Numeeristen mallien avulla ymmärrämme, kuinka jäätiköt käyttäytyvät niin nykyisessä ympäristössään kuin ilmaston muuttuessa.

Tiivistyneen jään kerrokset peittävät kymmentä prosenttia maapallon maapinta-alasta. Ne eivät sula pois kesän aikana, ja ne virtaavat oman painonsa alla. Jäähyllyt ja lakijäätiköt muodostavat suuren osan näistä jäätiköiksi kutsutuista jäämassiiveista.

- Näitä jäätiköitä tutkitaan hyödyntämällä tietokoneohjelmia, jotka matemaattisten yhtälöiden mukaan kuvaavat jään fysikaalisia prosesseja, kertoo Helsingin yliopistossa 13.2. väittelevä Yongmei Gong.

Hänen aikomuksenaan on uusien tutkimusten avulla parantaa numeeristen mallien käyttöä jäätikkötutkimuksessa.

Kuinka Etelämantereen jääpeite muuttuu?

Yongmei Gong on väitöskirjaansa varten käyttänyt numeerisia malleja tutkiakseen, kuinka Etelämantereen jääpeite muuttuu seuraavien 100 – 200 vuoden aikana ilmastonmuutoksen vaikutuksesta sekä sitä, mikä laukaisee arktisen lakijäätikön muutoksen pitkästä rauhallisen virtauksen kaudesta verrattain lyhytaikaiseen, nopeaan virtaustapahtumaan.

Numeerista jään virtauksen mallia Yongmei Gongin väitöstyössä käytetään valumajärjestelmän muutosten tutkimiseen. Malli ottaa huomioon lumen kertymisen ja jäätikön pohjan sulamisen ilmastomalleista saatujen pakotteiden puitteissa.

Itäisen Etelämantereen yksi suurimmista valumajärjestelmistä on Lambertin jäätikkö – Ameryn jäähylly (Lambert Glacier – Amery Ice Shelf, LG-AIS). Ameryn jäähylly käy tällä hetkellä läpi vakaata ja luonnollista virtauskautta poikien jäävuoria mereen. Ilmastonmuutoksen myötä tämän valumajärjestelmän kohtalo seuraavan 100 – 200 vuoden aikana on kuitenkin avoin.

- Tulokset osoittavat, että vaikka Ameryn jäähylly saattaa sulaa merkittävästi, LG-AIS -virtausjärjestelmä pysyy vakaana myös 2100- ja 2200-luvuilla. Myös jäämassan nettotuotto valtamereen tulee olemaan melko vähäistä, joten sen vaikutus merenpinnan korkeuteen on pieni, väittelijä sanoo.

Huippuvuorilla lakijäätikön virtaus on kiihtynyt portaittaisesti kesän sulamiskauden loputtua

Huippuvuorten Austfonnan Basin 3 -lakijäätikön uskotaan olevan ajoittaisen nopean virtaustyypin jäätikkö. Siinä vallitsee pitkäaikainen, hidas virtaus, jonka lyhyet, hyvin nopean virtauksen kaudet väliin katkaisevat.

- Kahta eri jäävirtausmallia käyttäen olen yrittänyt selittää niitä mekanismeja, jotka vaikuttivat vuonna 2011 alkaneeseen liikkeen nopeutumiseen. Tulokset osoittavat, että jäätikön pohjan liike vaikuttaa voimakkaasti kiihtyvään virtaukseen ja hyvin todennäköisesti siihen vaikuttaa myös jäätikön alla sijaitsevan sedimentin muovautuminen ja jäätikön alainen hydrologia, Yongmei Gong sanoo.

Tämän jäätikön virtaus on sitten vuoden 2008 kiihtynyt portaittaisesti jokaisen kesän sulamiskauden päätyttyä. Diskreettiä partikkelimallia, joka jakaa mallijäätikön pieniin partikkeleihin ja kykenee tuottamaan syviä halkeamia mallijäätikköön, käytetään portaittaisen kiihtymisen selittämiseen. Tämä malli tuottaa sellaisten halkeamien sijainnit, jotka voisivat toimia virtauskanavina sulamisvedelle ja viedä tätä jäätikön pohjan hydrologiseen järjestelmään.

Mahdollisiksi selityksiksi portaittaiselle kiihtymiselle voidaan antaa joko sulamisveden liukastava vaikutus jäätikön pohjassa - tai sitten jäätikön pohjaan kertyneen veden kelluttava vaikutus.

 

Väitöstilaisuus Helsingin yliopiston tapahtumakalenterissa: https://helsinginyliopisto.etapahtuma.fi/en-us/Kalenteri/English?id=50466#.WnW562luZhE

Väitöskirja “Ice flow modeling of ice shelves and ice caps” luettavissa täältä: https://helda.helsinki.fi/handle/10138/231173

Katso lisää:
YouTube video “Glacier surge: Austfonna, Svalbard, 2011–2016”, NorskPolarinstitutt: https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_836906983&feature=iv&src_vid=LGckfBq7wiQ&v=38S7VGncI74

 

Yhteystiedot:
Yongmei Gong, yongmei.gong@helsinki.fi, tel. +358 50 448 7092

Minna Meriläinen-Tenhu, @MinnaMeriTenhu, minna.merilainen@helsinki.fi, +358 50 415 0316