöður þyngdarmælinganna fyrir Grænland benda til þess rýrnun jökulsins hafi enn hert á sér síðustu árin og að jökullinn hafi lagt um 0,75 mm á ári til heimshafanna síðan 2006⁵. Það er aukning um u.þ.b. 50% frá því sem taflan sýnir fyrir árin 2003 til 2007.

Ekki fer á milli mála þegar bornar eru saman tölurnar í listanum hér að framan og tölurnar í töflunni hversu miklar framfarir hafa orðið í mælingum á ástandi heimskautajöklanna. Óvissa um afkomu Suðurskautsjökulsins og Grænlandsjökuls, sem áður var jafn mikil og mæld árleg heildarhækkun heims­hafanna, hefur minnkað niður í um tíundapart af hafsborðshækkuninni, þ.e. óvissan hefur minnkað tífalt á einungis 10–15 árum. Þessar niðurstöður GRACE eru svo nýjar af nálinni að ekki náðist að taka að fullu tillit til þeirra í síðustu IPCC skýrslu sem út kom árið 2007. Þar er gert ráð fyrir sjávarborðshækkun verði á bilinu 20–60 cm til loka 21. aldar. Í nýlegri skýrslu hollenskra stjórnvalda (http://www.deltacommissie.com/doc/deltareport_full.pdf) er hins vegar reynt að taka fullt tillit til nýjustu þekkingar á líklegum breytingum á heimskautajöklunum og komist að þeirri niðurstöðu að líklegasta hækkun heimshafanna til loka aldarinnar sé á bilinu 55–110 cm, þ.e. u.þ.b. helmingi meiri en niðurstaða IPCC frá því fyrir aðeins tveimur árum (þess ber að geta að IPCC tilgreindi að bilið 20–60 cm taki ekki tilliti til áhrifa vaxandi skriðhraða jöklanna en þess er oft ekki getið þegar tölur IPCC eru notaðar). Samkvæmt þessum nýjustu niðurstöðum er gert ráð fyrir því að jöklar muni orsaka meira en helming af hækkun heimshafanna á þessari öld. Árið 2200 gerir hollenska skýrslan ráð fyrir að heimshöfin hafi hækkað um 150 til 350 cm.

Þessar nýju tölur um sjávarborðshækkun af völdum jökla eru mun hærri en áður var gert ráð fyrir sem líklegustu hækkun sjávarborðs af þeirra völdum, t.d. af IPCC. Hins vegar eru þær lægri en miklu hærri tölur sem einnig voru stundum nefndar sem hugsanlegur möguleiki ef allt færi á versta veg. Nýjustu rannsóknir á Grænlandsjökli benda til þess að fyrri hugmyndir um mjög hraða rýrnun jökulsins og annarra jökla, sem svara til um eða yfir 2 m hækkunar sjávarborðs á þessari öld, eigi ekki við rök að styðjast⁴. Þannig benda nýjustu rannsóknir til þess að rýrnun jökla sé mun hraðari en áður var gert ráð fyrir en jafnframt að ólíklegt sé að þeir hopi í nánustu framtíð jafn hratt og allra svartsýnustu spár gerðu ráð fyrir að væri mögulegt.

Niðurstöður GRACE fyrir Ísland og Svalbarða eru í góðu samræmi við fyrirliggjandi afkomu­mælingar og mældar breytingar á yfirborði jökla á þessum svæðum. Það gefur til kynna að mælingarnar séu einnig áreiðanlegar fyrir heimskautajöklana þar sem slíkar samanburðarmælingar eru ekki jafn nákvæmar. Niðurstöður GRACE sýna hversu mikilvægt er að nýta nýjustu tækni til þess að fylgjast með og draga úr óvissu um þá þróun sem nú á sér stað í tengslum við hlýnun jarðar. Saga rannsókna á stóru heimskautajöklunum síðustu 10–15 árin sýnir bæði hversu miklar framfarir geta orðið þegar háþróuð tækni er notuð til mælinga en einnig hversu miklar gloppur eru í þekkingu okkar á mörgum sviðum. Það er sjálfsagt að reyna eins og unnt er að sjá mikilvægustu breytingar fyrir með rannsóknum en einnig er mikilvægt að vera undir það búin að í framtíðinni geti komið fram óvænt áhrif sem ekki hefur verið spáð fyrir um.

Heimildir:

¹Velicogna, I., og J. Wahr. 2006. Measurements of Time-Variable Gravity Show Mass Loss in Antarctica. Science, 311, 5768, 1754–1756. DOI: 10.1126/science.1123785.

²Meier, F. M., M. B. Dyurgerov, U. K. Rick, S. O’Neel, W. T. Pfeffer, R. S. Anderson, S. P. Anderson and A. F. Glazovsky. 2007. Glaciers Dominate Eustatic Sea-Level Rise in the 21st Century. Science, 317, 1064–1067, doi: 10.1126/science.1143906.

³Wouters, B., D., Chambers og E. J. O. Schrama. 2008. GRACE observes small-scale mass loss in Greenland. Geophys. Res. Lett., 35, L20501, doi:10.1029/2008GL034816.

⁴Pfeffer, W. T., J. T. Harper og S. O’Neel. 2008. Kinematic Constraints on Glacier Contributions to 21st-Century Sea-Level Rise. Science. Science, 321(5894), 1340–1343, doi: 10.1126/science.1159099.

⁵van den Broeke, M., J. Bamber, J. Ettema, E. Rignot, E. Schrama, W. J. van de Berg, E. van Meijgaard, I. Velicogna og B. Wouters. 2009. Partitioning Recent Greenland Mass Loss. Science, 326(5955), 984–986, doi: 10.1126/science.1178176.

Athugasemdir

ummæli