Når is forsvinner fra Vest-Antarktis, skjer det noe overraskende under overflaten: Berggrunnen løfter seg. GPS-målinger har vist hastigheter på opptil 41 millimeter i året i området ved Amundsenhavet. Det er uvanlig raskt og gir forskerne viktig kunnskap om både jordens indre, isens utvikling og framtidig havnivå.
Antarktis forbindes gjerne med is som smelter og hav som stiger. Men hav- og isforskning handler også om den faste jorden under isen. Når vekten av en iskappe endres, reagerer jordskorpen og mantelen. I Vest-Antarktis skjer denne tilpasningen langt raskere enn forskerne lenge antok.
Hva målte forskerne i Vest-Antarktis?
I en studie publisert i Science i 2018 analyserte et internasjonalt forskerlag data fra GPS-stasjoner i Amundsen Sea Embayment, området der blant annet Pine Island- og Thwaites-breene drenerer ut mot Amundsenhavet.
Målingene viste at berggrunnen enkelte steder hevet seg med opptil 41 millimeter per år. Det er blant de raskeste landhevingshastighetene som er registrert i et isdekket område. Til sammenligning kan landhevingen etter siste istid være rundt 10 millimeter per år i deler av Skandinavia.
Tallet betyr ikke at hele Vest-Antarktis stiger like raskt. GPS-stasjonene måler bestemte punkter, og hastigheten varierer med geologi, tidligere isdekke og hvor mye is som har forsvunnet i nyere tid. Men målingene avslørte at jorden under denne delen av Antarktis reagerer på tiår og århundrer, ikke bare over flere tusen år.
Hvorfor stiger bakken når isen blir lettere?
En tykk iskappe veier enormt mye. Vekten presser jordskorpen ned og forskyver materiale i mantelen under. Når isen blir tynnere, reduseres belastningen. Da begynner berggrunnen å bevege seg oppover igjen.
Prosessen kalles glasial isostatisk justering. Den har minst to deler:
- En rask, elastisk respons: Jordskorpen fjærer tilbake når vekten endres.
- En langsommere, viskoelastisk respons: Materiale i mantelen flyter gradvis tilbake og løfter berggrunnen over tid.
Mantelen er ikke et underjordisk hav av flytende stein. Den består hovedsakelig av fast bergart. Under høyt trykk og over lange tidsrom kan den likevel deformeres og strømme svært langsomt, omtrent slik et seigt materiale endrer form.
Vest-Antarktis har en uvanlig ettergivende mantel
Forskerne fant at mantelen under Amundsenhavets kyst har langt lavere viskositet enn det som ofte brukes i globale jordmodeller. En lavere viskositet betyr at materialet kan omfordeles raskere når belastningen fra isen endres.
Det forklarer hvorfor landhevingen kan reagere på istap fra de siste tiårene og århundrene. Øst-Antarktis ligger i stor grad over en eldre og mer stabil kontinental grunn. Vest-Antarktis har en annen geologisk historie, blant annet med tynnere litosfære og et aktivt riftesystem. Derfor kan de to delene av kontinentet reagere svært forskjellig på endringer i islast.
Dette er viktig for forskningen: En modell som behandler hele Antarktis som om undergrunnen var ensartet, kan bomme både på hvor raskt bakken beveger seg og hvordan isen vil utvikle seg.
GPS og GOCE ser ulike deler av det samme systemet
GPS-stasjonene registrerer den vertikale bevegelsen i berggrunnen svært presist. De viser hvor raskt bestemte punkter stiger. Men GPS alene forteller ikke hele historien om strukturen dypt under overflaten.
Her ble data fra den europeiske romorganisasjonen ESAs satellittoppdrag GOCE viktige. GOCE kartla små variasjoner i jordens tyngdefelt fra 2009 til 2013. Tyngdekraften varierer blant annet med hvordan massen er fordelt i jordskorpen, litosfæren og mantelen.
Når tyngdefeltsdata kombineres med seismiske målinger og GPS, kan forskerne lage bedre modeller av jordens indre. GPS viser bevegelsen her og nå, mens GOCE-data bidrar til å forklare hvorfor bevegelsen er så rask.
Kan landhevingen bremse tapet av is?
Landheving kan gi en stabiliserende tilbakekobling. Mange breer i Vest-Antarktis hviler på berggrunn under havnivå. Grensen mellom is som ligger på bakken og is som flyter, kalles grunnlinjen. Hvis berggrunnen løftes, kan vannet bli grunnere ved denne grensen, og tilbaketrekningen av isen kan bremses.
Det er likevel ikke en mekanisme som opphever oppvarming, havdrevet smelting eller tap av is. Effekten avhenger av hvor raskt berggrunnen løfter seg, formen på terrenget under isen, havtemperaturen og hvordan isen strømmer.
Nyere modellarbeid publisert i Nature Communications i 2025 viser hvorfor den faste jorden må tas med i langtidsberegninger. I de undersøkte scenarioene reduserte realistiske, tredimensjonale modeller av jordens indre Antarktis’ beregnede bidrag til havnivåstigning sammenlignet med en modell der jorden ble behandlet som helt stiv. I enkelte simuleringer var forskjellen opptil 23 prosent fram mot år 2500. Resultatet er en korreksjon av prognosene, ikke et løfte om at landhevingen stopper istapet.
Hvorfor denne forskningen betyr noe for havnivået
Satellitter kan måle endringer i gravitasjon og dermed si noe om hvor mye masse en iskappe mister. Men landhevingen flytter også steinmasse og påvirker tyngdefeltet. Hvis forskerne ikke skiller mellom endringer i is og endringer i fast jord, kan estimatet av istap bli feil.
Det samme gjelder framtidsmodeller. Is, hav og fast jord påvirker hverandre:
- Varmere hav kan smelte flytende ishyller nedenfra.
- Tynnere ishyller gir mindre støtte til innlandsisen.
- Når landis forsvinner, avlastes jordskorpen.
- Berggrunnen løfter seg og kan endre vannhøyde, helning og plasseringen av grunnlinjen.
Derfor er hav- og isforskning også geofysikk. For å forstå framtidig havnivå må forskerne følge både vannet, isen og den langsomme bevegelsen dypt under dem.
Kort oppsummert
Berggrunnen ved Amundsenhavet i Vest-Antarktis er målt til å stige med opptil 41 millimeter per år. Den raske responsen skyldes at mantelen i området er uvanlig ettergivende og reagerer på relativt nylig tap av is.
GPS måler selve landhevingen. GOCE-data og seismiske målinger hjelper forskerne med å forstå strukturen under isen. Kunnskapen gjør beregningene av istap og havnivå mer presise og viser at Antarktis må modelleres som et samspill mellom is, hav og en jord i langsom bevegelse.
Videre lesing og kilder
