AntarcticGlaciers.org

Hvad er en ishylde? | Sammenbrud af ishylder | Mekanismer for sammenbrud af ishylder | Ishyldeforstærkning | Referencer | Kommentarer

Hvad er en ishylde?

Larsen Ice Shelf i 2004

Ice shelves er flydende tunger af is, som strækker sig ud fra grundfæstede gletsjere på land. Sneen falder på gletsjerne, som flyder nedstrøms under tyngdekraften. Ishylder er almindelige omkring Antarktis, og de største er Ronne-Filchner-, Ross- og McMurdo-ishylderne.

Ishylder omgiver 75 % af Antarktis’ kystlinje og dækker et areal på over 1,561 mio. kvadratkilometer (en størrelse svarende til Grønlands indlandsis). Ishylder får masse fra is, der strømmer ind i dem fra gletsjere på land, fra sneophobning og fra frysning af havis (havvand) på deres undersider. De mister masse ved kælvning af isbjerge og ved grundsmeltning ved deres yderkanter samt ved sublimering og vinddrift på deres overflader. Ishylder er vigtige, fordi de spiller en rolle for stabiliteten af den antarktiske indlandsis og indlandsisens massebalance og er vigtige for havets stratificering og dannelsen af bundvand, hvilket er med til at drive den termohaline cirkulation i verden. Afsmeltning under ishylderne er en af de vigtigste måder, hvorpå den antarktiske indlandsis mister masse.

På satellitbilledet af Prins Gustav-indlandsisen nedenfor kan man se, at ishylderne har et meget fladt udseende. Faktisk kan man normalt se, hvor isen begynder at flyde, ved et skarpt brud i hældningen ved grundstødningslinjen. Ishylderne består derfor af is, der stammer fra snefald på land, men også af havis fra havet, der kommer nedefra. Ishylder adskiller sig derfor fra havis, som udelukkende dannes af frysning af havvand. Du kan se et eksempel fra den nordlige antarktiske halvø nedenfor. Prins Gustav-ishylden lå mellem Trinity-halvøen og James Ross Island. Den kollapsede i 1995. Du kan se glaciologiske strukturer på ishylden, som viser, at den flyder ud fra dens biflodgletsjere. Man kan også se rigelige smeltedamme på ishylden.

Skematisk tegning af en gletsjer, der flyder ind i en ishylde, og som viser grundstødningslinjen og kælvning ved isklippen i kanten af ishylden. Glaciologiske strukturer i Prins Gustav Ishylden. Landsat 4 TM-billede fra 1988. Supraglaciale smeltevandssøer på McMurdo-ishylden. Kilde: Neil Glasser. Søer med smeltevand på McMurdo-ishylden

Ishylder omkring Antarktis er op til 50.000 km2 store og kan være op til 2000 m tykke. Deres forreste ende er ofte op til 100 m høj. Ishylderne kalver med mellemrum store isbjerge, hvilket er en normal del af deres ablation. Omkring Antarktis dannes der ishylder, hvor den årlige middeltemperatur er under -9 °C, og ishylderne brydes op efterhånden som temperaturen stiger. Kystlinjens geometri er ofte vigtig for at afgøre, hvor der vil opstå isskeletter. Larsen-ishylden er f.eks. dannet i en lavning.

Icehylde-kollaps

Flere af ishylderne omkring Antarktis er for nylig kollapset dramatisk, i stedet for at trække sig langsomt og støt tilbage. Larsen A kollapsede i 1995, og Larsen B-ishylden kollapsede som bekendt i 2002. Den er skrumpet fra 12.000 km2 i 1963 til 2400 km2 i 2010. I februar 2002 gik 3250 km2 tabt som følge af kalvning og fragmentering af isbjerge. På figuren nedenfor kan man se det blå, plettede udseende af ishylden på billedet fra 2002, som skyldes eksponering af dybere blå gletsjeris.

Landsat-billeder, der viser sammenbruddet af Larsen-ishylden. Bemærk det blå plettede udseende i 2002, som skyldes eksponering af dybt blå is.

Flere ishylder er nu kollapset omkring den antarktiske halvø (tabel 1). Deres sammenbrud har gjort det muligt at udtage kerner fra sedimenterne under isskelettet for at undersøge, om disse sammenbrud er en del af normal adfærd på isskelettet. Det ser ud til, at de nordligere ishylder, som f.eks. Prins Gustav Ishylden, faktisk tidligere er kollapset, hvilket resulterede i, at åbne marine organismer levede i Prins Gustav Kanalen i en kort periode for 5000 år siden. Den mere sydlige Larsen B-ishylde synes imidlertid at have været fast inventar i hele Holocæn. Det tyder på, at visse tærskler er blevet overskredet, og at miljøforandringer på hele den antarktiske halvø nu overgår alle tidligere forekommende ændringer.

I videoen nedenfor kan du se en animation af Larsen Ishylden kollapset fra Modis-billeder:

Tabel 1. Datoer for indlandsisens kollaps

Mekanismer for indlandsisens kollaps

Der er flere grunde til, at ishylder går i opløsning hurtigt i stedet for langsomt og støt at skrumpe. Ishylder kollapser som reaktion på langsigtede miljøændringer, som forårsager løbende udtynding og skrumpning. Når visse tærskelværdier er overskredet, indledes en katastrofal nedbrydning af ishylder gennem kalvning af isbjerge. Før ishylderne kollapser, gennemgår de først en periode med langvarig udtynding og afsmeltning af bunden, hvilket gør dem sårbare. Smeltevand, der danner damme på overfladen, og tidevandsbøjning og pladebøjning bidrager derefter alle til hurtige kælvningsbegivenheder og ishyldens opløsning.

Langvarig udtynding og basalafsmeltning

Tykkelsesændringer på den antarktiske ishylde. Bemærk den hurtige udtynding af Pine Island Glacier-ishylden i Vestantarktis. Fra Pritchard et al., 2012, Nature. Genudtrykt med tilladelse fra Macmillan Publishers Ltd: Nature
(Pritchard et al. 2012), copyright (2012).

Langvarig udtynding fra overflade- og basalafsmeltning forudsætter, at ishylden kollapser. Negative massebalancer på biflodsgletsjere kan føre til udtynding af gletsjerne og ishylderne. Den største udtynding finder sted der, hvor relativt varme havstrømme kan få adgang til bunden af ishylderne gennem dybe lavninger. Ishyldernes struktur synes at være vigtig, idet suturer mellem biflodsgletsjere resulterer i svagere områder med tyndere is, som er modtagelige for rifting.

En nylig analyse af ishylder i hele Antarktis har vist, at basalafsmeltningen er omkring 1325 ± 235 gigaton om året, med en yderligere kælvningsstrøm på 1089 ± 139 gigaton om året. Afsmeltning af ishylder er derfor en af de største ablationsprocesser i Antarktis. Denne massive basalafsmeltning sker imidlertid ikke jævnt fordelt på alle ishylder; de massive Ronne-, Filchner- og Ross-ishylder dækker to tredjedele af det samlede ishyldeareal, men tegner sig kun for 15 % af nettoafsmeltningen. De højeste afsmeltningsrater forekommer i stedet omkring den antarktiske halvø og Vestantarktis, fra den nordlige ende af George VI-ishylden til den vestlige ende af Getz-ishylden. Disse ishylder bliver også hurtigt tyndet ud hurtigt. På langsomt bevægelige ishylder (f.eks. George VI, Abbot og Wilkins) er næsten al den oprindelige landis smeltet væk inden for få kilometer fra grundstødningslinjen. Halvdelen af det smeltevand, der produceres, kommer således fra blot ti små ishylder med varme hulrum omkring Antarktis’ sydøstlige Stillehavsrand, og disse ti ishylder fylder kun 8 % af det samlede ishyldeareal. Alt dette kolde vand, der frigives i havet, har en betydelig indvirkning på dannelsen af havis, hvilket resulterer i højere koncentration af havisen omkring Antarktis.

Smeltning af ishylderne omkring Pine Island Glacier i Vestantarktis er bekymrende, fordi den vestantarktiske indlandsis er grundfæstet under havniveau. Et sammenbrud af denne ishylde kan føre til ustabilitet i marine iskapper og hurtig global stigning i havniveauet.

Landsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA) viser placeringen af de vigtigste ishylder.

Overfladesmeltning og opstuvning

Stigning i atmosfærens temperaturer fører til overfladesmeltning og opstuvning på isoverfladen. Der er en tendens til katastrofale sammenstyrtninger af isskeletter efter en relativt varm sommersæson med øget overfladesmeltning. På grundlag af sæsonbestemte brud på ishylder og den geografiske fordeling af ishyldebrud nær den sydligt fremadskridende isoterm på -9 °C ser det ud til, at overfladefugtning er nødvendig for ishyldebrud. Dette smeltevand smelter nedad i ishylden, hvilket forårsager brud og fører til hurtig kælvning af isbjerge. Øget overfladesmeltvand fører også til mætning af sneen, hvilket fylder sprækker med vand og øger det hydrostatiske tryk. Saltvandsinfiltrering kan også forårsage overdybning af revner.

Pladsbøjning og tidevandsbøjning

Men smeltevandsopstuvning alene forklarer ikke den hurtige fragmentering af ishylden. Vi er nødt til at påberåbe os en tredje proces. Bøjning ved ishyldens frontrand som følge af tidevandets bøjning kan medføre, at der dannes små revner parallelt med isfronten. Når de er underlagt ovennævnte betingelser (udtynding med rigeligt overfladevand), kan en tærskelværdi overskrides, hvilket medfører hurtig opløsning af ishylden.

Når isbjerge dannes gennem ovennævnte mekanismer, dannes der lange, tynde isbjerge ved isfronten. Disse isbjerge vil kæntre, da de er tyndere end de er dybe. Isbjergets kæntring frigør gravitationspotentiel energi og øger trækspændingen på ishylden. Dette kan føre til en kaskade af fragmentering, kæntring og isbjergbrud.

Ice shelf buttressing

Gletcher-ishyldeinteraktioner: I et stabilt system mellem gletsjer og ishylde opvejes gletsjerens nedadgående bevægelse af vandets opdriftskraft på forsiden af hylden. Varmere temperaturer destabiliserer dette system ved at smøre gletsjerens bund og skabe smeltebassiner, der til sidst skærer sig gennem hylden. Når ishylden trækker sig tilbage til grundstødningslinjen, bliver den opdriftskraft, der tidligere opvejede gletsjerens strømning, ubetydelig, og gletsjeren tager fart på sin vej mod havet. Originalbillede af Ted Scambos og Michon Scott, National Snow and Ice Data Center.

Indfald af ishylder bidrager ikke direkte til den globale stigning i havniveauet. Det skyldes, at de er flydende, og at deres smeltning derfor ikke resulterer i en stigning i havniveauet. For at kontrollere dette kan du lægge et par isterninger i et glas og kontrollere vandstanden. Stiger vandet, når “isbjergene” smelter?

Indishylder spiller imidlertid en meget vigtig rolle ved at “afstive” deres biflodgletsjere. De gletsjere, der løber ind i ishylderne, bliver holdt tilbage af den ishylde, der ligger foran dem. Selv små ishylder spiller en vigtig rolle i reguleringen af strømmen fra de isstrømme, der løber ind i dem. Dette er blevet observeret i flere tilfælde, især efter sammenbruddet af Larsen- og Prins Gustav-isskeletterne. På Landsat-billedet af Prins Gustav Ishylden ovenfor kan man se den hurtige tilbagetrækning af gletsjeren fra 1988 til 2009.

Da gletsjerne tynder ud, accelererer og trækker sig tilbage som følge af ishyldernes sammenbrud, transporteres mere is direkte ud i havene, hvilket bidrager direkte til stigningen i havniveauet. Havniveaustigningen som følge af sammenbrud af ishylder er endnu begrænset, men store ishylder omkring nogle af de store antarktiske gletsjere kan være i fare, og deres sammenbrud vil resultere i et betydeligt bidrag til havniveaustigningen. Se Instabilitet i marine iskapper for at få flere oplysninger.

Videre læsning

• Instabilitet af marine iskapper
• George VI Ishylde
• Icehylder: den skjulte villan
• Stigning af havniveauet
• Gletchertilbagegang i Patagonien
• Gletchertilbagegang på den antarktiske halvø
• Gletchere og klima ændring
• Antarktis bidrag til den globale stigning i havniveauet
• Den voksende revne på Larsen C Ishylden

Gå til toppen eller gå til Instabilitet i marine iskapper.

Gå til toppen eller hop til Marine Ice Sheet Instability.