Dypt nede i de store innlandsisene i Antarktis og på Grønland ligger mengder av frossen informasjon om tidligere tiders klima. Den snøen som en gang falt her, gir oss viktig informasjon om hvordan klimaet var i tidligere tider. Vi kan få tilgang til dette arkivet ved å bore iskjerner så dypt som 3000 meter i Antarktis. I iskjernene kan vi se hvordan temperaturer har variert og istider kommet og gått gjennom flere hundretusen år tilbake i tid. Disse opplysningene gir oss perspektiver på vår egen tid. I de små luftboblene som ligger i isen ser vi hvordan atmosfærens sammensetning varierer i takt med temperaturen for 700 000 år siden. I iskjernene fra Antarktis finner vi at konsentrasjonen av drivhusgasser (bl.a. CO2) i jordens atmosfære er mye høyere nå enn hva de har vært tidligere.
Svalbard er dekket av 60 prosent isbreer og det er naturlig å spørre om også isbreene her kan brukes som klimaarkiv? Det store problemet med breene på Svalbard er imidlertid at smeltingen under sommerhalvåret er så stor at en del informasjon forsvinner når smeltevannet renner ned i isen. Men om vi velger å studere isen på de høyeste isbreene der smeltninga er mindre, så viser det seg at også Svalbards breer er verdifulle klimaarkiv.
Siden 1997 har Norsk Polarinstitutt, i samarbeid med bl.a Universitetet i Uppsala, boret iskjerner på tre ulike steder på Svalbard; høyt opp på Lomonosovfonna våren 1997, på toppen av Austfonna våren 1998 og 1999 og nå senest på Holtedahlfonna (i nærheten av Ny Ålesund) våren 2005. Iskjernene fra Lomonosovfonna og Austfonna dekker de siste 800 årene og den fra Holtedahlfonna de siste 400 årene.
Datering av iskjerner
Som med alle typer av klimaarkiv er datering viktig. Det finnes mange ulike metoder å datere iskjerner på og i de fleste tilfeller bruker man flere metoder parallelt. Horisonter av historiske hendelser er viktig i denne sammenheng. Radioaktive horisonter i snøen etter kjernevåpenspregninger, som de som foregikk i Sibir mellom 1954 og 1974, har ført til store konsentrasjoner av den radioaktive isotopen av cesium ( 137Cs) i isen på Svalbard. Den høyeste konsentrasjonen av radioaktive isotoper fra kjernevåpenspregninger ble målt i perioden 1962-1963. Målinger i forbindelse med Tjenobylulykken i 1986 kan også brukes for å datere snøen flere steder på Svalbard, men er ikke like tydelig som de sibirske kjernevåpenspregningene.
Kjente vulkanutbrudd er en annen relevant dateringsmetode. I alle våre iskjerner fra isen på Svalbard er det islandske utbruddet i Laki i 1783 tydelig i form av høye sulfathalter, men vi har også enstaka volkaniska fragment i isen. Lagret med Laki befinner seg nå på cirka 60-70 meter dybde i den isen vi har tatt iskjerneprøver fra.
Hvor får man informasjon om temperaturer fra iskjernene?
Iskjerner er et fantastisk arkiv når det gjelder å rekonstruere klimahistorie. Et av de viktigste informasjonskildene fra isarkivene er noe som kryptisk skrives som
?18O eller ?D – hvilket er et mål på den relative sammenhengen mellom de ulike stabile isotoperne i vannet som iskrystallene består av. Noe forenklet kan man beskrive prosessen som at hver gang vannet fordamper fra havet eller nedbøren faller skjer det en fraksjonering mellom de ulike stabile isotoperne i vannmolekylen H2O. Fraksjonene er temperaturavhengige og gjennom å analysere snøen på breerne kan vi få frem en tidsserie som speiler endringer i temperaturforholdene i området. Det er denne informasjonen som over lengre tid blir til klimainformasjon.
De 800 år lange tidsseriene med klimainformasjon fra Lomonosovfonna og Austfonna strekker seg tilbake til sluttfasen av Vikingetida da klimaet var mildt – det var jo faktisk en av grunnene til at vikingene kunne reise omkring i de nordlige områdene med båt. Det ser ut som om at varme somrer lik de vi har opplevd den siste tiårsperioden ikke har forekommet på Lomonosovofonna siden 1200-tallet. Det var også en periode med noe høyere temperaturer omkring 1750. Da var det blant annet mye hvalfangt i havet nord for Nordaustlandet, men i den øvrige perioden domineres iskjernene av den generelt kalde perioden som går under navnet ”Den lille istid”. Reultatatet fra iskjerner stemmer bra overens med trenden i temperatur som viser at de seneste årene er de varmeste som er registrert på Svalbard siden man begynte å måle temperaturen med moderne instrumenter i 1911.
Forurensninger i isen
Fram til for cirka 150 år siden hadde ikke vi mennesker gjort mange avtrykk i de frosne arkivene, men på midten av 1800-tallet kommer tydelige spor av den industrielle revolusjonen i form av økende utslipp, senere kommer kjernevåpenspregninger, økende bruk av bil og utslipp av miljøgifter. De store forandringene ser ut til å ha skjedd etter 1950-tallet, med en markant økning av sulfater, nitrater og organiske miljøgifter som stammer fra bl.a. forbrenning av fossiler, brensler og utslipp av fordon. En stor del av det vi ser på Svalbard under denne tiden kan også være lokal forurensning ettersom gruvedriften og befolkningen har økt markant etter 1950.
Iskjernene gir også mulighet til å studere hvordan konsentrasjonene av ulike typer av miljøgifter som PCB, DDT og bromerte flammehemmere varierer over tid. Det er positivt å se at restriksjoner og forbud på anvendelse av mange kjemikalier har gitt resultater i form av mindre utslipp, dette gjelder spesielt PCB og DDT. Dessverre finner vi nå høye konsentrasjoner av en del andre og nye miljøgifter i den øverste snøen, noe som tyder på at økende anvendelse og rask transport av miljøgifter til Svalbard fra de industrialiserte områdene i Europa og Asia.
Fortsatt forskning
Det unike med Svalbard er at øygruppen ligger i et område midt i havet der de varme havstrømmene fra Atlanteren møter det kalde arktiske vannet. Området er derfor mye mer sårbar for forandringer. Svalbard har også en særstilling når det gjelder forurensninger på grunn av sin beliggenhet i den atmosfæriske sirkulasjonen, spesielt under vinterhalvåret.
Nye analysemetoder utvikles hele tiden og iskjernene kommer til å fortsatt gi oss verdifull informasjon om tidlige tiders klima og miljø. Vårt videre arbeid inkluderer flere av de områdene der vi boret iskjerner. Hvor kan vi tenke oss at den eldste isen på Svalbard finnes? Mye tyder på at isen på Svalbard, og også i andre deler av Arktis, smeltet bort under den svært varme perioden for cirka 8000 år siden (istiden sluttet for cirka 10 000 år siden). Vi vet at Austfonna på Nordaustlandet er isen cirka 600 meter tykk. I et samarbeid med japanske forskere boret vi over halvparten ned i dette isdypet våren 1999, og kan dermed datere isen tilbake til 1200-tallet. Kanskje et par tusen år gammel is finnes på bunnen av Austfonna? Framtidens forskningsprosjekter gir kanskje svar på dette spørsmålet.
›› Dr. Elisabeth Isaksson
Norsk Polarinstitutt, Tromsø
›› Dr. Veijo Pohjola
Uppsala Universitet, Uppsala
Det europeiske prosjektet for iskjerneboring i Antarktis (EPICA) ble nylig en av årets vinnere av EUs Descartes forskningspriser
