The Bjerknes Centre is a collaboration on climate research, between the University of Bergen, NORCE, the Institute of Marine Research, Nansen Environmental and Remote Sensing Centre.

Solglimt i råk i Polhavet. Illustrasjonsfoto: NASA

Vippepunkt for sjøis

Under istiden var De nordiske hav i perioder islagt, som Polhavet i dag. En ny studie åpner for at Polhavet i dag kan reagere like brått på små temperaturendringer som De nordiske hav gjorde da.   

I dagens klima har vi ikke lenger mye sjøis i De nordiske hav, men derimot lengre nord i Arktis. Det strømmer også varmt vann inn i Arktis via Golfstrømmen, og temperaturen på dette vannet er i endring. Sjøisen har trukket seg kraftig tilbake rundt Svalbard vinterstid, og det har ført til store endringer for klimaet på øygruppen

I en studie av sjøisutbredelsen under forrige istid, finner Mari Fjalstad Jensen en terskelverdi i temperaturen til det innstrømmende havvannet. Rundt terskelverdien skjedde det bare små endringer i temperaturen på vannet fra Atlanterhavet før man så dramatiske endringer i sjøisdekket. 

I studien har Jensen og kollegaene sett at små temperaturendringer i det innstrømmende vannet kan utløse store endringer i sjøisdekket. Men dette avhenger av temperaturen til det innstrømmende vannet. Dersom vannet er tilstrekkelig kaldt, skal det en stor temperaturøkning til for å forårsake en stor forskjell i sjøisdekket. Det samme gjelder dersom vannet er tilstrekkelig varmt. Derimot, for vann med en «passe» temperatur skal det en veldig liten endring til i varmetransporten over Grønland-Skottlandryggen og havtemperaturen før sjøisen endrer seg drastisk. I studiet var denne «passe» temperaturen 4 grader, men den gitte temperaturen vil avhenge av flere forskjellige klimafaktorer. 

De store variasjonene i sjøis under siste istid hadde dramatiske konsekvenser for klimaet på Grønland. Etter de korte og ekstreme varmeperiodene tok det flere hundre år for sjøisen å komme tilbake. Spørsmålet er om noe tilsvarende kan skje dersom sjøisen i Arktis forsvinner. 

Ustabilt klima under forrige istid 

Forrige istid varte i hundre tusen år, og selv om sjøisen i perioder strakk seg langt sørover, hersket det ikke et stabilt kaldt klima. Tvert i mot vil man si at klimaet over Grønland var ekstremt ustabilt. 

– Fra klimaarkivene fra Grønland og områder rundt vet vi at klimaet på Grønland skiftet flere ganger mellom ekstra kalde og mindre kalde perioder. I ice2ice-prosjektet har vi funnet ut at store variasjoner i sjøis i områdene rundt Grønland bidro sterkt til klimaendringene på Grønland, sier Jensen. 

Flere ganger i løpet av istiden oppstod det varmeperioder som i forskningen er kjent som Dansgaard-Oeschger(DO)-episoder. Da ble det svært fort varmere, men ikke varmt som i dag. Under istiden var temperaturen på toppen av Grønland -40 grader. I disse varmeperiodene opplevde Grønland en rask oppvarming, der lufttemperaturen i løpet av 10 år kunne stige med 10-15 grader.

I fjor leverte Henrik Sadatzki en doktorgradsavhandling som viser sjøisendringer med en detaljgrad som er unik og at det i kalde faser var langt større sjøisutbredelse enn i dag.

Dette sjøisdekket forsvant dramatisk raskt over kort tid like før vi registrerer de brå oppvarmingene på Grønland. Brå endringer i sjøisdekket kan ha skapt brå temperaturendringer ved at varme fra havet kunne spre seg til atmosfæren. Sjøisen i De nordiske hav var svært sensitiv overfor endringer i havtemperaturen, og klimaet på Grønland var sensitivt overfor sjøisdekket i De nordiske hav. 

Lagdeling av havet

Når sjøis først er etablert, vil dannelse av sjøis om vinteren og smelting om sommeren gjøre de øvre lagene av havet ferskere, og de dypere lagene saltere. Så fremt vannet som strømmer inn i dypet ikke er for varmt, gir dette en stabil lagdeling, der det kalde og ferske laget øverst beskytter isen mot de varme og salte, atlantiske havstrømmene under.

I studien av terskelverdiene for havtemperaturen under istiden viste Mari Fjalstad Jensen og kollegaene at et fullt sjøisdekke med en lagdeling av havet som i dagens Arktis oppsto i De nordiske hav. For at dette skulle skje, måtte imidlertid vannet som strømmet inn fra Atlanterhavet, i praksis Golfstrømmen, være tilstrekkelig kald. Slik er det ikke lenger.

I stedet ser vi en parallelltilstand i Polhavet, der relativt varmt vann fra Atlanterhavet strømmer inn i dypet under sjøisen. At forholdene er så like, tilsier at sjøisdekket der kan være like sensitivt overfor små temperaturendringer som isen i De nordiske hav var under istiden. Hvis isen i Polhavet forsvinner, vil varmen fra det åpne havet kunne føre til oppvarming av atmosfæren. 

Mari Fjalstad Jensen tror ikke vinterisen i det indre Polhavet vil forsvinne med det første. Det kan også være at andre faktorer enn det varme Atlanterhavsvannet ville hindre den i å forhindre det. Men i randsonen ved Svalbard er konsekvensene av varmere vann allerede tydelige.