jäätiköt

Tutkimus: Grönlannin jäätikön pohja suurimmaksi osaksi sula

To, 08/04/2016 - 21:19 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA Earth Observatory / Jesse Allen

Tuore kartta näyttää, mitkä osat Grönlannin jäätiköstä ovat jäätyneet pohjaan kiinni, ja missä jää liukuu vesikerroksen päällä.

Kartta Grönlannin jäätikön pohjan varmasta sulamisasteesta on valmistunut. Kyse on ensimmäisestä kerrasta, kun tällainen kartta on tehty. Aiemmat tiedot jäätikön pohjan tilasta ovat perustuneet vain muutamiin pohjalle asti porattuihin kairausnäytteisiin.

Tutkimuksessa käytettiin hyväksi useita suoria ja epäsuoria tietoja jään toiminnasta.

Visuaalisin tulos on oheinen kartta. Alueet, joilla kaikki mallit ovat samaa mieltä pohjan tilasta, on merkitty sinisellä ja punaisella. Ristiriitaiset seudut - noin kolmannes koko jäätiköstä - on jätetty harmaiksi. Tärkein havainto oli, että massiiviset jäävirrat Grönlannin koillis- ja lounaisosissa ovat lähes kokonaan sulapohjaisia.

Tutkimuksen pohjalla olivat kahdeksan erilaisen tietokonemallinnuksen ennusteet jäätikön pohjan lämpötilasta. Nämä yhdistettiin suoriin havaintoihin jään liikkeistä. Lentokoneesta tehty tutkaus läpäisee jään ja paljastaa, millä alueilla pohja sulaa erityisen nopeasti. Satelliittiaineistosta taas erottuu, kuinka vauhdikkaasti jään pintakerrokset liikkuvat – kuivapohjainen jäätikkö nimittäin ei voi liikkua läheskään yhtä nopeasti kuin liukkaalla pohjalla liukuva. Viimeisenä silauksena tutkimukseen liitettiin analyysi jään pinnanmuodoista: Paksunkin jäätikön alla olevat esteet ja etenkin jään nopea liike pakkaavat jäätä epätasaisiksi ja rosoisiksi muodostumiksi.

Tutkimus julkaistiin viime kuussa JGR - Earth Surface -tiedejulkaisussa.

Havainto ei missään nimessä tarkoita, että mannerjäätikkö olisi kartalla punaisella näkyviltä osiltaan nyt sulamassa, sillä sulavedet liittyvät aivan normaaliin jäätikön toimintaan. Kartta kertoo ennemminkin nopean ja hitaan jään alueista. Pidemmän päälle löytö auttaa tutkimaan ja ennustamaan, kuinka mittavia jäämääriä tulee missäkin sulamaan ja liikkumaan, sekä seuraamaan, kuinka tilanne muuttuu. Mitä nopeammin jää virtaa, sen vauhdikkaammin se myös reagoi lämpenevään ilmastoon.

Jäätiköt luokitellaan kylmäpohjaisiin ja lämminpohjaisiin. Yksittäisenkin jäätikön alueella voi olla kummankin tyypin alueita.

Lämminpohjaisissa jäätiköissä niiden alla vallitseva lämpötila ja paine mahdollistavat jään sulamisen, ja näin jäätikön ja maanpinnan väliin muodostuu vesikerros. Vesi liukastaa ja nopeuttaa jään liikkeitä, ja aiheuttaa samalla jään alla hyvin voimakasta maanpinnan muokkausta.

Pohjaa lämmittävät maasta huokuva lämpö sekä jääkerroksen aiheuttama paine. Myös jäätikön leveysaste vaikuttaa huomattavasti pohjankin lämpötilaan, eristävästä jääkerroksesta huolimatta.

Kylmäpohjaisten jäätiköiden pohjalla ei sulavettä ole. Ne ovat käytännössä jäätyneet kiinni maanpintaan, ja liikkuvat varsin hitaasti lähinnä jään sisäisten muodonmuutosten ansiosta. Tällaiset jäätiköt eivät myöskään aiheuta kovinkaan mittavaa eroosiota jään ja maan rajapinnassa.

Kaikki jäätiköt ovat aina ja kauttaaltaan alituisessa liikkeessä. Liike on paksun keskiosan alueella yleensä hyvin hidasta ja ohuiden reuna-alueiden tienoilla taas varsin nopeaa. Grönlannin jäätikkö on tästä oiva esimerkki: jäänjakaja-alueet ovat jäätyneet pohjaan kiinni ja reunaosat virtaavat vauhdilla ulospäin.

Grönlannista 80 prosenttia on mannerjään peitossa. Tuon maailman toiseksi suurimman jäätikön tilavuus on noin 2,85 miljoonaa kuutiokilometriä, minkä sulaminen nostaisi merenpintaa arviolta seitsemällä metrillä.

Grönlanti on Tanskalle kuuluva maailman suurin saari.

Tästäkin asiasta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tiedetuubi. Artikkeli pohjautuu NASAn Jet Propulsion Laboratoryn tiedotteeseen sekä tutkimusartikkeliin (maksumuurin takana).

Kuvat: NASA Earth Observatory / Jesse Allen

Ilmasto muuttuu, jäätiköt sulavat

Ti, 01/19/2016 - 07:12 Markus Hotakainen
Jäätikön sulaminen

Näillä pakkasilla ilmaston lämpeneminen ei ole päällimmäisenä mielessä, mutta ilmiö on vääjäämätön.

Päivän kuva

Ilmastonmuutos näkyy monen muun asian ohella jäätiköiden pienemisenä, vetäytymisenä ja katoamisena. Kuvapari esittää Alaskassa sijaitsevaa Carroll-jäätikköä, joka on osa Glacier Bayn kansallispuistoa. Ylempi kuva on elokuulta 1906 ja alempi kesäkuulta 2004.

Sama ilmiö on havaittavissa kautta maailman, monin paikoin hyvin dramaattisena. Esimerkiksi Montanaan Yhdysvaltoihin vuonna 1910 perustetussa Glacier National Parkissa eli “jäätikkökansallispuistossa” oli tuolloin 150 jäätikköä, mutta sata vuotta myöhemmin niitä oli enää 25.

Jäätiköiden katoaminen tarkoittaa muutakin kuin jään sulamista. Se muuttaa ekosysteemien elinoloja, kun kesällä ei enää olekaan käytettävissä jäätiköiden sulamisvesiä. Entisten jäätiköiden alueilla järvivesien lämpötilat nousevat, metsäpalot yleistyvät ja erilaisten puuntuholaisten määrät lisääntyvät. 

Kuvat: Charles Will Wright (ylempi kuva) ja Bruce F. Molnia (alempi kuva); Glacier Photograph Collection. Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center/World Data Center for Glaciology. 

CryoSat näyttää jäätiköiden kutistumisen

ESAn CryoSat-satelliitin tekemät mittaukset ja näistä tehdyt kartat näyttävät miten Grönlantia ja Etelämannerta peittävät paksut jäätiköt muuttuvat. Tuoreiden tulosten mukaan jää sulaa ennen näkemättömän nopeasti: kummankin jääpeitteen jäästä katoaa noin 500 kuutiokilometriä vuodessa.

Tästä kertova, saksalaisen Alfred Wegener -instituutin napa-alueiden ja merten tutkimuslaitoksen Helmholtz-keskuksen tutkijoiden artikkeli julkaistiin elokuun 20. päivänä Euroopan geotieteiden unionin The Cryosphere -lehdessä.

Uusissa kartoissa on 7,5 miljoonaa korkeusmittausta Grönlannista ja 61 miljoonaa Etelänapamantereesta. Nämä on kerätty CryoSat-satelliitilla vuonna 2012; tämä tietokanta on täydellisin yhdellä satelliitilla koskaan kerätty korkeusmittaussarja.

"Nämä korkeuskartat ovat luonnollisesti vain yksi otos jääkerrosten nykytilanteeseen", totesi tutkimuksen perusteella tehdyn artikkelin pääkirjoittaja Veit Helm. "Ne ovat kuitenkin hyvin tarkkoja ja kattavat lähes 16 miljoonaa neliökilometriä, mikä on enemmän kuin on saatu aikaisemmista korkeusmittauksista."

Syy tähän jotakuinkin Espanjan kokoisen alueen lisäykseen edellisiin mittauksia tehneisiin satelliitteihin on yksinkertaisesti se, että CryoSat kiertää Maata polaariradalla, joka viiltää napoja lähempää kuin mikään aiempi satelliitti. Sen radan kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 88°.

CryoSat mittaa jäätiköiden pinnan korkeutta SIRAL-nimisellä tutkalaitteistolla. Se lähettää lyhyitä tutkasignaaleita alaspäin kohti maanpintaa ja ottaa ne vastaan sen jälkeen, kun signaalit ovat ponnahtaneet pinnasta takaisin ylöspäin. Kun signaalin palaamiseen tuleva aika tunnetaan, voidaan yksinkertaisesti laskea kuinka korkealla oli pinta, mistä se kimposi. Mitä tarkemmin aikaero voidaan havaita, sitä parempi on korkeusmittauksen tarkkuus.

Itse asiassa SIRAL on ensimmäinen laatuaan, koska aiemmissa tutkakorkeusmittauksissa on jäinen pinta on ollut suuri haaste. Laitteisto pystyy myös havaitsemaan meren pinnalla kelluvan jään määrää ja paksuutta. Tästä on puolestaan suurta apua esimerkiksi jäätiköiden reunoja mitattaessa, sillä siellä jäävuoret irtoavat jäätiköstä ja lipuvat siitä ulos merelle.

SIRALin tarkkuus on erityisen hyvä loivasti viettävillä sekä kovin jyrkillä jääpinnoilla. "Nämä ovat hyvin vaikeita paikkoja mittaamiseen, mutta CryoSatin avulla olemme saaneet näistäkin jatkuvasti tarkkoja ja hyvin tiheästi lähekkäin toisiaan olevia mittauksia", iloitsee Helm. "Tässäkin se on parempi kuin mikään aikaisempi systeemi."

Copernicus tarkkailee Maata

Copernicus on Euroopan komission johtama hanke, joka tarjoaa erilaisia palveluja ympäristönsuojeluun ja -hallintaan sekä arkielämän tarpeisiin. Euroopan avaruusjärjestö kehittää ohjelmassa käytetyt satelliitit ja huolehtii siitä, että niiden välittämä tieto on helposti saatavilla.

Tärkeä osa Copernicus-ohjelmaa ovat Sentinel-satelliitit, joista ensimmäinen laukaistiin avaruuteen huhtikuun alussa. Runsaan kahden tonnin painoinen satelliitti kiertää Maata hieman alle 700 kilometrin korkeudessa ja "kuvaa" maanpintaa 12-metrisellä tutka-antennilla. Ensitöikseen se kuvasi Belgian pääkaupungin Brysselin, missä Euroopan komissio pitää majaansa.

Kuvassa tiheät kaupunkialueet näkyvät valkoisina ja muut urbaanit ympäristöt violetteina. Kasvillisuus erottuu vihreänä ja vesialueet mustina. Asutuista alueista otetut tutkakuvat auttavat yhdyskuntasuunnittelussa, maanviljelyksen kehittämisessä, metsähakkuiden tarkkailussa ja vesivarantojen seurannassa.

Viranomaiset saavat satelliitin ottamat tutkakuvat käyttöönsä vajaan tunnin kuluttua siitä, kun ne on vastaanotettu maa-asemalla. Koska Sentinel-satelliitin tutka "näkee" pilvien ja sateen läpi ja myös pilkkopimeässä, se on erityisen hyödyllinen tulvien tarkkailussa ja pelastusoperaatioiden valmistelussa.

Tutkakuvien avulla on mahdollista seurata myös esimerkiksi jäätiköissä tapahtuvia muutoksia. Etelämantereella osa jäätiköistä on vetäytymässä nopeaan tahtiin, ja niiden seuraaminen on tärkeää, sillä niistä lohkeaa suuria jäämassoja mereen.

Sentinel-1A-satelliitilla tarkkaillaan myös yhä vilkkaammin liikennöityjen pohjoisten merialueiden jäätilannetta. Tutkakuvista on mahdollista erottaa ohuempi jääpeite paksusta ahtojäästä, mikä on ympärivuotisen merenkulun kannalta tärkeää.

Maapallon tarkkailuun keskittyvän ESAn ohjelman johtaja Volker Liebig on tyytyväinen Sentinel-satelliitin ensimmäisiin kuviin. "Ne osoittavat, kuinka paljon informaatiota on mahdollista saada monipuolisella tutkalaitteistolla, ja miten se tekee mahdolliseksi meitä kaikkia hyödyttävät Copernicus-ohjelman palvelut."

 

Päivän kuva 8.5.2013: Katoavat jäätiköt

Ti, 05/07/2013 - 18:03 Markus Hotakainen

Ilmastonmuutos näkyy monen muun asian ohella jäätiköiden pienemisenä, vetäytymisenä ja katoamisena. Kuvapari esittää Alaskassa sijaitsevaa Carroll-jäätikköä, joka on osa Glacier Bayn kansallispuistoa. Ylempi kuva on elokuulta 1906 ja alempi kesäkuulta 2004. Sama ilmiö on havaittavissa kautta maailman, monin paikoin hyvin dramaattisena. Esimerkiksi Montanaan Yhdysvaltoihin vuonna 1910 perustetussa Glacier National Parkissa eli “jäätikkökansallispuistossa” oli tuolloin 150 jäätikköä, mutta sata vuotta myöhemmin niitä oli enää 25. Jäätiköiden katoaminen tarkoittaa muutakin kuin jään sulamista. Se muuttaa ekosysteemien elinoloja, kun kesällä ei enää olekaan käytettävissä jäätiköiden sulamisvesiä. Entisten jäätiköiden alueilla järvivesien lämpötilat nousevat, metsäpalot yleistyvät ja erilaisten puuntuholaisten määrät lisääntyvät.
© Charles Will Wright (ylempi kuva) ja Bruce F. Molnia (alempi kuva); Glacier Photograph Collection. Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center/World Data Center for Glaciology.