Grønlandsisen er en av de største bidragsyterne til global havnivåstigning. En av de største usikkerhetene i prognosene for fremtidige bidrag til havnivåstigning er utfordringen i å fremskrive endringer i de hurtigflytende utløpsbreene langs kysten. Spesielt er de dynamiske prosessene der isen møter havet i fjordene lite beskrevet.

Observasjoner fra nyere tid, samt rekonstruksjoner av fortidens endringer i utløpsbreene indikerer at breene kan respondere raskt på endringer i klima.

Avhandlingen bruker detaljerte modeller for å bedre forstå hvordan varme fra Atlanterhavet har påvirket historisk dokumenterte tilbaketrekninger og fremrykninger av Sermeq Kujalleq - den raskest bevegende utløpsbreen på Grønland. Vi bruker målingene av tidligere endringer i breen for å kalibrere modellen.

I tillegg, undersøker vi isfjorden der breen møter havet ved å karakterisere virkningen av smeltingen av isfjell over en sesong, og interaksjonen mellom smeltevann fra isfjellene og smeltevann fra Grønlandsisen. Det meste av smeltevannet fra overflaten av Grønlandsisen finner veien til fjorden under breen som «subglasialt smeltevann». Det subglasiale smeltevannet driver sesongvariasjonen av både fjordsirkulasjonen, smeltingen av brefronten, samt isfjellsmeltingen.

Samlet sett viser avhandlingen at endringer i is-hav-grensesnittet kan utløse både rask tilbaketrekning og rask fremrykning av Sermeq Kujalleq. Subglasialt smeltevann er nøkkeldriveren for dynamikken til breen der den møter havet i fjorden og fordeler varmen fra Atlantisk vann i fjorden opp langs brefronten og isfjellene.

Det atlantiske vannet i fjorden er en viktig varmekilde for smelting av brefronten og isfjellene, mens det subglasiale smeltevannet er kritisk i å fordele varmen i vannsøylen og kontrollerer til en stor grad den dynamiske responsen vi observerer i utløpsbreen Sermeq Kujalleq.

Personalia

Karita Kajanto (f. 1989) har bachelor og mastergrad i teknisk fysikk fra Aalto University School of Science i Finland. Hun har jobbet med doktorgraden i marine isbreer siden 2017 ved Institutt for Geovitenskap, Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret for klimaforskning.

Avhandlingen er gjennomført under veiledning av professor Kerim Hestens Nisancioglu (UiB og Bjerknessenteret), førsteamanuensis Hélène Seroussi (Dartmouth College, USA), og Dr. Basile de Fleurian (UiB).

Snøen som faller ned over Grønlandsisen blir deponert som lag av is på interiøret av isflaket. Siden hvert lag er skapt på forskjellig tidspunkt, fungerer hele settet av lag som et arkiv av isflakets evolusjon fra den fjerne fortiden til nåtiden. Hvert av disse lagene kan gi oss informasjon om mengden av nedbør eller smelting av overflaten til Grønlandsisen (overflatemassebalansen) da laget ble dannet. Det logiske spørsmålet er derfor om det finnes en måte å anvende dette arkivet for å rekonstruere fortidens nedbør og å få informasjon om datidens Jordens paleoklima. 

For å svare dette spørsmålet, er det nødvendig å formulere et forhold mellom fortidens nedbør og nåtidens lagtykkelse. Ved første øyekast virker dette forholdet åpenbart: jo mer snø som legger seg ned som følge av nedbør, jo tykkere lag blir dannet. Derimot etter at laget har blitt deponert, forblir ikke tykkelsen den samme. Isflak utvikler seg over tid, og ismassen beveger seg fra et sted til et annet, som endrer tykkelsen til lagene. Bruken av numeriske modeller som simulerer bevegelsen av is blir da nødvendig.

Denne avhandlingen bruker en isokron numerisk isflakmodell, som eksplisitt beskriver utviklingen av lagene til isflaket. Med hjelp av denne modellen er forholdet mellom nedbør og lagtykkelse linearisert ved å kjøre en serie av følsomhetssimuleringer som kvantifiserer hvordan små forstyrrelser av nedbør påvirker lagtykkelsen. På denne måten er påvirkningen av isdynamikk omgått ved å erstatte det med denne lineariske forholdet. Når lineariteten er etablert, blir det mulig å invertere problemet og å få nedbøren fra fortiden fra en gitt lagtykkelse. 

Å forstå og å simplifisere forholdene mellom nedbør og lagtykkelse lar oss rekonstruere med nøyaktighet paleoklimaet og lar oss forstå hvordan tidligere hendelser påvirket nåtidens form og størrelse av isflaket. 

Personalia

Alexios Theofilopoulos ble født i 1990, i Aten, Hellas. Han studerte ved den mekaniske ingeniørlinjen ved det Nasjonale Tekniske Universitet i Aten, og avsluttet en Master i Anvendt Miljøvitenskap ved Nasjonal og Kapodistrian Universitet i Aten.

Han begynte med doktorgrad i 2017 ved Institutt for Geovitenskap, Universitet i Bergen, under veiledning av Andreas Born. Han studerer numeriske isdynamikk.

Disputas

Tid: 30.9.2022 - 10.15–13.00

Sted: Auditorium 5, Realfagbygget

Kontakt

Alexios Theofilopoulos

E-post: Alexios.Theofilopoulos@uib.no