Berggrunden kan berätta hur Antarktis förändrats
Under årets Antarktisexpedition DML 2021/22 som organiseras av Polarforskningssekretariatet deltar två forskningsprojekt. Ett av dessa söker svar på hur Antarktis kommer utvecklas i ett framtida varmare klimat. En del av svaret sitter i berggrund och flyttblock som inlandsisen fört med sig.
– Den största osäkerheten i IPCC:s prognos av havsnivåförändringar är hur mycket smältande inlandsisar bidrar, och speciellt inlandsisar på Antarktis. Att få bättre kontroll på detta är viktigt för samhället i stort, och speciellt för kustnära samhällen, säger Arjen Stroeven, professor i naturgeografi vid Stockholms universitet som är forskningsledare för projektet MAGIC-DML.
MAGIC-DML står för Mapping, Measuring and Modelling Antarctic Geomorphology and Ice Change in Dronning Maud Land. Det är ett internationellt samarbete med forskare från Sverige, Norge, Storbritannien, Tyskland och USA. Det gemensamma intresset är att studera variationer i de antarktiska inlandsisarnas tjocklek och dynamik.
– Vi söker svar på frågan hur fort, och när, som inlandsisens yta har förändrats i geologisk tid. Vi testar hypotesen att isen växer till på platån och smälter bort längs kanten där den flyttar ut i havet under globala värmetider (interglacialer) och att den krymper på platån men växer till längs kanten under globala kalltider (glacialer). Detta kan vi simulera genom datormodeller, men dessa modeller måste kalibreras mot kunskap från fältstudier. En sådan ”kalibrerad” datormodell ger de bästa förutsättningarna för att kunna prognostisera hur Antarktis kommer att utveckla i en varmare framtida klimat, säger Arjen Stroeven.
Den största osäkerheten i IPCC:s prognos av havsnivåförändringar är hur mycket smältande inlandsisar bidrar, och speciellt inlandsisar på Antarktis. – Arjen Stroeven
En fortsättning på tidigare forskning
Årets expedition knyter an till två tidigare expeditioner inom MAGIC-DML som gjordes säsongerna 2016/17 och 2017/18. Förutom Arjen Stroeven deltar även Jane Lund Andersen, postdoc vid Aarhus universitet i Danmark och Martim Mas e Braga, doktorand vid Stockholms universitet. Nu ska forskarna ta kompletterande prover i områden som inte besöktes tidigare, men som var påtänkta under MAGIC-DML 2016/17 och 2017/18.
– Vi kommer ta prover av flyttblock och berggrund. Genom att åldersbestämma dessa prover vet vi när isen senast var så tjock att den täckte berghällen, alternativt när den lämnade flyttblocket efter sig, säger Arjen Stroeven.
De områden som ska besökas i Antarktis är Vestfjella, Kirwanveggen, Mannefallknausane och Heimefrontfjella. De tre forskarna kommer färdas upp till 30 mil från forskningsstationen Wasa med hjälp av skoter. Matlagning och övernattning sker i arkar. Det är första gången som Arjen Stroeven och hans två kollegor bor i dessa.
– Arkarna gör övernattningarna säkrare och bekvämare. Vi har värme och kan laga mat och ladda elektroniken inomhus. Det går också snabbare att få lägret i ordning och att plocka ner det, säger Arjen Stroeven.
En lång arkexpedition
Forskarna kommer att befinna sig cirka två månader på isen i omgångar. Under fältarbetet kommer även tre personer från Polarforskningssekretariatet att delta, bland dessa en läkare.
– Den längsta turen varar cirka 15 dagar och tar oss till Mannefallknausane och Heimefrontfjella med besök på stationen Svea. Vi har dessutom planerat för elva dagar i Kirwanveggen och sex dagar i Vestfjella, säger Arjen Stroeven.
Under den fältkurs som Polarforskningssekretariatet höll vid Abisko naturvetenskapliga station i oktober fick expeditionsdeltagarna både teoretisk kunskap och praktisk träning inför sin Antarktisvistelse.
– Som grupp måste vi vara väldigt fokuserade. Alla har sina roller. Det är en krävande miljö med kyla trots att det är högsommar då. Det finns farligheter förknippade med sprickor som uppstår genom isens rörelse och stenras. Gruppdynamiken och tillit till varandra blir väldigt viktiga komponenter för ett säkert genomförande, avslutar Arjen Stroeven.
Om MAGIC-DML
Forskningsledare
Arjen Stroeven, professor i naturgeografi vid Stockholms universitet
Forskare
- Jane Lund Andersen, postdoc, Aarhus universitet, Danmark
- Martim Mas e Braga, doktorand, Stockholms universitet
Finansiärer
- Stockholms universitet
- Norwegian Polar Institute/NARE
- National Science Foundation
- Vetenskapsrådet
- German Research Foundation
- German Aerospace Centre
Fakta
Det Antarktiska landskapet under isen
Nästan hela Antarktis är täckt av is. Under isen finns ett landskap med kullar, dalar, berg och slätter som liknar det landskap som finns på andra kontinenter. När istäcket krymper exponeras gradvis landskapet under isen och det första som kommer upp ur isen är topparna på de allra högsta bergen, så kallade nunataker.
Nunatakerna ger information som kan hjälpa till att visa hur tjock inlandsisen var under den senaste istidens maximum för 21 000 år sedan och hur mycket den har krympt i volym fram tills idag.
Bergen i Dronning Maud Land i Antarktis är till stor del täckt av den östantarktiska inlandsisen och är ett av de minst undersökta områdena – trots att man kunnat fastslå en minskning av inlandsisen.
Åldersbestämning av berggund och flyttblock
Jorden utsätts hela tiden för kosmisk strålning, det vill säga extremt energirika partiklar från rymden. Isen fungerar som en sköld mot den kosmiska strålningen, men när istäcket krymper och nunatakerna exponeras förändras den kemiska sammansättningen hos mineraler i berget och särskilda ämnen, kosmogena isotoper, bildas i bland annat kvarts.
Genom att mäta koncentrationen av kosmogena isotoper i flyttblock går det att ta reda på hur länge nunataken varit isfri och utsatts för kosmisk strålning. Därigenom går det att se hur mycket, och i vilken takt, den Antarktiska inlandsisen har krympt.
Proverna från årets fältsäsong kommer tillsammans med satellitbilder och topografiska modeller att användas för att testa och förbättra numeriska inlandsismodeller över Antarktis. Modellerna visar bland annat hur den östantarktiska inlandsisen och havsnivån påverkas av klimatförändringar, både historiskt och i framtiden.