En samling av gamle bilder kan avsløre fremtiden til disse arktiske isbreene

De mammut- og eteriske isbreene på den norske skjærgården på Svalbard nær Nordpolen bærer arr etter klimaendringer mer enn nesten noe annet sted på planeten.

I løpet av de siste tre tiårene har Svalbard gjort det varmes opp dobbelt så raskt som resten av den arktiske regionen og syv ganger det globale gjennomsnittet. Dette får øyenes isbreer til å smelte i en alarmerende hastighet, truer isbjørn og annet dyreliv, og økende havnivå rundt om i verden.

I lang tid har det imidlertid krevd spekulasjoner å forutsi hvor raskt fremtidig oppvarming kan føre til at isen trekker seg tilbake. På Svalbard og andre steder begynte de fleste feltmålinger først på midten av 1900-tallet og satellittobservasjoner enda senere.

Nå hjelper fremskritt innen databehandling forskerne med å bringe gammel is tilbake til livet med utrolige detaljer. Ved å bruke svart-hvitt-bilder tatt på kartekspedisjoner for nesten et århundre siden, lager de tredimensjonale digitale modeller av hvordan isbreer så ut før moderne opptak og belyser måtene de har endret seg over en lengre periode.

En av de største rekonstruksjonene i sitt slag til dags dato, publisert onsdag i tidsskriftet Nature, peker på en urovekkende konklusjon: Svalbards isbreer kan tynnes ut dobbelt så raskt i dette århundret som i forrige.

«Akkurat nå er ikke spådommene våre om fremtidige isbreskifter veldig forankret i alle dataene vi allerede har fra det som skjedde i forrige århundre,» sa Emily C. Geyman, en doktorgradsstudent ved California Institute of Technology og hovedforfatter av det nye studioet. Dypere historisk dokumentasjon lar forskere teste hvor godt mønstrene deres av breendringer stemmer overens med fortiden, sa Geyman, før de bruker dem til å se inn i fremtiden.

«Dette er en unik mulighet til å se litt lenger tilbake i tid,» sa Ward JJ van Pelt, en førsteamanuensis ved Uppsala universitet i Sverige som har bidratt til den nye forskningen.

Teamets rekonstruksjon av Svalbardbreene i 1936 avslører, i overraskende detalj, hvor mye noen av isdekkene har krympet siden 2010. Den gjennomsnittlige tapsraten var omtrent 1,1 fot per år.

Over det iskalde taket på planeten forstyrrer rask oppvarming liv og forstyrrer enorme villmarkslandskap. I sin siste årlige vurdering av Arktis fant U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration at krympende havis og snødekke fortsatte å forvandle regionen det siste året. Sammenbruddet av isbreene forårsaket jordskred og tsunamier. Tiningen av permafrost, eller stadig frossen grunn, har destabilisert husene og infrastrukturen som er bygget på den.

Svalbard finnes i utkanten av arktisk havis om vinteren, sa Dr. van Pelt. Havisen reflekterer mye av sollyset som treffer den, så når isen forsvinner, absorberes mer av solens energi av havet og varmer opp vannet. Dette er hovedårsaken til at Svalbard varmes opp raskere enn resten av kloden.

For å rekonstruere øyenes fortid brukte Geyman og hennes medforfattere en skattekiste med over 5500 flybilder tatt fra et norsk kartprosjekt i 1936 og 1938. De iskalde forholdene gjorde det vanskelig å fly, og utstyret var enkelt: en Zeiss-kamera montert på et rekognoseringsfly.

Bildene, som eies og drives av Norsk Polarinstitutt, en statlig forskningsgruppe, fanger imidlertid dramatisk landskapet. «Jeg var fornøyd med bildene,» sa Geyman.

For å gjøre de falmede negativene om til tredimensjonale digitale modeller, måtte Geyman fortelle datamaskinen sin hvordan hun skulle tolke bildene. Dette innebar å velge punkter på forskjellige bilder som viser det samme trekk i landskapet, for eksempel en sprekk eller kanal gravd ned i isen av smeltevann, slik at programvaren kunne slå sammen bildene riktig.

Alt i alt plasserte den nesten 70 000 slike punkter på bildene. Det tok mesteparten av to år. «Jeg begynte å måtte bruke disse brillene, tror jeg,» sa han og pekte på ansiktet sitt, «fordi jeg myste på de pikselerte bildene på skjermen min.»

Noen steder gjorde den ferske, hvite snøen på bildene det for vanskelig å skille terrenget, så det fylte ut hullene med estimater.

Etter å ha hatt digitale rekonstruksjoner av mer enn 1500 isbreer på Svalbard, sammenlignet Geyman og hennes medforfattere dem med bilder laget av nyere bilder for å finne ut hvor mye isen hadde smeltet siden 1930-tallet.

De brukte deretter disse spesifikasjonene til å forutsi at gjennomsnittshøyden på Svalbards isbreer ville synke til mellom 2,2 og 3 fot per år før 2100, avhengig av økningen i klimagasser i atmosfæren. Disse hastighetene er minst 1,9 ganger tilbaketrekningshastigheten som skjedde på 1900-tallet, selv i et moderat oppvarmingsscenario der globale temperaturøkninger er begrenset til 2 grader Celsius (3,6 grader Fahrenheit) over førindustrielle nivåer.

I flere år har forskere laget tredimensjonale datamodeller av individuelle isbreer. Men først nylig har økt prosessorkraft gjort det mulig å rekonstruere isdekke i hele regioner og fjellkjeder, sa Erik S. Mannerfelt, en glasiolog ved ETH Zürich Universitet i Sveits som ikke jobbet med den nye studien.

«Dette er en ny æra hvor vi ikke kan se på individuelle isbreer, men på deres populasjoner,» sa han.

Mannerfelt er i ferd med å fullføre et eget dokument som bruker 22 000 bilder tatt av sveitsiske klatrere mellom de to verdenskrigene for å fange endringer i sveitsiske isbreer siden tidlig på 1930-tallet. Han håper andre bildearkiver vil gi rom for like detaljerte rekonstruksjoner av isen på Tierra del Fuego-øyene i Sør-Amerika og Himalaya.

«Som vi nå begynner å vite nøyaktig hva som skjedde,» sa Mannerfelt, «kan vi komme med mye bedre spådommer for fremtiden.»