Läs mer |
|
I texten om isdynamik har vi lärt oss att glaciärer rör sig. Nu kommer vi att upptäcka att glaciärer är mycket livligare än vad man först kan tro. Klicka här om du först vill läsa om isdynamik! En glaciär rör sig olika fort under olika dagar, dessutom olika fort under olika tidpunkter på dagen, och långsammare på vintern än på sommaren. Glaciärer är mycket dynamiska.
Glaciärer består ju av fruset vatten, och vatten i flytande form har också stor betydelse för hur glaciärerna fungerar. Vatten kommer till glaciärytan på två sätt, dels genom att is och snö smälter, främst under sommaren när lufttemperaturen är hög, dels genom att regn faller på glaciären. Allt detta vatten måste finna sig vägar att rinna bort från glaciären. Vi ska se hur det går till. Det man först lägger märke till av det hydrologiska systemet, det vill säga det system som transporterar vatten på och genom glaciären, är små rännilar på glaciärens yta. Dessa små rännilar rinner samman och bildar gradvis större smältvattenbäckar. På stora glaciärer och speciellt på stora inlandsisar som Grönland kan dessa bäckar bli 5–10 meter breda. På svenska glaciärer är det vanligt med bäckar som är upp emot en halv till en meter breda.
Det man först lägger märke till av det hydrologiska systemet, det vill säga det system som transporterar vatten på och genom glaciären, är små rännilar på glaciärens yta. Dessa små rännilar rinner samman och bildar gradvis större smältvattenbäckar. På stora glaciärer och speciellt på stora inlandsisar som Grönland kan dessa bäckar bli 5–10 meter breda. På svenska glaciärer är det vanligt med bäckar som är upp emot en halv till en meter breda.
Fig.1
Bilden visar att vatten kan lagras på flera olika sätt i en glaciär. Supraglaciala kanaler är kanaler som leder vatten på glaciärens ovansida (supra- betyder ovanpå) och englaciala fickor är fickor inne i glaciären (en- betyder inuti). Subglaciala kaviteter är utrymmen under glaciären (sub- betyder under). Firn är grynig och kompakt snö som är övergångsformen mellan snö och glaciäris.
Med tiden smälter bäckarna sig ned i isen. Detta är möjligt eftersom vattnet som rinner skapar friktionsvärme. Det är egentligen väldigt lite värme, men värmen räcker till att smälta en del is. Det rinner mycket vatten genom bäckarna, och bäckarna är ibland ganska djupt nedskurna i glaciärytan och kan vara svåra att ta sig över. De utgör en fara då de är så hala att man inte utan speciella redskap (isyxa och stegjärn) kan ta sig upp ur dem om det vill sig illa.
Smältvattenbäckarna kan rinna långa sträckor över glaciärytan för att sedan rinna ut i någon bäck som finns utanför glaciären. Vatten som på så sätt transporteras över glaciärytan kallas ytvatten eller supraglacialt vatten (se ordförklaringar i bildtexten ovan). På många glaciärer rinner dock vattnet ned i hålrum på glaciärytan, s.k. glaciärbrunnar. Glaciärbrunnar är 30–40 m djupa vertikala schakt, alltså jämförbara med ett 15 våningars hus. Vattnet störtar ned i dessa och letar sig sedan vidare ned i glaciären i ett tunnelsystem. De englaciala tunnlar eller kanaler som finns i glaciären leder så småningom vattnet till glaciärens botten. Detta vatten rinner sedan fram i tunnlar och hålrum, så kallade kaviteter, under glaciären och dyker fram genom så kallade jökelportar, det vill säga tunnelöppningar i glaciärernas nedersta delar.
Hur bildas då glaciärbrunnar? Jo dessa vertikala hål bildas när en ytvattenbäck träffar på en öppen glaciärspricka. Vattnet faller då ned i sprickan och vidgar sprickan lokalt. Den friktionsvärme som bildas när vattnet faller gör att is smälter och sprickorna blir större. När sprickan så småningom sluts (på vintern) kommer endast det vertikala hålrummet att finnas kvar och en glaciärbrunn har bildats. Glaciärbrunnarna är ofta ihopkopplade på komplicerade sätt. Glaciärens dräneringssystem påminner därför om ett grottsystem. Genom att klättra ned i brunnar på vintern, när inget vatten rinner på glaciären, kan man studera det hydrologiska systemet ända ned till cirka 40 m djup. Därefter blir kanalerna för trånga för att man skall kunna ta sig fram och vi vet fortfarande inte mycket om hur det ser ut längre ned i en glaciär.
Landmassornas påverkar...
Hav
Is
Luft
Landmassornas påverkan på havet
Från land tillförs stora mängder kemiska ämnen och partikulärt material till Arktiska oceanen med flodvattnet. Trots att Arktiska oceanens area är liten jämfört med Atlanten och Stilla havet är flodvattentillförseln drygt 10 % avvad som tillförs alla jordens hav, eller ca 100 000 m3/s i medelvärde under hela året. Med flodvatten transporteras också många lösta kemiska ämnen som näringsämnen, löst oorganiskt och organiskt kol samt stora mängder partiklar av olika storlekar. En betydande mängd av de partiklar som kommer med floderna sjunker till bottnarna nära flodmynningarna och kommer där delvis att brytas ner av bakterier. Då tillförs överliggande vatten åter löst oorganiskt kol som bidrar med en transport av koldioxid från hav till luft. Men när organiskt material bryts ner tillförs ytvattnet också näringsämnen vilket ökar förutsättningarna för primärproduktion i shelfhaven och detta konsumerar koldioxid och bidrar därför till motsatt transport, från luften till havet.
En annan effekt av floderna är att efter islossningen har skett nära flodmynningen så tillförs havet en stor mängd varmt vatten som bidrar till ytterligare smältning av havsisen. Detta kan vara betydande i flodmynningarnas närhet och därmed ge för området lite speciella förhållanden för det marina livet.
Material tillförs även havet från land genom kusterosion. Denna kusterosion har alltid skett, men har under senare år ökat dels för att somrarna med smältförhållanden blivit lite längre och lite varmare, men till stor del för att det senare också medfört att havsisen lagt sig senare så att höststormarnas vågor har kunnat piska land i stället för havsisen.
Landmassornas påverkan på havsisen
Under vintern blir de nordliga delarna av kontinenterna kraftigt avkylda. När den kalla, kontinentala luften strömmar ut över havet kan man få kraftig isbildning på grund av den låga temperaturen men också av att frånlandsvind tenderar att blåsa ut isen från kusten och skapa öppna områden närmast land (så kallade Polynyor) med extra kraftig isbildning som följd (se också avsnitten: "Isens påverkan på havet" och "Havets påverkan på atmosfären").
Det mesta av nederbörden som faller ner över land, kommer för eller senare ut i havet via floderna. Tillförseln av flodvatten har en viktig påverkan på istäcket genom att det skapas ett lager med låg salthalt i ytan som gynnar isbildning (se också avsnittet: " Havets påverkan på isen").
Landmassornas påverkan på atmosfären
En av de viktigaste återkopplingarna i Arktis skapas av hur ytan ser ut, det vill säga hur ytan påverkar albedot (förklaras i andra texter), vare sig det är is, hav eller land. På land regleras albedot av förekomsten av snö (85-90 % av instrålningen reflekteras), jord och vegetationen (20 % reflekteras). Framförallt höjden av vegetationen är viktig, till exempel då vegetationen är så hög att den sticker upp ur snön under vintern påverkas snösmältningen genom att dessa områden smälter fram tidigare än i områden med låg vegetation. Detta gör att områden med höga buskar och träd värms upp snabbare och tidigare på året. Vid en framtida expansion av vegetationen och trädgränsen norrut kommer detta att ge en direkt återkoppling till lufttemperaturen. Det bör också tilläggas att högre vegetation också fångar upp snön bättre än vegetation med låg vegetation, där snön istället blåser bort. Den förbuskning av tundran man idag sett till följd av ett varmare klimat fångar således upp mer snö, vilket kan medföra en högre marktemperatur samt mikrobiell aktivitet under vintern. Den förhöjda mikrobiella aktiviteten ökar i sin tur nedbrytningen i marken som frigör näringsämnen och ökar utsläppen av växthusgaser, som åter ger en positiv återkoppling till vegetationen och klimat. Detta förlopp är känt som ”The snow–shrub–soil–microbe feedback loop”, se figur nedan.
Marken och vegetationen är också viktig för utbytet av växthusgaser till atmosfären. När växter tillväxer förbrukar växten atmosfärens koldioxid (CO2) som binds in i växten genom fotosyntesen. Men det frigörs även kol till atmosfären antingen som CO2 eller metan (CH4). Detta sker genom nedbrytning av det organiska materialet (gammalt växtmaterial) i marken. Om det är CO2 eller CH4 som bildas vid nedbrytningen styrs av hur vått det är i marken, eller snarare hur mycket syre som finns tillgängligt. Syretillgängligheten regleras i sin tur av markens fuktighet, där det i våta marker med låg syretillgång produceras mycket CH4 medan torrare marker får högre syretillgång och där dominerar CO2 produktionen. I de torrare markerna kan det även ske ett upptag av CH4, genom så kallad CH4-oxidation där markbakterier använder CH4 som då omvandlas till CO2. När tundrans permafrost tinar så ökar det aktiva lagret och kol som tidigare inte varit tillgängligt för nedbrytning kan brytas ned. Kol som lagrats in i marken för 1000-3000 år sedan kan bli tillgängligt för nedbrytning om det aktiva lagret fördubblas, i Alaska från 30 cm till mindre än 60 cm. Permafrostens degradering ger även upphov till en försumpning av tundran, vilket möjliggör för en ökad CH4-produktion. CH4 är en ca 25 ggr kraftfullare växthusgas än CO2.
Vegetationen har även en stor påverkan på vattencirkulationen genom transpirationen, det vill säga upptag av vatten genom rötterna som sedan släpps ut i luften genom klyvöppningarna i bladen. En ökning av vegetationen kan således öka vattentransporten till atmosfären och påverka klimatet.
På östsluttningen av Njulla, Abisko (68°N), kan man tydligt se den albedoeffekt som fjällbjörken har på den marknära temperaturen (mikroklimatet). Trots samma solinstrålning så har snön inne i fjällbjörkskogen redan smält medan det uppe på kalfjället ligger ett kontinuerligt snötäcke kvar. Endast åskrönen på kalfjället är fria från snö, vilket snarare är en effekt av vinden än albedot. Bilden är tagen 30 maj 2005 (Robert Björk).