Röviden

Grönland belsejét egy hatalmas jégtakaró borítja, amely a sziget mintegy 80%-át fedi le. A helyenként akár három kilométer vastag jégréteg körülbelül 2,9 millió köbkilométer jeget tartalmaz. Ha ez az egész elolvadna, a globális tengerszint körülbelül hét és fél méterrel emelkedne. Nyilvánvalóan jobb lenne, ha ez nem következne be.

Ha bármilyen jégtakaróval kapcsolatos tudományos anyagot olvasunk, hamar találkozunk egy gyakran használt fogalommal: a „tömegmérleggel”. A tömegmérleg egy jégtakaró állapotának mutatója. A jégtakarók tömeget nyernek hófelhalmozódás révén, és tömeget veszítenek az úgynevezett „abláció” során, amely magában foglalja a szublimációt, a párolgást, az olvadást és az olvadékvíz lefolyását, valamint a gleccserek által történő szilárd jégkibocsátást. Ha a jégtakaró tömegmérlege pozitív, akkor növekszik. Ha azonban negatív, akkor zsugorodik.

1991 óta a műholdak folyamatos adatokat szolgáltatnak a grönlandi jégtakaróról radarok, lézerek és a helyi gravitáció változásait érzékelni képes műszerek segítségével. Ezek a módszerek lehetővé teszik a tömegmérleg kiszámítását.

Több mint 30 évnyi műholdas adat birtokában ma már átfogó képet alkothatunk. A grönlandi jégtakaró az 1990-es években közel egyensúlyi állapotban volt. Azóta azonban az éves veszteségek növekedtek. Egy friss tanulmány szerint Grönland 1992 és 2018 között közel 4000 milliárd tonna jeget veszített, ami majdnem 11 milliméterrel növelte a globális tengerszintet.

A jégtakaró tömegmérlegének csökkenése két fő okra vezethető vissza. Először is növekszik az olvadékvíz lefolyása. Láttál már felvételeket élénkkék tavakról, amelyek folyókkal összekapcsolódva átszelik a jégtakaró felszínét, majd látványos zuhatagok formájában eltűnnek benne? Ez az olvadékvíz lefolyása. Másodszor, a gleccserek instabillá válása figyelhető meg – amikor a gleccserek felgyorsítják a jég óceánba történő szállítását, amit sokan láthattak már a látványos jégborjadzási eseményeket bemutató videókon. Grönland esetében úgy gondolják, hogy ez a két folyamat nagyjából egyenlő arányban járul hozzá a jégtakaró veszteségéhez.

Természetesen a jégveszteség üteme évről évre változik. Ez az időjárási mintázatoktól függ. Egy hűvösebb, sok hóval járó év jelentős mértékben ellensúlyozhatja a veszteségi folyamatokat. Ugyanakkor 2023 júniusában a hőmérséklet 0,4 °C-ra emelkedett a Summit Station kutatóállomáson, amely 3216 méteres tengerszint feletti magasságban, a jégtakaró közelében lévő legmagasabb pont környékén található. Ez mindössze ötször fordult elő az állomás 34 évvel ezelőtti létrehozása óta. Mint mindenütt máshol, az évről évre jelentkező mintázat meglehetősen változatos; azonban a több évtizedes tendencia a meghatározó, és az egyértelműen csökkenő irányú.

Hosszú távú éghajlati trendek vizsgálatakor soha nem érdemes rövid időszakokra fókuszálni. Az olyan állítások, mint amilyet Christopher Monckton tett a fenti „mítosz” részben 2009-ben, egyszerűen érvényüket vesztették az idő múlásával.

Részletesebb magyarázat

Az olyan történetek, mint például a grönlandi jégtakarón található, ma már használaton kívüli Dye-2 és Dye-3 hidegháborús radarállomások hó alá temetődése, egyesek szerint azt bizonyítják, hogy Grönland jeget nyer. Azonban néhány elszigetelt radarállomás nem reprezentálja a teljes jégtakarót, ráadásul a késő 2000-es évek, amikor ezek az állítások megszülettek, ma már régen elmúltak. Nézzük meg tehát, hogyan értékelik a jégtakarókat, és mi történt azóta.

Bármely jégtakarón a jégveszteség felszíni olvadás, szél okozta abláció és szublimáció révén történik. A felszíni olvadékvíz a hasadékrendszereken keresztül a gleccser aljába jut, ahol kenőanyagként működve felgyorsítja a lejtő irányába történő mozgást. Amikor a part menti jégselfek olvadás vagy összeomlás következtében eltűnnek, a támasztó hatásuk megszűnése hasonló következményekkel jár, ahogyan az is, amikor a meleg víz a gleccserek talapzati vonalának visszahúzódását okozza. Mindezeket a folyamatokat az emelkedő hőmérséklet erősíti.

Bár a glaciológusok helyszíni méréseket is végeznek, nagyléptékű megfigyelésekhez ma már általánosan műholdakat használnak. A műholdak kiterjedt, nehezen megközelíthető területekről szolgáltatnak adatokat, amelyek eléréséhez egyébként expedíciókra lenne szükség. Három fő mérési paramétert alkalmaznak a jégtakarók vizsgálatára: a magasságváltozást, a tömegváltozást és az anyagáramlási (fluxus) komponenseket. Az első ilyen mérésekre képes műholdakat az 1990-es évek elején bocsátották fel: az ERS-1-et 1991-ben, az ERS-2-t 1995-ben. Így a jégtakarók változásáról rendelkezésre álló műholdas adatsor ma már több évtizedre nyúlik vissza.

Magasságváltozás

A grönlandi jégtakaró magasságát lézeres és radaros magasságméréssel (altimetriával) egyaránt mérik. Mindkét esetben egy jelet bocsátanak ki a jég felszínére, amely visszaverődik. A radar- és lézerhullámok egyaránt a fénysebességgel terjednek, így a visszatérésükhöz szükséges idő rögzítésével kiszámítható a megtett távolság. A radaros magasságmérő jelek jó lefedettséget biztosítanak a jégtakarók esetében. Kezdetben azonban felbontási problémák merültek fel, ami nehézségeket okozott a lejtős vagy egyenetlen felszínek mérésében. A lézeres altimetria szintén rendkívül pontos, és még jobb felbontással rendelkezik, mint a radaros módszer, azonban a felhőborítottság problémát jelenthet.

A radaros jelek a felszín közeli, még nem tömörödött hó- és jégrétegbe is behatolnak. Ez torzítást vihet az adatokba. Az ilyen programokon dolgozó szakemberek jól ismerik ezeket a problémákat. 2010-ben pályára állították a CryoSat-2 műholdat, amely egy jóval nagyobb felbontású radaros magasságmérővel van felszerelve. Ez az altiméter összetett radaros kombinációs technikákat alkalmaz, úgynevezett radar-interferometriát, a vízszintes felbontás javítása érdekében. Ennek köszönhetően akár néhány centiméteres jégmagasság-változások is pontosan mérhetők. A CryoSat-2 további előnye, hogy a lehető legnagyobb szélességi lefedettséget biztosítja az altiméterek közül: a mérések egészen az északi 88°-ig végezhetők. A még fejlettebb eszközök irányába haladva a következő generációs megfigyelő műholdakat, a Sentinel 3A-t és 3B-t, 2016-ban, illetve 2018-ban bocsátották fel.

Tömegváltozások

A gravitációs mérés (gravimetria) a regionális gravitációs mezők változásait méri úgy, hogy pontosan meghatározza a műholdakra ható gravitációs vonzást, miközben azok áthaladnak egy adott terület felett. Ahogy egy jégtakaró időben tömeget nyer vagy veszít, a regionális gravitációs erők is megváltoznak. Ezeknek a változásoknak a mérése lehetővé teszi a tömegváltozás becslését. A módszer lényege két, azonos pályán mozgó műhold közötti távolság rendkívül pontos nyomon követése. Ez volt az egyik célja annak az űrmissziónak, amely alapjaiban változtatta meg a Föld gravitációs erőinek vizsgálatát. Ezt Gravity Recovery and Climate Experimentnek, röviden GRACE-nek nevezik, és 2002-ben indították. A GRACE küldetés 2017-ben véget ért, de ezeket a rendkívül innovatív módszereket a 2018-ban indított GRACE-FO (GRACE Follow-On) misszió továbbvitte.

Fluxuskomponens-módszer

A fluxuskomponens-módszer az egyes gleccseres vízelvezető rendszerek teljes tömegbeáramlásának és tömegkiáramlásának becslésén alapul. Ezek az értékek összegezve lehetővé teszik a teljes jégtakaróra vonatkozó helyzet meghatározását. A tömegbeáramlás becsléséhez részletes ismeretek szükségesek a hófelhalmozódás térbeli és időbeli mintázatairól. A gleccserek tömegének helyszíni megfigyelése meteorológiai adatokon, hógödrökön, jégmagokon és jelzőkarókon alapul. Ezek az adatok a regionális jégtakaró-modellek hitelesítésére szolgálnak. A modellezés és a mérések közötti jó egyezés növeli a módszer megbízhatóságát.

A kiáramlás becslése a jégáramlás sebességének és a jég vastagságának mérésén alapul. A radar-interferometria lehetővé teszi a felszíni sebességek közvetlen, minden időjárási körülmények között történő mérését. A jégáramlások mélységét különböző módszerekkel becsülték, például az alapkőzet topográfiai modelljei vagy talajradaros vizsgálatok segítségével.

Műholdas megfigyeléseket is alkalmaznak a jégfelszín sebességének mérésére, bár a jégtakaró sebessége gyakran mélység szerint változik, ami bizonytalanságot vihet az eredményekbe. A kifolyó gleccserek azonban általában gyors talpi csúszással mozognak, ezért ezeknél a jégáramlásoknál a sebesség mélység szerinti változása minimális.

1. ábra: A GRACE és GRACE-FO műholdas gravimetriás mérésein alapuló tömegmérleg, amely a grönlandi jégtakaró teljes tömegváltozását mutatja gigatonnában (Gt) 2002 áprilisa és 2023 szeptembere között. Forrás: NOAA Arctic Report Card 2023, 33. oldal.

E különböző küldetések eredményei mind ugyanarra mutatnak (pl. 1. ábra): nettó negatív tömegmérleg – 1998 óta minden évben a jégveszteség dominál. Ugyanakkor jelentős az évenkénti változékonyság az időjárás ingadozásai miatt. Egyes teleken sokkal nagyobb a hófelhalmozódás, mint máskor, és egyes nyarak melegebbek, mint mások. Példaként: a 2022. szeptember 1. és 2023. augusztus 31. közötti egyéves időszakban a GRACE-FO a grönlandi jégtakaró teljes tömegmérlegét -156 ± 22 Gt értékre becsülte. Ez körülbelül 0,4 mm tengerszint-emelkedésnek felel meg 12 hónap alatt. Ez az év azonban az átlagosnál kisebb jégolvadást mutatott. Ezzel szemben a 2010–2018 közötti időszakban az átlagos éves jégveszteség hatszorosa volt az 1990-es évek értékének (Mouginot et al. 2019).

A grönlandi jégtakaró megfigyelésének módszertanáról és eredményeiről kiterjedt szakirodalom áll rendelkezésre a korai munkáktól (pl. Johannessen et al. 2005) egészen a legújabb kutatásokig (pl. Shepherd et al. 2019; Mankoff et al. 2021 és az ezekben hivatkozott munkák). Kiindulópontként azonban a NOAA éves Arctic Report Card kiadványa jól használható, amely a jelenleginél jóval részletesebb irodalmi hivatkozásokat tartalmaz.