Isberg i Illulissat Isfjord, Grönland. Kredit: Megan Thompson-Munson/CIRES
En studie avslöjar att uppvärmning påverkar firnlagret på Grönlands inlandsis mer signifikant än kylning, vilket komplicerar ansträngningarna att vända smältningen genom geoteknik.
Forskare har länge förstått från iskärnforskning att det är lättare att smälta en inlandsis än att frysa den igen. En nyligen genomförd studie publicerad i Kryosfären avslöjar en del av anledningen: isens ”svampighet”.
Studien använder en fysikbaserad numerisk modell för att bedöma effekterna av uppvärmning och avkylning på firn, det porösa lagret mellan snö och isis, över hela Grönlands inlandsis. Megan Thompson-Munson, en doktorand från CIRES och ATOC, ledde studien tillsammans med sina rådgivare: CIRES Fellow Jen Kay och INSTAAR Fellow Brad Markle.
”Mängden förändring som sker inom det fasta lagret på grund av uppvärmning och kylning är inte lika stor,” sa Megan Thompson-Munson. ”Om vi tittar på tusentals eller miljoner år ser vi ett asymmetriskt inlandsbeteende totalt sett: Inlandsisar kan smälta bort snabbt, men det tar lång tid att växa. Den här asymmetrin vi identifierar är en liten bit av det pusslet.”
Firns roll i inlandsisens stabilitet
Firn täcker cirka 90 procent av Grönlands inlandsis, som ligger på högre höjder där den, tillsammans med snö, täcker hundratals meter is och fungerar som en buffert mot havsnivåhöjning – vilket gör den till en integrerad del för att bevara arktiska glaciärer i ett värmande klimat. Firn är porös och svampig, vilket gör att vatten kan passera igenom på väg till det fasta islagret nedanför, där det kan frysa igen, lägga till det befintliga inlandsisen istället för att rinna till havet.
I den här studien fann forskare att uppvärmningstemperaturerna snabbt förändras hur effektivt firn kan lagra smältvatten, och kylningstemperaturer kanske inte hjälper firnen att återhämta sig helt så mycket som forskarna kanske hade hoppats.
”Uppvärmningen utarmar vad vi kallar ”firn air content” eller ”svampighet”, sa Thompson-Munson. ”Så du förlorar mer av svampigheten på grund av uppvärmning än vad som kan återvinnas på grund av kylning. Och det är viktigt eftersom denna porösa firna kan buffra inlandsisens bidrag till höjningen av havsnivån.”
Banbrytande Firn Research
För att förstå hur firn reagerar på både uppvärmnings- och kylningstemperaturer använde teamet en fysikbaserad datormodell som heter SNOWPACK och finslipade på en variabel: temperatur. Studien är den första i sitt slag på två sätt. Först tittade forskare på effekterna av både uppvärmning och kylande temperaturer på Grönlands firn. För det andra omfattade forskningens omfattning hela inlandsisen, medan tidigare studier fokuserade på mindre geografiska områden.
”Inlandsisen på Grönland förlorar massa snabbare under uppvärmning än den får massa under avkylning,” sa Kay. ”Det viktigaste framsteg med denna studie är att Grönlands firn bidrar till denna större uppvärmning-än-kylande asymmetriska reaktion.”
Thompson-Munson sa att studien tar upp en viktig fråga angående geoteknik och förmågan att vända vår jords uppvärmning. Eventuella geoteknikkoncept som utformats för att sänka temperaturerna i Arktis kanske inte bevarar is och snö så effektivt som man tänkt sig; nedkylningsgraden måste överstiga uppvärmningsgraden för att hjälpa firn och glaciärer att återgå till det normala.
”För att komma tillbaka till de ursprungliga förhållandena måste vi kyla mycket mer eller börja ändra andra variabler också,” sa Thompson-Munson. ”Det är svårt att vända på det vi redan har gjort.”