Breene oppfører seg annerledes på Svalbard

Mange breer på Svalbard oppfører seg svært forskjellig fra andre breer i verden. De ekspanderer voldsomt i noen år, trekker seg kjapt tilbake – for så å stå stille i femti til hundre år – før de eser ut igjen.

FEMTI METER HØY: De fleste breene i  verden er klassiske kalvebreer, slik som Lilliehöökbreen helt nord på Svalbard. Fronten på denne breen er to kilometer bred og nesten femti meter høy. Hver gang den kalver, høres enorme drønn over hele fjorden. Nå har forskere undersøkt en type breer som oppfører seg på en helt annen måte. Foto: Yngve Vogt

FEMTI METER HØY: De fleste breene i  verden er klassiske kalvebreer, slik som Lilliehöökbreen helt nord på Svalbard. Fronten på denne breen er to kilometer bred og nesten femti meter høy. Hver gang den kalver, høres enorme drønn over hele fjorden. Nå har forskere undersøkt en type breer som oppfører seg på en helt annen måte. Foto: Yngve Vogt

En av de mange farene med den globale oppvarmingen er at isbreene smelter. For å kunne vite hvordan smeltingen påvirker havnivået i fremtiden, er det viktig å vite hvordan isbreene oppfører seg.

For fem år siden slo professor Jon Ove Hagen på Institutt for geofag ved UiO fast i Apollon at nedsmeltingen av de mindre breene i Arktis betød like mye for økningen av havnivået som bresmeltingen på Grønland. Den arktiske nedsmeltingen er formidabel. I løpet av tre sommermåneder mistet Svalbard-breene ene og alene fire og en halv millioner tonn smeltevann i timen.

Nå har det nordiske senteret for fremragende forskning som Jon Ove Hagen leder, Stabilitet og variasjoner av arktisk landis, studert en helt spesiell type breer på Svalbard, som oppfører seg helt annerledes enn de fleste andre breene i verden.

Disse breene kan stå nærmest stille i 50 til 100 år, før de i løpet av noen år eser ut i et voldsomt tempo. Så trekker de seg tilbake igjen og tar en hvilepause på nye femti til hundre år – før de plutselig eser ut igjen.

– En bedre forståelse av dynamikken til disse breene vil øke kunnskapen om hvordan utløperne fra de store breene på Grønland og i Antarktis oppfører seg. Da kan vi bedre forutsi hvor mye havnivået vil stige når disse breene smelter, sier Jon Ove Hagen.

Besynderlig fenomen

De spesielle breene kalles surgingbreer, etter det engelske ordet surge, som på norsk best kan oversettes med bølge eller brottsjø. Apollon har for anledningen døpt om disse breene til pulserende breer.

De pulserende breene oppfører seg så ulikt de fleste andre breene i verden at forskere allerede i mange år har prøvd å forklare dette besynderlige fenomenet.

Minst én av fem isbreer på Svalbard pulserer. I resten av verden er antallet én av hundre. Det betyr at pulserende breer er tjue ganger mer vanlig på Svalbard enn ellers i verden.

Noen glasiologer hevder at så mange som ni av ti Svalbard-breer pulserer. Et breatlas fra 1993 anslår hundre pulserende breer fra 1860 til 1992, men mange av disse observasjonene er upresise.

Bare noen få breer pulserer samtidig. I noen sesonger kan alle være rolige.

LEVENDE BREER: – Svalbard er det beset stedet i verden for å undersøke slike pulsrende breer, foreteller Heidi Sevestre.  Foto: Yngve Vogt

Det finnes ingen pulserende breer i fastlands-Norge. Heller ikke i Alpene. Derimot finnes det noen breer i Alaska og på Island som våkner opp og beveger seg på den samme måten. En del av breene på Grønland og i Antarktis er også pulserende.

– Svalbard er derfor det beste stedet i verden å studere det merkverdige fenomenet. Dette er levende breer med egen oppførsel, forteller den franske forskeren Heidi Sevestre.

Hun har i doktoravhandlingen sin ved Universitetet i Oslo og Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) prøvd å forklare hvorfor breene oppfører seg så rart.

Seig masse

Alle breene er som en seig masse. Takket være den enorme tyngden i isen, flyter ismassene sakte ned mot havet. De fleste store breene beveger seg noen meter på en vanlig sommerdag.

Den klassiske isbreen er den som kalver. Brefronten ligger uti vannet. Isblokkene løsner og faller ut i fjorden. Disse breene trekker seg nå fortere og fortere tilbake og mister stadig mer is, slik som Kongsbreen innerst i Kongsfjorden ved Ny-Ålesund. De siste 30 årene har den trukket seg fem kilometer tilbake, det vil si 166 meter i året.

Et eksempel på en pulserende bre er Nathorstbreen i Van Keulenfjorden, 90 kilometer sør for Longyearbyen. Den består egentlig av mange brearmer som samler seg i en større bre. I løpet av bare tre år, fra 2009 til 2011, bevegde fronten seg 20 kilometer fremover.

– På det raskeste har Nathorstbreen bevegd seg over tjue meter i døgnet, eller ti ganger raskere enn en vanlig isbre. All isen som havner i fjorden, vil etter hvert smelte. Så vil brefronten trekke seg tilbake, forteller Jon Ove Hagen.

Men selv om disse breene, i likhet med alle de andre breene, er påvirket av klimaendringene, er ikke klimaendringene forklaringen på hvorfor de pulserer.

De vanlige breene beveger seg jevnt og trutt takket være det høye trykket fra snømengdene på brekappene.

De pulserende breene klarer ikke å bevege seg raskt nok til å kvitte seg med overskuddet av snø.

Noen av de høyereliggende delene på disse breene er blitt tretti meter høyere før de har begynt å utvide seg. Når de er blitt tunge nok, vil den enorme vekten føre til at breen glir raskere og strekker seg ut. Volumet i breen vil likevel fortsatt være det samme.

Nathorstbreen er 200–400 meter tykk og 5–6 kilometer bred. Her er det snakk om mange millioner tonn is. Forklaringen på hvorfor denne enorme mengden med is kan bevege seg over ti meter om dagen, er at det dannes smeltevann mellom isbreen og underlaget.

Det finnes to typer is. Den ene er kald is der temperaturen alltid er under smeltepunktet. Da er friksjonen mot underlaget så stort at isen beveger seg sakte.

Den andre typen kalles varm eller temperert is. Her er temperaturen nær smeltepunktet. Når det dannes vann under isen, glir breen raskere.

– Når isbreen blir tykkere, øker trykket i isen. Da vil også temperaturen øke noe. På bunnen av tykke breer er isen så varm at den begynner å smelte. Hemmeligheten med slike pulserende breer er derfor mer trykk fra oven. Så lenge smelte- vannet ikke renner vekk, surfer isen på vannet, forteller Sevestre.

Når smeltevannet under isen dreneres vekk, øker friksjonen. Da stopper breen opp.

Livsfarlige sprekker

Det interessante er å studere de pulserende breene når de har satt opp fart-en, men da kan det være svært farlig å gå på breen for å sette ut måleinstrumentene.

PÅ FELT: Jon Ove Hagen har gjennom en årrekke vært på feltarbeid på Svalbard for å undersøke hvordan og hvor mye breene beveger seg. Foto: Privat.

– Det er ikke mulig å gå ut på breer som beveger seg fort. Hele breoverflaten er da et kaos av farlige sprekker. Den eneste perioden du kan studere breene på en skikkelig måte, er når de beveger seg sakte, men da er det ikke like interessant å forske på dem. Når breene har begynt å rykke frem, er det for sent å finne ut av hvordan fremrykningen startet, forteller Jon Ove Hagen.

Isbre-flaks

Med flaks nok fikk forskergruppen plassert ut fem permanente GPS-målere på sørsiden av Europas største isbre, Austfonna på Nordaustlandet, for noen år siden, før de oppdaget at bredelen, med det lite klingende navnet Basseng 3, var av det pulserende slaget. Målerne ble plassert fem til tjue kilometer fra brefronten, men dessverre ikke på de områdene av breen som noen år senere bevegde seg aller raskest.

Breen begynte å bevege seg raskere i 2009. Hastigheten økte trinnvis hver sommer. Selv om hastigheten naturlig nok gikk noe tilbake om vinteren, ble den likevel doblet i forhold til vinteren før. Den trinnvise økningen varte i tre år. I 2012 tok breen helt av. De kjappeste delene av breen bevegde seg tjue meter om dagen. Sprekkene ble opptil ti meter brede.

Vanligvis kalver hele brekappen av Austfonna to og en halv kubikkilometer is i året. Nå er den enorme kalvingen tredoblet, men fenomenet er kortvarig.

– Vi har også sett på Grønland at hastigheten øker på mange utløpere. Vi kan derfor lære av Austfonna på Svalbard noe om hva som skjer med andre store iskapper. Det viktigste spørsmålet er hvor stabile utløperne er i Antarktis. De kan bety mye for havnivået, forteller Hagen.

For å måle bevegelsene og høydeendringene på breen, bruker de både satellittmålinger og GPS-målinger nede på breen. De har tidligere brukt snøscooter til å ta radarmålinger på tykkelsen av isen. Breen er blitt tykkere i de sentrale delene og tynnere langs kanten. Nå er breen blitt så farlig at de må bruke helikopter for å sette ut måleinstrumenter.

I høst dro glasiologene til Tunabreen, som ligger litt sør for den russiske bosettingen Pyramiden. Tunabreen ekspanderte voldsomt for ti år siden, men trekker seg nå tilbake. Her har de montert instrumenter i breen og et kamera på fjellet som i løpet av noen måneder tar bilder i faste intervaller for å måle hastigheten på breen. De skal også studere topografien i fjorden.

Heidi Sevestre har undersøkt femten pulserende breer på Svalbard. Breene utvider seg ikke samtidig. Mens noen utvider seg nå, er andre i tilbaketrekningsfasen. Takket være satellittbilder kan de se hvilke breer som endrer seg.

På 1930-tallet var det en varm periode på Svalbard. Så ble det kaldere – og varmere igjen. Nå reagerer Svalbard-breene sterkt på klimaendringer.

– Selv om prosessen i de pulserende breene strengt tatt ikke har noe med klima å gjøre, kan klimaet påvirke hvor ofte de ekspanderer, poengterer Jon Ove Hagen.

Beregner snømengdene

For å forstå isbrebevegelsene må forskerne også ta hensyn til nedbørsmengdene på breene. Uheldigvis har de lite kjennskap til de lokale nedbørsvariasjonene.

– Vi har dessverre altfor få faste værstasjoner på Svalbard. Det er en i Hornsund, helt sør på Svalbard, en i Longyearbyen, i Ny-Ålesund og helt nord på øygruppen. Det er ikke nok. Vi trenger flere værstasjoner. Inntil videre må vi bruke matematiske modeller for å estimere nedbøren på breene, forteller Sevestre.

PULSERENDE BREER: Basin 3, den sørlige delen av Austfonna isbreen, er den største iskappen i Europa. Den ligger på den nordligste delen av Svalbard, og er en typisk pulserende isbre . En pulserende bre avanserer raskt i noen år, før dei trekker seg tilbake og forblir sovende for 50-100 år før den beveger seg fremover igjen. For noen år siden forflyttet de raskeste delene av breen seg med tjue meter per dag, og sprekkene var opp til ti meter brede. Foto: Thorben Dunse

Denne artikkelen er opprinnelig publisert i Apollon, UiOs forskningsmagasin: Breene oppfører seg annerledes på Svalbard

Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2016 16:53 - Sist endret 15. feb. 2016 19:01