Valtavasta koostaan huolimatta arktinen jääpeite on alati elävä ja liikkeessä. MOSAiC-hankkeessa tutkijat pääsivät havainnoimaan railojen syntyä ja jään muita ilmiöitä ennennäkemättömän läheltä.
Ilmastonmuutos mullistaa arktisen alueen olosuhteita vauhdilla. Arktinen alue on lämmennyt, merijään määrä on vähentynyt ja kesäisin yhä laajemmat merialueet ovat jäättömiä. Globaalit ilmastomallit, joiden avulla tulevaisuuden ilmaston kehityskulkua arvioidaan, kuvaavat kuitenkin vielä puutteellisesti arktista ilmastojärjestelmää.
Kansainvälisessä MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) -yhteistyöhankkeessa pyrittiin paikkaamaan näitä aukkoja ymmärryksessä ja etsimään vastauksia avoimiin kysymyksiin. Hankkeessa Polarstern-tutkimusjäänmurtaja ajettiin syksyllä 2019 kiinni jäihin, ja alus ajelehti vuoden ajan arktisen jääpeitteen mukana keräten tietoa meren, merijään ja ilmakehän vuorovaikutuksista. Ajelehtivana jääasemana toimineella aluksella tehdyt havainnot muodostavat ainutlaatuisen havaintoaineiston Pohjoisen jäämeren tilasta ja prosesseista.
Jään liike on aiempaa nopeampaa ja dynaamisempaa
MOSAiC-tutkimuskampanja on jo tuonut uutta tietoa muun muassa railojen esiintyvyydestä ja dynamiikasta Jäämerellä. Arktinen merijää on kaikkea muuta kuin yhtenäinen tasainen jääkenttä, joka sulaa ja kasvaa reunoiltaan. Jääkenttä liikkuu, halkeilee, avautuu ja ahtautuu tuulien, merivirtojen ja aallokon vaikutuksesta. Sydäntalvellakin jääpeitteen keskeltä löytyy aina muutaman senttimetrin levyisiä halkeamia tai jopa kilometrien levyisiä railoja, jotka voivat olla täysin jäättömiä.
Railoilla on suuri merkitys arktiselle ilmastolle ja ekosysteemille. Railojen kautta merestä vapautuu suuria määriä energiaa, vesihöyryä ja pienhiukkasia ilmakehään. Railot vaikuttavat myös merijään massataseeseen, sillä railoissa muodostuu uutta jäätä ja merijään päällä oleva lumi ajautuu tehokkaasti railoihin. Jääpeitteen massatase kuvaa sitä, kuinka paljon siihen kertyy tai siitä poistuu jäätä. Se on tärkeä suure, kun arvioidaan jäätikön tai jääpeitteen massan muutoksia ja siten sen tulevaisuutta. Railot ovat tärkeitä myös arktisen ekosysteemin kannalta. Ne ovat alueita, joissa levät, hylkeet ja valaat viihtyvät.
Polarsternin tutkimusretken aikana voitiin todeta, että jään liike on merkittävästi nopeutunut vuosikymmenten takaiseen verrattuna. Norjalainen Fridtjof Nansen yritti retkikuntineen 1890-luvulla ajelehtia erityisesti naparetkeilyä varten suunnitellulla Fram-laivalla pohjoisnavalle. Nansenin Fram-laivan tavoin Polarstern ajelehti jääkentän mukana Siperian rannikon puoleisilta merialueilta Grönlannin ja Huippuvuorten väliseen Framinsalmeen, mutta Polarstern ajelehti vain vuodessa saman matkan, mihin Framilla kului kolme vuotta.
Jään liike on nykyisin paitsi nopeampaa kuin ennen, jää myös deformoituu, eli muovautuu, herkemmin. Deformoitumisella tarkoitetaan muutoksia jään rakenteessa sen rakoillessa ja siirtyessä.
MOSAiC-hankkeen tutkimuskampanjan aikana jääkentän railoontumista, leikkautumista ja ahtautumista havaittiin lukuisia kertoja. Suomalaiselle jäätutkijalle ensimmäiset kolme kuukautta laivalla olivat lähes viikoittaista juhlaa, kun havaintolaitteet toimivat moitteettomasti ja tallensivat railojen ja ahtojäävallien syntyä ennennäkemättömällä tarkkuudella.
Muille tutkijoille jään rakenteen jatkuva muuttuminen aiheutti kuitenkin ongelmia. Ennakkoon vahvaksi ja vakaaksi oletetun jäälautan pirstoutuminen vaati jäälle pystytettyjen rakennelmien ja kaapeleiden jatkuvaa huoltoa ja siirtoa uusiin paikkoihin. Toisinaan uudet, vasta muodostuneet ahtojäävallit nielaisivat myös joitain mittalaitteita.
Havainnot opettavat uutta Arktiksesta
MOSAiC-hankkeen tuloksia analysoidaan kansainvälisenä yhteistyönä. Ilmatieteen laitoksen erityisenä asiantuntemusalueena on ollut merijään pienen mittakaavan dynamiikan tutkimus. Viimeisten kahdenkymmenen vuoden aikana yksi mielenkiintoisempia merijään tutkimustuloksia on SAR-tutkasatelliittien avulla saatu havainto siitä, että merijään railot voivat olla useiden satojen tai jopa tuhansien kilometrejä pituisia, mutta vain muutamien kilometrien levyisiä yhtenäisiä vyöhykkeitä. Tieteellisessä kirjallisuudessa näistä käytetään nimitystä “Linear Kinematic Features, LKF”.
MOSAiC-kenttäkampanjassa tärkein havaintolaite oli jäätä muutaman sekunnin välein kuvaava tutkalaitteisto, jonka avulla onnistuttiin havainnoimaan yksittäisten railojen syntyminen ja niiden puristuminen kasaan. Samanaikaisten laivatutka-, poiju- ja satelliittihavaintojen avulla pystyttiin ensimmäistä kertaa havaitsemaan, miten paikalliset pienet railot yhdistyvät ja muodostavat kapean, mutta ylin sadan kilometrin pituisen deformaatiovyöhykkeen. Merkittävimmät railoontumiset tapahtuivat, kun laajan skaalan tuulikenttä ajoi jääkenttää kohti avointa merta.
Ensimmäiset MOSAiC-hankkeessa saadut tutkimustulokset ovat jo valmistuneet, mutta havaintoaineistossa riittää analysoitavaa vielä moneksi vuodeksi eteenpäin.
Teksti: Jari Haapala, tutkimusprofessori, Ilmatieteen laitos
Kuvituskuva: Manuel Ernst/AWI
Julkaisun viitetiedot:
Haapala, J., 2023: Arktinen merijää liikkuu ja rakoilee vauhdilla. Ilmastokatsaus, 25(5), 8–10, https://doi.org/10.35614/ISSN-2341-6408-IK-2023-05-02
