Klimaendringene skjer raskere enn noen gang. Temperaturen ?ker mer enn pessimistene har ansl?tt. Et av de store sp?rsm?lene er hva som skjer med alle isbreene n?r klimaet endrer seg.
– Det finnes 200 000 isbreer i verden. Vi har detaljm?linger bare p? noen hundre av dem. Breene er en viktig klimaindikator og fungerer som et slags termometer p? Jorda, men vi vet ikke nok om hvordan breene endrer seg, poengterer professor Andreas K??b p? Institutt for geofag ved UiO. Han har forsket p? permafrost og isbreer i mer enn tjue ?r.
Selv om de fleste breene minker, er det likevel noen av dem som vokser.
– Jo bedre m?lingene er, desto bedre blir klimamodellene.
Andreas K??b sier at det ogs? er viktig ? f? mer informasjon om permafrosten. Mer enn en tiendedel av landjorda best?r av permafrost. N?r permafrosten tiner, siver klimagassene karbondioksid og metan opp fra bakken. Begge klimagassene er med p? ? fyre opp atmosf?ren.
Permafrosten inneholder dessuten is.
– Det fins utrolig mye is i bakken. Under de store skogene med mosegrunn i Alaska og Sibir kan islaget v?re mer enn tjue meter tykt. N?r isen smelter, synker bakken.
I dag: En-dimensjonale m?linger
Det er tungvint ? overv?ke alle breene og permafrosten fra landjorda. Da trengs det en ufattelig mengde med m?lestasjoner. I dag gj?res dette med satellitter. Satellittene kalles Sentinel og er en viktig del av det europeiske romfartsprogrammet. Sentinel-satellittene overv?ker endringene i alt fra hav, is og breer til jordskjelv og vulkaner. De mest presise m?lingene av bevegelser p? bakken gj?res av radar-satellittene Sentinel-1. Uheldigvis har disse satellittene en stor svakhet: M?lingene er én-dimensjonale. Satellittene kan bare m?le avstanden til bakken. S? lenge det skjer bevegelser p? bakken som ikke p?virker avstanden til satellittene, blir de ikke fanget opp. For eksempel er det bare mulig ? m?le om h?yden p? en bre ?ker eller minker, men ikke om breen beveger seg sidelengs.
I 2029: Tre-dimensjonale m?linger
N? er tiden omsider kommet for bedre m?linger. Den europeiske romfartsorganisasjonen ESA skal om seks ?r skyte opp ytterligere to satellitter. De skal fungere i samspill med én av dagens Sentinel-1-satellitter. De kalles Harmony og koster den nette sum av to og en halv milliard kroner. Ved ? plassere de to nye satellittene et stykke unna hverandre, vil det v?re mulig med tre-dimensjonale m?linger.
Sammen med tolv europeiske forskere lanserte Andreas K??b ideen for ESA. De vant i konkurranse med ti andre forskerteam.
– De nye satellittene vil bringe forskningen om jordsystemet et stort skritt videre.
Harmony-satellittene vil gi langt bedre m?linger av hav, jordskjelv og kryosf?ren, som er den delen av jordas overflate som best?r av isbreer, tele, permafrost, havis og islagte innsj?er. Det vil si den delen av jordoverflaten som best?r av vann i fast form.
– Hva er de viktigste omr?dene som de nye satellittene skal overv?ke?
– Arktis! Alle isbreene skal dekkes. Og store omr?der med permafrost. Vi skal skanne spesielle omr?der i havet og de fleste omr?dene med jordskjelv. S? ja, vi snakker om store deler av jordkloden.
Millimeter-presisjon
Dagens m?linger skjer ved at mor-satellitten Sentinel-1 sender ut radiob?lger. Radiob?lgene treffer bakken og reflekteres tilbake. Ved ? m?le hvor lang tid radiob?lgene bruker turretur er det mulig ? m?le avstanden.
N?r radiob?lgene treffer bakken, spres de i flere retninger. Slikt gir muligheter. Ideen er derfor ogs? ? m?le disse radiob?lgene med de to nye satellittene. Da vil man f? muligheten til ? m?le radarb?lgene fra tre retninger samtidig. Og det er nettopp det som skal til for ? f? tre-dimensjonale m?linger.
Dette h?res kanskje enkelt ut, men det trengs sv?rt god synkronisering mellom mor-satellitten og de to nye satellittene for ? kunne m?le alt helt riktig. Radiob?lger beveger seg med lysets hastighet. For ? kunne beregne alle avstandene til Jorda med millimeterpresisjon, trengs det utrolig nok m?linger med en n?yaktighet p? en tretti milliarddels sekund. Da snakker vi!
Hver tolvte dag vil satellittene passere over det samme punktet. Da vil de kunne m?le endringene p? bakken siden forrige passering.
De tre satellittene skal fungere i samspill p? to m?ter. Den ene m?ten egner seg best til ? overv?ke hav og bevegelser p? bakken og p? fjell.
For ? klare dette vil den ene satellitten befinne seg 400 kilometer foran mor-satellitten, mens den andre skal sveve 400 kilometer bak den.
Med den andre m?lemetoden vil begge satellittene v?re 400 kilometer foran mor-satellitten, men bare én kilometer fra hverandre. Du lurer sikkert p? hvorfor.
– Denne metoden er spesielt egnet til ? m?le endringer av volum over tid, slik som hvordan volumet av en isbre endrer seg.
Metoden er ogs? velegnet til ? m?le hva som skjer i s?kalte permafrost-hotspots. Hotspots er omr?der der permafrosten tiner veldig raskt. Da synker terrenget.
?n satellitt for lite
For forskerne hadde det v?rt langt bedre om det ble skutt opp tre satellitter samtidig, slik at to av dem ble plassert i tandem foran mor-satellitten, mens den siste gikk i bane bak den. Men det har ikke ESA r?d til. Uheldigvis er det dyrt ? lage satellitter. Det er ogs? sv?rt kostbart ? skyte dem opp. Og ettersom det bare er plass til to slike satellitter i én rakett, m?tte forskerne velge minimumsl?sningen.
De har derfor gjort et kompromiss.
N?r de to satellittene skytes opp i 2029, skal de f?rst kj?res i tandem, det vil si at de skal plasseres én kilometer fra hverandre, 400 kilometer foran mor-satellitten. Etter ett ?r skal den ene satellitten flyttes 800 kilometer bakover, slik at den svever 400 kilometer bak mor-satellitten. Etter tre ?r skal den flyttes tilbake igjen.
Den ene satellitten m? flyttes
Det er en omfattende sak ? flytte en satellitt. Mange ingeni?rer kommer til ? jobbe d?gnet rundt i kommandosentralen i Darmstadt i Tyskland n?r satellitten skal flyttes.
Du lurer sikkert p? hvordan i alle dager det er mulig ? flytte en satellitt frem og tilbake. Da er du ikke alene!
For ? flytte en satellitt fremover er trikset sv?rt enkelt, men likevel intuitivt vanskelig ? forst?. For ? ?ke hastigheten p? satellitten, m? den bremses. Da synker den litt i h?yde og vil komme n?rmere Jorda. Oml?pstiden blir raskere jo n?rmere jordkloden den kommer. N?r satellitten har kommet til den rette posisjonen, m? den gi gass. Da stiger satellitten og havner i en h?yere bane. Og da vil den bevege seg saktere igjen.
– Vi m? alts? bremse den for at den skal bli raskere og gi gass for at den skal kj?re saktere.
Flaskehalsen er drivstoffet. Drivstoff veier en del. Satellitter trenger bare litt drivstoff for ? justere kursen hver gang den ikke holder seg i en stabil bane, men det trengs mye drivstoff for ? flytte en satellitt 800 kilometer.
Overv?ker ustabile fjell
De tre-dimensjonale m?lingene er spesielt relevante for Norge. N? vil det v?re mulig ? overv?ke ustabile fjell. Noen av de mest kjente truslene er fjellpartiene ?kerneset ved Geirangerfjorden og Nordnesfjellet i K?fjord i Troms.
Hvis de raser ut, vil de kunne utl?se alvorlige flodb?lger som kan knuse befolkete omr?der. De to fjellpartiene er allerede i dag under konstant overv?king. Det er betryggende.
De nye satellittm?lingene vil gj?re det mulig ? f? en bedre oversikt over alle ustabile og rasutsatte fjell, ikke bare i Norge, men over hele jordkloden.
– Vi kan finne flere ?kernes med de nye m?lingene og forst? bedre hvordan de beveger seg. Vi kan alts? oppdage nye, rasutsatte fjell. Og selv de ustabile fjellene som vi kjenner til i dag, kan vi m?le enda mer n?yaktig fra satellitt.
Jordskjelv
De nye, tre-dimensjonale m?lingene vil ogs? gj?re det lettere ? forst? bevegelsene i jordskorpen. Jorda best?r av en rekke kontinentalplater. De flyter p? magmaen. Der kontinentalplatene m?tes, kan det oppst? jordskjelv. Flere titusen mennesker d?r i jordskjelv hvert ?r.
– Med de nye 3D-m?lingene kan vi i fremtiden m?le hvordan spenningen bygger seg opp. Det store h?pet til geologene er ? kunne beregne faren for jordskjelv.
Og s? er det selvsagt havstr?mmene. Uten Golfstr?mmen hadde Norge v?rt et iskaldt land. Klimaendringer kan uheldigvis endre p? havstr?mmene. De nye m?lingene vil gj?re det mulig ? overv?ke havstr?mmene og f?lge bedre med p? om de beveger seg raskere eller saktere.
Enorme datamengder
For ? kunne studere alle endringene p? Jorda, er det n?dvendig ? lagre alle m?lingene over tid. Hver eneste m?ling tar mye plass. Det er derfor snakk om enorme mengder med data.
– Summen av alle datamengdene kan sammenlignes med partikkelfysikk-eksperimentene i CERN. Her er vi i samme liga som dem, poengterer Andreas K??b, som ser frem til de nye, tre-dimensjonale m?lingene i 2029.