Salaisuus on jään reunalla
Maapallon jäätiköiden kuvaaminen ja mittaaminen avaruudesta on nykyisin rutiinia, mutta koskaan aikaisemmin ei satelliittihavainnoilla olla päästy käsiksi sinne, missä jäätiköiden sulaminen on kiivainta: jään reunalle. ESAn CryoSat -jäätutkimussatelliitin kyky mitata myös jääalueiden reuna-alueita saa jäätutkijat innostumaan.
"CryoSat auttaa meitä ymmärtämän paremmin jäätiköiden sulamista, koska pääsemme ensimmäistä kertaa mittaamaan mitä jään reunoilla oikeasti tapahtuu", iloitsee jäätutkija Carl Egede Bøggild. Hän työskentelee Tanskan ja Grönlannin geologian laitoksessa (GEUS) ja johtaa siellä Grönlannin jäätiköiden tutkimusohjelmaa nimeltä Icemon.
"Periaatteessa satelliitit ovat erittäin tehokkaita tekemään havaintoja laajoilta alueilta ja seuraamaan tapahtumia suuren mittakaavan tapahtumia, mutta jäätikkötutkimuksen kannalta ongelmana ovat olleet jääalueiden reunat", selittää Carl Egede Bøggild. Ainoa kunnollinen tapa tutkia jään sulamista jääkenttien reunoilla on ollut mennä paikan päälle tekemään havaintoja.
Satelliitti mittaa jääpeitteen paksuutta lähettämällä tutkasignaalin kohti maata ja ottamalla vastaan maasta heijastuneen signaalin pienen hetken kuluttua. Ongelmana on kuitenkin se, jos signaali heijastuu pinnasta jonnekin muualle kuin takaisin ylöspäin. Jääkenttien reunat ovat yleensä hyvin jyrkkiä, joten ne heijastavat ylhäältä niihin osuvaa säteilyä sivulle. Niinpä hyvin usein niistä ei voida tehdä tarkkoja havaintoja, eivätkä reuna-alueet näy siten kunnolla satelliittien tutkakuvissa.
CryoSatin tutkalaitteison kehittäjät ovat onnistuneet ratkaisemaan tämän ongelman, joten satelliitti kykenee ensimmäistä kertaa mittaamaan myös hyvin kaltevia pintoja - olivatpa ne kuinka jyrkkiä tahansa.
"Minun näkökulmastani jään reunat ovat kaikkien kiinnostavimpia tutkimuskohteita, koska ne muuttuvat koko ajan. Jäätikön keskiosat ovat hyvin vakaita ja siksi niissä muutokset ovat hitaita, kun taas jään reunoilla ilmastomuutos näkyy selvästi", jatkaa Carl Egede Bøggild. "Amerikkalaisten lentokoneista tekemät mittaukset ovat osoittaneet, että Grönlannin jääpeite ohenee noin metrillä vuodessa, mutta meidän jään reuna-aluilla tekemämme mittaukset osoittavat jään sulamisen olevan vieläkin voimakkaampaa. Odotamme siksi erittäin jännittyneinä CryoSatin havaintoja ja mitä voimme nähdä niistä."
Jääpeite ohenee hurjaa vauhtia
Tanskalaistutkijoiden maastohavaintojen mukaan eteläisessä Grönlannissa sijaitseva Sermilikin jäätikkö ohenee 2-8 metriä joka vuosi. Tästä tosin vain osa menee ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen piikkiin, sillä paksu jääpeite käyttäytyy kuin keittiön pöydälle pudotettu leipätaikinaköntti: "Se on keskeltä paksumpi kuin reunoista ja valuu kohti reunoja. Kun lumi sataa jäätikön keskelle, muuttuu jääksi ja kasvattaa osaltaan jäätikköä, kestää tuhansia vuosia ennen kuin se liikkuu reunalle. Voisi siis sanoa, että jäätiköllä on muisti, sillä tuhansien vuosien tapahtumat näkyvät yhä siinä. Niinpä osa nyt havaittavasta jäätikön ohenemisesta on itse asiassa seurausta 1800-luvun lopun ns. pienen jääkauden seurausta."
Lämpötiloja on mitattu systemaattisesti vuodesta 1875 alkaen. Kun mittauksia verrataan jään ohenemiseen, voidaan päätellä, että noin puolet sulamisesta johtuu nykyisestä ilmaston muuttumisesta ja loput ovat edellisen jääkauden seurausta.
Icemon-tutkimusohjelma on paljastanut jäätiköiden sisäosien jään laajamittaista ohenemista. Tulokset ovat myös osittain ristiriitaisia, sillä ohenemista tapahtuu myös alueilla, joilla keskilämpötila on laskenut - siis ilma on keskimäärin kylmempää.
"Tämä osoittaa kuinka monimutkaisesta systeemistä on kyse. Voisi ajatella, että yksi sulamiseen vaikuttava indikaattori olisi vuoden aikana olevien sellaisten päivien määrä, jolloin lämpötila nousee nollan yläpuolelle, jolloin jää sulaa pinnalta. Lämpötila ei kuitenkaan ole ainoa sulamiseen vaikuttava asia. Toinen olennainen seikka on jään pintaan osuvan Auringon säteilyn määrä. Se voi vaikuttaa jään sulamiseen hyvinkin paikallisesti."
Vaikka Carl Egede Bøggild odottaa kiinnostuneena CryoSatin laukaisua, hän korostaa etteivät pelkät satelliittien keräämät tiedot riitä. Avaruudesta tehtävät havainnot eivät korvaa vielä kokonaan jäätiköllä tehtäviä mittauksia.
"Satelliitti kykenee näyttämään aikaisempaa tarkemmin kuinka paljon sulamista tapahtuu, mutta se ei kykene kertomaan miksi sulamista tapahtuu. Syiden selvittäminen vaatii edelleen kenttäkokeita. Lisäksi satelliittien havaintojen varmentaminen vaatii mittauksia paikan päällä. Satelliitit ja kenttäkokeet täydentävät toisiaan erittäin hyvin."
CryoSat näkyy netissä
ESAn Pohjoismaiset sivut valmistautuvat CryoSatin laukaisuun julkaisemalla Suomesta, Ruotsista, Norjasta ja Tanskasta satelliittiin sekä sen tehtävään liittyviä artikkeleita. Jutut ilmestyvät ESn nettisivujen Pohjoismaisille sivuille joka tiistai ja torstai 8. lokakuuta suunniteltuun laukaisuun saakka.
