Gamle luftfotos giver forskere nyt redskab til at forudsige havstigninger

Den 28. november, 1966 flyver et amerikansk propelfly over den antarktiske halvø omtrent stik syd for Chiles sydligste spids.

Ombord er en fotograf, sandsynligvis fra det amerikanske søværn, for at kortlægge det antarktiske landskab. Men fotografen dokumenterer også en helt særlig begivenhed, som viser sig at være undervejs. Han skyder nemlig også et luftfoto af ishylden Wordie, som 30 år senere er næsten borte efter at have gennemgået et totalt kollaps. Konsekvensen af kollapset var, at "proppen", der tilbageholdt store mængder gletsjer-is, røg af og siden da har indlandsisen flydt frit ud i havet.

Heldigvis er Wordie en relativt lille ishylde – lidt mindre end Fyn - og havstigningen, som den har medført kan måles i millimeter. Men i Antarktis findes der langt større ishylder, der ligesom Wordie kan kollapse på grund af klimaforandringer. De to største ishylder Ronne og Ross alene menes tilsammen at holde på is nok til havvandsstigninger på op til fem meter.

Tænker man her, at Antarktis er langt væk, så er det vigtigt at forstå, at den is, der smelter på den sydlige halvkugle især giver havstigninger i steder som Danmark på den nordlige halvkugle på grund af tyngdekraften. Nu giver et forskningsstudie nye indsigter, som kan hjælpe os med at identificere tegn på begyndende kollaps af disse ishylder, og tegn på hvor fremskredent et kollaps er.

Fotografiet af Wordie fra 28. november 1966 er nemlig - som det første i en lang serie af fotografier, der uafbrudt dokumenterer Wordie-ishyldens sammenbrud op igennem 1960'erne - blevet et værdifuldt første datapunkt i en undersøgelse af ishyldens kollaps, som forskerne ved Københavns Universitet for nyligt har afsluttet.

I deres forskningsartikel, som nu er udkommet i Nature Communications, fremlægger forskerne et unikt datasæt baseret på det store arkiv af gamle luftfotos kombineret med moderne satellit-observationer, der for første gang viser en ishyldes kollaps som en kontinuerlig udvikling i en lang tidsserie. En enestående indsigt, som kan bruges til at forbedre forskernes forståelse af de vigtige ishylder og mekanismerne bag deres kollaps.

"Vi har både identificeret en række tegn på begyndende ishylde-kollaps, som vi forventer vil kunne genkendes i andre ishylder, men måske endnu vigtigere har datasættet givet os en masse pejlemærker, der kan afsløre, hvor fremskredent et kollaps er i dets udvikling. Det er et helt nyt værktøj, som vi kan bruge til at lave reality-tjek på ishylder, der er risiko for at kollapse eller allerede i gang med det," forklarer Postdoc Mads Dømgaard fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, der er førsteforfatter til forskningen.

Den viden vil, ifølge forskerne, forbedre computermodeller for havvandsstigninger, og medføre mere præcise forudsigelser om, hvornår vandet kommer, så investeringer i klimatilpasning kan prioriteres bedst muligt, understreger de.

Varmere havvand og afsmeltning under isen var mest afgørende

De hundredvis af historiske flyfotos er analyseret ved brug af en teknik, der kaldes structure from motion-fotogrammetri. Metoden har gjort det muligt for forskerne at lave præcise rekonstruktioner af isens tykkelse samt dens udbredelse, overfladestruktur og flydehastighed helt tilbage til 1960'erne.

På den måde har forskerne analyseret Wordie's kollaps og dermed blevet klogere på de faktorer, som spillede ind. Blandt andet har opfattelsen tidligere været, at en varmere atmosfære var den væsentligste faktor, der førte til kollapset, ligesom dannelse af smeltevandssøer på isens overflade mentes at have spillet en rolle. Begge antagelser har det nye studie kunnet afvise.

I stedet fremhæver forskerne smeltning under isen, hvor havet og isen mødes som afgørende.

"Vores resultater viser, at den primære drivkraft til Wordie's kollaps er stigninger i havtemperatur, der har drevet en afsmeltning under den flydende ishylde, " siger Mads Dømgaard.

Et kollaps er mere sejlivet end vi troede - på godt og ondt

Studiets resultater har desuden allerede ændret grundlaget for forskernes viden om ishylders kollaps. Ifølge medforfatter til forskningen, Anders Anker Bjørk, flytter den nye data på både godt og ondt ved forståelsen af hvordan - og med hvilken hastighed – disse kollapser finder sted.

"Den forsigtige konklusion af vores resultater er, at det kan gå langsommere, når ishylder kollapser, end vi troede. Det betyder, at risikoen for en meget hurtig udvikling med voldsomme havvandstigninger fra antarktisk afsmeltning er en smule lavere med viden fra studier som dette," siger Anders Anker Bjørk, der er adjunkt ved Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning.

Men der er også en bagside af dette, understreger forskeren:

"Det var i forvejen en supertanker, der skulle vendes, for at bremse udviklingen med afsmeltning af den Antarktiske is, men vores data viser en kollapsproces, der er endnu mere langtrukken, end man har troet. Og denne mere sejlivede proces vil gøre det endnu sværere at vende udviklingen, når først den er begyndt. Det sender et lysende klart signal om at prioritere et stop for udledningen af drivhusgasser nu og her fremfor en gang i fremtiden," siger Anders Anker Bjørk.

Fakta: ishylder og havstigninger

Is-hylder, som Wordie, fungerer som en slags bremseklods for gletsjere, der strømmer ud fra indlandsisen mod havet. Når en is-hylde forsvinder, mister gletsjerne denne støtte - og kan begynde at flyde og smelte hurtigere.

Da ishyldernes ismasse ligger i havet allerede helt eller delvist, er deres direkte bidrag til havstigninger begrænset. Til gengæld ligger gletsjer-isen, som de tilbageholder, på landjorden og derfor påvirker hver kubikmeter vandstanden i verdenshavene.

Selvom Antarktis er langt væk er det faktisk steder som Danmark, som bliver ramt hårdt af de havstigninger, som skyldes ishylde-kollaps. Det skyldes tyngdekraften. Inden Antarktis smelter er dens masse nemlig med til at trække havets vand mod syd. Efter isen er endt i havet har tyngdefeltet ændret sig, og derfor stiger verdenshavene mod nord forholdsmæssigt mere.  

Fakta: Sådan blev støvede gamle fotos til vigtige data

I studiet har forskerne brugt billeder fra mange forskellige overflyvninger af Wordie optaget mellem 1966-69.

I analysen af de historiske flyfotos har forskerne benyttet metoden structure from motion-fotogrammetri. Her kan man ud fra overlappende fotografier beregne præcise tredimensionelle modeller af landskaber eller objekter.

Ved at analysere forskelle i perspektiv mellem billederne kan man måle højder og afstande med stor nøjagtighed. Dette gør det muligt at følge, hvordan isens overflade, tykkelse samt flydehastighed har ændret sig over tid.

Bag forskningen:

Følgende forskere har medvirket til forskningsartiklen:

Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, Københavns Universitet:
Mads Dømgaard
Jonas K. Andersen
Anders A. Bjørk

Université Grenoble Alpes, France
Romain Millan
Eric Rignot (Desuden tilknyttet: University of California og California Institute of Technology, USA)

University of California, Irvine, Department of Earth System Science, USA
Bernd Scheuchl

Delft University of Technology, Department of Geoscience and Remote Sensing, The Netherlands
Maaike Izeboud

Université de Toulouse, France
Maud Bernat