Fra det minste snøfnugg til de enorme isdekkene i Antarktis, er jordens frosne rike – kryosfæren – både en klimaregulator og et klimavarsel. Den reflekterer sollys som et gigantisk speil, holder på en tikkende karbonbombe i permafrosten, og styrer globale havstrømmer. Hva vil skje hvis større deler av kryosfæren tiner eller smelter?
Kryosfæren er en viktig del av jordens klimasystem og omfatter alle områder på planeten vår hvor vann eksisterer i frossen form. Dette inkluderer snø, is, permafrost, isbreer og havis. Kryosfæren spiller en avgjørende rolle i å regulere jordens energibalanse, påvirke værmønstre og opprettholde unike økosystemer.
I dette kapittelet skal vi se på to delsystemer i kryosfæren; sjøis og innlandsis. Sjøisen er en viktig del av klimasystemet, og her finner vi store årstidsvariasjoner mellom sommer og vinter. De enorme ismassene på Grønland og i Antarktis er ikke bare passive hvite flater på kartet, de fungerer nærmest som en termostat på global temperatur. En smelting av disse vil også gi store konsekvenser for havnivåstigning.
19.1 Sjøis
Hav- og sjøis skiller seg fra all annen is på jorden ved at den dannes, vokser og smelter i saltvann. Dette gjør at den har andre egenskaper enn for eksempel isfjell, elveis, isbreer og is på innsjøer, som alle stammer fra ferskvann eller snø som har falt på land. Sjøisdannelsen er mer langsom enn frysing av ferskvann.
- Salt havvann har lavere frysepunkt enn ferskvann - typisk \(-1,8^\circ C\) for havvann som er stille.
- Saltet fører til at vannets tetthet øker når vannet nærmer seg frysepunktet, som fører til at det synker og forsvinner fra overflaten før det er kaldt nok til å fryse. Typisk må havvannet være ved frysepunktet i de øverste 100–150 meter før det dannes sjøis (Snow & Ice Data Center, n.d.)
Sjøisen vil oftest starte å fryse inntil land, inntil et fartøy eller annen sjøis. I grenselaget nærmest et annet objekt vil vannet være nærmest i ro, og kan derfor fryse. På åpent hav vil bevegelsene fra eksempelvis bølger motvirke at havet fryser, selv om vannet er kaldt nok.
Sjøis kan smelte både fra oversiden og undersiden:
ved kontakt med varm luft
ved kontakt med varmt vann - for eksempel varme havstrømmer under eller på siden av isen
mekanisk nedbrytning ved bølger
varmt sjøvann kan skylle innover isen
Klassifisering
Sjøisen klassifiseres typisk etter alder. Men den kan også klassifiseres etter hvor den er dannet eller etter type.
Alder
Verdens meteorologiorganisasjon (WMO) klassifiserer sjøis etter alder.
Førsteårsis er is som ikke har vokst mer enn én vinter. Typisk 0,3 til 2 meter tykk.
Gammel is har overlevd smelting fra minst én sommer. Typisk tykkelse er opptil 3 meter, eller noen ganger mer.
Gammel is deles gjerne inn i andreårsis, tredjeårsis, flerårsis.
Type
Man kan også dele inn etter deformert eller ikke-deformert is.
Ikke-deformert is er helt jevn. Denne er sjelden, da isen ofte påvirkes og brytes opp av vind, havstrømmer eller bølger.
Deformert is er mekanisk deformert, av vind, bølger, havstrømmer eller termisk ekspansjon:
Lagdelt eller stablet is: to eller flere lag har sklidd oppå hverandre
Skrugarder: is brekker opp av kompresjonskrefter, og så fryser de sammen igjen. Man har observert opptil 50 meter dype skrugarder i Arktis og gjerne 5–10 meter over havnivå (Snow & Ice Data Center, n.d.).
Oppbrukket is: isen brekker opp, vi får sprekker der det er hav mellom. Dette kan være viktig for det biologiske livet i polare strøk.
Sjøisutbredelse
Sjøisutbredelsen i Arktis og Antarktis er svært viktig for jordens strålingsbalanse, dette så vi på i kapittel 3 og kapittel 4.
Figurene nedenfor viser et eksempel på hvordan sjøisutbredelsen var den 9.oktober 2025.
Oppgave 19.7 Figurene nedenfor viser sjøisutbredelse (i millioner kvadratkilometer) gjennom året ved polene på nordlig og sørlig halvkule i perioden fra 1980 til oktober 2024. Ulike farger tilsvarer sjøisutbredelse i ulike tiår.
I denne oppgaven skal du avgjøre om påstandene om sjøisutbredelse i tabellen under figurene er sanne eller usanne. Noen av påstandene er knyttet til figurene nedenfor.
Marker hvilke påstander som er sanne, og hvilke som er usanne.
| Sann | Usann | |
|---|---|---|
| Figuren til høyre viser sjøisutbredelse på den nordlige halvkulen. | ||
| Den årlige variasjonen i sjøisutbredelse (i millioner km2) er like stor på begge figurene. | ||
| Figuren til venstre viser større årstidsvariasjon i sjøisutbredelse enn figuren til høyre. | ||
| Endringer i sjøisutbredelse påvirker i liten grad lufttemperaturen. | ||
| Ifølge figuren til venstre har sjøisutbredelsen vært lavere i september måned i perioden 2010 til 2024 enn i perioden 1980 til 2000. |
19.2 Innlandsisen på Grønland
Innlandsisen på Grønland er verdens nest største iskappe, bare overgått av Antarktis. Isen dekker omtrent 1,7 millioner kvadratkilometer – rundt 85% av øya – og på det tykkeste er den over 3 kilometer tykk. Denne enorme ismassen inneholder nok vann til å heve det globale havnivået med 7 meter dersom den skulle smelte fullstendig. Grønlandsisen er derfor en svært viktig del av jordens klimasystem.
Innlandsisens rolle i klimasystemet
Grønlandsisen spiller flere kritiske roller i klimasystemet:
Albedoeffekten: Den hvite isoverflaten reflekterer store mengder sollys tilbake til verdensrommet. Dette holder temperaturen nede både lokalt og globalt. Når isen smelter og blir mørkere – eller avdekker mørkt land og hav – absorberes mer solenergi, noe som forsterker oppvarmingen ytterligere. Dette er en selvforsterkende prosess som forskerne kaller albedoeffekten.
Havnivåstigning: Når isen smelter, renner smeltevannet ut i havet og bidrar direkte til havnivåstigning. Siden årtusenskiftet har Grønland i gjennomsnitt mistet masse hvert år, og bidratt med ca. 0,7 mm havnivåstigning per år. Dette kan høres lite ut, men over tid og i kombinasjon med andre kilder til havnivåstigning, får det store konsekvenser for kystsamfunn over hele verden.
Påvirkning av havstrømmer: Smeltevann fra Grønland er ferskvann, som er lettere enn saltholdig havvann. Når store mengder ferskvann renner ut i Nord-Atlanteren, kan det forstyrre den storstilte havsirkulasjonen som Golfstrømmen er en del av (AMOC). Dette kan igjen påvirke klimaet i Europa og andre deler av verden.
Massetap og klimaendringer
Grønlandsisen er svært følsom for klimaendringer. Forskere har dokumentert et totalt massetap på over 9000 milliarder tonn is siden år 1900. I perioden 2002–2012 var den årlige smeltingen i gjennomsnitt 215 milliarder tonn vann per år. Smeltingen har akselerert de siste tiårene, og Grønland smelter nå dobbelt så raskt som for bare 20 år siden.
Massetapet skjer på to måter:
Overflatesmeltning: Når temperaturen stiger, smelter snø og is på overflaten av innlandsisen. Smeltevannet samler seg i innsjøer og elver på isoverflaten, og renner til slutt ut i havet. I ekstreme varmeperioder kan hele overflaten av isen smelte, selv på toppen i 3000 meters høyde – noe som ble observert for første gang i 2012.
Dynamisk massetap: Isen oppfører seg som en ekstremt seig elv som strømmer mot kysten. Når breene når havet, brekker store stykker av – vi sier at breen “kalver”. Smeltevann som trenger ned gjennom sprekker fungerer som et smøremiddel, slik at isen sklir raskere ut i havet. Omtrent 40% av massetapet fra Grønland skyldes slike dynamiske prosesser.
Utløpsbreer og kalving
Langs kantene av innlandsisen strømmer store utløpsbreer ut mot kysten, som sakte elver av is. Når breene når fjordene, bryter store deler av isen av og faller i havet – en prosess som kalles kalving. Dette skaper majestetiske isfjell, og kalving fra Grønlands breer produserer mellom 12 000 og 15 000 isfjell hvert år.
Når smeltevann fra overflaten trenger ned gjennom sprekker i isen, akselereres smeltingen ytterligere. Vannet virker som et smøremiddel under isen og får breene til å gli raskere mot havet. Varmt fjordvann som trekkes inn under brefronten, smelter isen nedenfra og forsterker kalvingen. Dette samspillet mellom overflatesmeltning, varmere havvann og isbevegelse gjør at smeltingen skjer raskere enn klimamodellene tidligere har forutsett.
Fremtidsutsikter
Forskning viser at hvis den globale temperaturen stiger med mer enn 1,7 grader over førindustrielt nivå, kan Grønlandsisen komme til et punkt der den smelter helt over tid – selv om temperaturen senere skulle stabiliseres. Vi har allerede nådd 1,4 graders oppvarming, og temperaturen fortsetter å stige. Det er derfor avgjørende å redusere klimagassutslippene raskt for å unngå irreversible endringer i kryosfæren.
19.3 Innlandsisen i Antarktis
Antarktis’ innlandsis er den største enkeltstående ismassen på jorden og dekker omtrent 14 millioner kvadratkilometer – om lag 98% av kontinentet. Med et isvolum på rundt 26,5 millioner kubikkilometer, inneholder den nok vann til å heve det globale havnivået med over 58 meter dersom den skulle smelte fullstendig.
Øst- og Vest-Antarktis
Antarktis er delt i to, og de reagerer forskjellig på oppvarmingen:
Øst-Antarktis: Er høyest, kaldest og foreløpig mest stabil. Her faller det faktisk mer snø i noen områder fordi lufta blir fuktigere når det blir varmere.
Vest-Antarktis: Dette er forskernes største bekymring. Store deler av denne isen hviler på fjell som ligger under havnivå. Det betyr at varmt havvann kan trenge inn under isen og smelte den nedenfra.
“Dommedagsbreen” og de flytende bremsene
Langs kysten av Antarktis flyter store ishyller. Disse fungerer som bremseklosser for isen som ligger på land. Hvis ishyllene kollapser, mister innlandsisen støtten og glir raskt ut i havet. Et eksempel er Thwaites-breen, ofte kalt “dommedagsbreen”. Hvis denne brekker opp, kan det utløse en kjedereaksjon i hele Vest-Antarktis som ikke lar seg stoppe.
Massetap og havnivåbidrag
Satellittmålinger fra GRACE- og GRACE-FO viste at Antarktis i perioden 2002–2023 har mistet omtrent 150 gigatonn is per år, tilsvarende 0,4 mm global havnivåstigning årlig. Fordelingen av massetap er svært ulik:
Vest-Antarktis og Den Antarktiske Halvøy står for hoveddelen av tapet, drevet av dynamisk avrenning og basal smelting under ishyllene.
Øst-Antarktis har regionale variasjoner, med svakt massetap langs kysten og små gevinstområder i indre regioner på grunn av økt snøfall.
Fremtidige prognoser
Klimamodeller anslår at antarktisk massetap kan akselerere under høyere utslippsscenarier, særlig dersom ishyller bryter sammen og dynamisk massetap dominerer. Usikkerheten er størst for Vest-Antarktis. Her kan vi få en selvforsterkende smelting.
19.4 Polynyaer
Polynyaer er områder med åpent vann omgitt av sjøis. De dannes vanligvis i polare strøk, og kan oppstå på grunn av vind, havstrømmer eller varme kilder under isen. Polynyaer er viktige for det marine økosystemet, da de gir tilgang til næringsstoffer og oksygen for organismer som lever under isen. De spiller også en rolle i utvekslingen av varme og fuktighet mellom havet og atmosfæren, noe som påvirker lokale og globale klimamønstre.
Typer av polynyaer
Kystpolynyaer oppstår langs kysten der vind presser ismassene bort fra land, eller der varme kyststrømmer hindrer isdannelse. Et eksempel er polynyaen ved McMurdo Sound i Antarktis, som dannes av sterke katabatiske vinder som blåser av isen mot åpne havområder.
Sentralsjøis-polynyas (også kalt åpne-ocean-polynyas) dannes midt i isdekte havområder når varme undervannsstrømmer smelter isen nedenfra. Den største kjente sentralsjøis-polynyas er Weddellpolynyas i Sørishavet, som kan dekke opptil flere hundre tusen kvadratkilometer når de er aktive.
Dannelse og vedlikehold
Polynyaer dannes og opprettholdes gjennom flere mekanismer:
Vinddrift: Sterke vinder driver isen vekk fra et område og forhindrer at ny is binder seg, slik at et åpent område opprettholdes.
Termisk oppstrømning: Varme vannmasser stiger opp under isen og smelter den nedenfra, noe som hindrer tykkere isdannelse.
Havstrømmer: Kystnære eller dyphavsstrømmer kan frakte varmt vann inn under isen, og dermed skape og vedlikeholde polynyaer.
Økologisk og klimarelevant betydning
Biologiske oaser: Polynyaer er produktive områder med tidlig vårblomstring av plankton når sola kommer tilbake. Dette gir næring til fisk, fugl og marine pattedyr, og kan støtte økosystemer i fjerne polare breddegrader.
Karbonsyklus: Gjennom høye primærproduksjonsrater i polynyaer tas CO₂ opp i vannet og omdannes til organisk materiale, noe som kan påvirke det globale karbonbudsjettet.
Varme- og gassutveksling: Åpne vannflater slipper ut varmere luft og gasser (f.eks. CO₂ og metan) til atmosfæren, og bidrar til lokale klimavariasjoner.
Isdynamikk: Polynyaer påvirker isdannelsen ved å produsere ny is (med tilhørende brine rejection), som øker havets tetthet og bidrar til dypvannsdannelse i polare havbassenger. Dette er en nøkkelprosess i den globale termohaline sirkulasjonen.
Eksempler
McMurdo Sound, Antarktis: En kystpolynya som er avgjørende for Adélie-pingvinenes hekkeområder.
Svalbardpolynyas, Arktis: Flere kystpolynyaer utenfor Svalbard som påvirker lokale fiskeri- og marine økosystemer.
Weddellpolynyas, Sørishavet: Periodisk store åpne områder midt i det isdekte Sørishavet som har vært observert både på 1970- og 2010-tallet.
Polynyaer under klimaendringer
Endringer i vindmønstre, havtemperatur og isdekke kan påvirke hyppighet, størrelse og varighet av polynyaer. Økt havtemperatur og tynnere haleris kan gjøre sentralsjøis-polynyaer mer vanlige, mens endringer i katabatiske vinder kan påvirke kystpolynyaenes dannelse. Siden polynyaer har stor betydning for både økosystemer og det globale havsirkulasjonssystemet, er overvåking og forskning på disse fenomenene viktig for å bedre forstå framtidige klimaskift.