Brug af satellitter til at måle hastigheden af ​​ismassetab på gletsjere

Hvis du sammenligner historiske billeder af gletsjere med dem, der er taget for nylig, du kan se, at hvor der tidligere var is, der er nu meget ofte ikke andet end rock. Geografer, imidlertid, er mindre interesserede i området dækket af en gletsjer, og mere interesseret i dens masse. Forskere fra Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) har nu undersøgt alle gletsjerområder i Sydamerika mere detaljeret end nogensinde før, fra de tropiske områder i Venezuela til de subpolære områder i Tierra del Fuego. Deres to hovedfund er, at den højeste hastighed af massetab er i den patagoniske iskappe, og at gletsjerne i troperne har mistet betydelig mindre masse end tidligere forventet, selvom dette ikke er den gode nyhed, som det kan se ud ved første øjekast.

Opmåling af gletschere er ikke noget nyt. Der er to metoder, der bruges særligt ofte. I den første metode, forskere tager flere målinger direkte ved en gletsjer og projicerer resultaterne for hele regioner. Dette er især problematisk, når det kommer til store gletsjerområder som de store isfelter i Patagonien, da der næsten ikke er nogen in situ målinger tilgængelige for disse områder.

Den anden mulighed er at tage gravimetriske målinger ved hjælp af satellitter. Forskere baserer deres målinger på det faktum, at tyngdekraften på Jorden ændrer sig ikke kun afhængigt af stedet, men også over tid. Det er påvirket af aspekter såsom sammensætningen af ​​jordens overflade, bjergkæder, bevægelser i kernen, pladebevægelser - og, af interesse for vores kontekst, når gletschere taber masse. En ulempe ved denne metode er, at når kun små områder er dækket af gletsjere, som det er tilfældet i de sydamerikanske troper, satellitten modtager kun et svagt signal, og målingen er væsentligt mindre nøjagtig.

En metode til måling af alle gletschere

Geografer fra FAU med speciale i klimatologi, fjernmåling og rumlig information, ledet af Prof. Dr. Matthias Braun og Dr. Tobias Sauter, brugte også satellitdata til opmåling af sydamerikanske gletschere, men de fokuserede på at beregne højdeniveauer i stedet for at basere deres resultater på gravimetriske målinger. To radarsatellitter fra German Aerospace Center (DLR) har kredset om Jorden siden 2010. Målet med TanDEM-X-missionen var at få et tredimensionelt billede af Jorden, som ikke kun er af ensartet kvalitet, men også mere præcis end noget, der er blevet udviklet før.

Højdeforskelle blev registreret ned til sidste meter. Forskerne fra FAU brugte data indsamlet mellem 2011 og 2015 og sammenlignede dem med målinger fra Shuttle Radar Topography Mission fra 2000. Ved hjælp af en kompleks metode, der indebar at lave rettelser og beregne mulige fejlmargener, de sammenlignede dataene for at beregne ændringerne i højden i glaciale regioner i Sydamerika, derved opnås et nøjagtigt billede af ændringerne i gletsjermassen.

Deres metode var usædvanlig, idet de var i stand til at bruge én ensartet metode til at registrere alle gletsjerområder i regionen. Ud over, metoden gav endda nøjagtige data for individuelle gletsjere. Sammenligning af målingerne fra begge rummissioner gav detaljeret indsigt i situationen i hele Sydamerika. For første gang, det lykkedes forskere at analysere de store patagoniske isfelter adskilt fra de omkringliggende, mindre gletschere.

Hele gletsjere er forsvundet

Det største tab af masse, både relativt og i sammenligning med de andre sydamerikanske gletsjere, blev fundet i begge indlandsisfelter i Patagonien, to regioner med et areal på ca. 18, 000 kvadratkilometer, svarer nogenlunde til Rheinland-Pfalz-regionen i Tyskland. Massen af ​​gletsjerne der krympede mellem 2000 og 2011/2015 med en hastighed på cirka 17,4 gigatons om året, svarende til 19,3 kubikkilometer om året. Ikke engang gletsjere i troperne har mistet så stor en del af deres masse.

Årsagen kan være, at de store udløbsgletsjere i Patagonien, som strømmer ud i havet eller søerne efter at have passeret gennem smalle dale, justere dynamisk. De har trukket sig tilbage fra en stabil position og skal nu danne en ny stabil front. Disse processer er blevet observeret i tidevandsgletsjere, der strømmer ud i havet, og er ikke nødvendigvis et resultat af klimatiske påvirkninger, selvom dette faktisk kan være årsagen. Dette fænomen har en endnu større effekt på store gletsjere som dem i Patagonien end påvirkninger udløst af ændringer i temperatur. Tidligere undersøgelser har allerede vist, at hele gletsjere er forsvundet, for eksempel, i områder af Bolivia. Det har nu vist sig, at det også sker i Patagonien.

Langsommere hastighed af massetab i troperne

Den anden vigtige kendsgerning afsløret af forskningen er, at massen af ​​gletsjere i de tropiske områder i Sydamerika - i Venezuela, Columbia, Ecuador, Peru og Bolivia - ændrer sig betydeligt langsommere end tidligere antaget. Fremskrivninger til dato har beregnet, at de 2900 gletsjere der mistede cirka 6 gigatons masse om året. Geograferne fra FAU har opdaget, imidlertid, at de kun taber 0,55 gigatons om året, cirka 10 procent af estimaterne til dato.

Dette resultat er vigtigt, da gletschere er en vigtig kilde til vand i den tørre periode:Når der ikke falder regn, og temperaturerne når deres højeste niveau, gletsjersmeltevand bruges som drikkevand, til kunstvanding og vandkraft. Folk i disse regioner skal derfor vide, i hvilket omfang gletsjerne ændrer sig, og har brug for kvantitative data ikke kun med hensyn til areal, men også med hensyn til deres volumen og masse. I nogle områder såsom de centrale Andesbjerge i Chile og Argentina eller Cordillera Real i Bolivia, eksperter er endda af den opfattelse, at den maksimale mængde vand, der er tilgængelig fra glacialsmeltning, allerede er overskredet. Dette er en indikation af, at gletsjere uigenkaldeligt er på tilbagetog og vil forsvinde helt inden for en overskuelig fremtid. I fremtiden, disse områder vil have mindre vand til rådighed i den tørre sæson.

Undersøgelsen, imidlertid, afslørede også, at nogle områder næsten ikke har oplevet nogen forandring overhovedet, såsom Andesbjergene i det nordlige Chile og Argentina samt i det sydlige Bolivia på Atacama-ørkenens breddegrad.

Forskerne fra Erlangen håber nu, at deres undersøgelse vil blive inkluderet i den næste rapport fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Trods alt, smeltet gletsjeris bidrager til stigningen i havniveauet, og de enorme isfelter i Patagonien er særligt relevante. Gletsjere bruges også som en indikator for klimaændringer i andre henseender. Geograferne fra FAU vil nu udvide deres analyser til at dække andre regioner og undersøge, hvordan situationen udvikler sig over længere tid. På nuværende tidspunkt den globale terrænmodel fra TanDEM-X-missionen er i øjeblikket ved at blive opdateret. Forskere håber at kunne drage fordel af disse data i fremtiden. De er også afhængige af yderligere nationale missioner, som er i pipelinen, såsom Tandem-L-satellitter, hvilket ville gøre det muligt for sådanne målinger at blive gentaget hyppigere.