GPS, glaciärer och GRACE

Professor Reinhard Dietrich leder Institut für Planetare Geodaesie vid Technische Universität Dresden, Tyskland. I sin presentation för International Polar Year (IPY) -seminariet i GTK:s Esbohögkvarter i november i fjol diskuterade han sina studier på Grönland.

En allmän uppfattning är att om isen i Antarktis smälter, höjs havsnivån med 60 meter. Enligt Reinhard Dietrich bygger uppfattningen på en alltför förenklad beskrivning av den eustatiska effekten. ”När massor förflyttas, förändras även gravitationsfälten. När isskiktet minskar, sker en motsvarande höjning av jordskorpan på Grönland. Lokalt upplevs det troligtvis som att havsnivån sjunker när isen smälter.”

På delar av Grönland är isen mer än 2 km tjock och i norr finns underliggande berg som är nedpressade till under havsnivån. ”Den isostatiska kompenseringen för förlusten av isskiktet kan orsaka en landhöjning på så mycket som en tredjedel!”

År 1994 fick GPS-systemet så hög precision att vetenskapsmännen kunde börja använda det för att databeräkna en noggrann referensram. ”Så snart det var möjligt reste vi till Grönlands sydvästra kust för att studera jordskorpans höjning.” Dietrich planerar sitt nionde besök på forskningsstationen i Kangerlussuaq i sommar.

För att säkerställa noggrannheten hos GPS-mätningarna märker teamet ut mätplatserna genom att borra hål i berget och fästa metallbultar i hålen. ”Vi fäster sedan en GPS-antenn i denna bult varje gång vi besöker platsen. På detta sätt uppnår vi millimeternoggrannhet.”

Det tyska teamets uppgift på Grönland var att mäta jordskorpans rörelse för att dra slutsatser om historiska och nuvarande förändringar av ismassan, men snart lade man märke till det ökande flödet från den närliggande glaciären Ilulissat Isbræ (Jakobshavn Isbræ). ”Vi tittade på snabba glaciärer och fann att serier av satellitbilder lämpade sig för att spåra horisontella flödeshastigheter men utelämnade de rörelser i höjdled som tidvattnet orsakar. För att observera detta måste man befinna sig intill glaciären, vilket vi gjorde. 2004 konstaterade vi att glaciärens frontyta lutade mycket svagt nedåt. Minsta höjning av havsnivån eller förtunning av glaciären fick havet att avancera och glaciären att dra sig tillbaka.”

Två Gravity Recovery and Climate Experiment-satelliter skickades upp 2002 för att kartlägga globala gravitationsfält och ge information om massaförändringar hos jordklotet. ”GRACE-data hjälper oss att beräkna förändringarna av ismassan på Grönland och dess betydelse för höjningen av havsvattennivån.” GRACE var också ett stort steg framåt för hydrologerna, som tidigare varit begränsade till punktmätningar till exempel med mätare i en flod. ”De fick aldrig en områdestäckande överblick. Nu kan de tydligt se hur massorna varierar i ett givet område såsom en del av vattencykeln.”

”När isskikten minskar, sker en motsvarande höjning av jordskorpan i Grönland.”

De två GRACE-satelliterna för gravitationskartläggning bidrar med värdefull information för fastställande
av förändringar i den globala havsvattennivån. Foto: GRACE

TEXT Greg Moore