Hur glaciärer bildas: från snö till is
Glaciärer bildas inte av ett enstaka kraftigt snöfall. De är resultat av en lång och metodisk process av ackumulering, komprimering och omvandling som kan ta allt från ett decennium till flera tusen år, beroende på klimat, höjd och geografisk position. Att förstå denna process är att förstå glaciärens grundläggande natur — ett is-arkiv av tid, tryck och temperaturhistoria.
Den fundamentala förutsättningen för glaciärbildning är enkel: mer snö måste falla under en period än vad som hinner smälta, sublimera eller blåsa bort. Om detta upprepas år efter år börjar snön staplas upp, de undre lagren komprimeras och omvandlas gradvis till tätare och tätare istillstånd. Var på earth detta sker beror på klimatzonen — i arktiska och antarktiska regioner kan det ske vid havsnivån, i alpina miljöer kräver det stor höjd och specifika exponeringsvinklar.
Lössnö och kristallstruktur
Nyfallt snö har en densitet som varierar kraftigt beroende på kristallstorlek, fuktighet och vindpåverkan, vanligtvis mellan 50 och 200 kg per kubikmeter. Snökristallerna i lössnön är komplexa hexagonala bildningar, och mellanrummen är fyllda med luft. Snöns höga albedo — reflektionsförmåga — innebär att den reflekterar tillbaka en stor andel av den inkommande solstrålningen, vilket håller temperaturerna lägre.
Direkt efter att snön fallit börjar den omvandlas. Termisk metamorfism — drivna av temperaturgradienter inom snötäcket — förändrar kristallernas form. Under temperaturförhållanden nära 0 celsius omvandlas de fingrenade snökristallerna till runda korn som packar sig tätare. Under kallare betingelser, med stark temperaturgradienten, bildas i stället kantiga faceterade korn och slutligen djuprimfrost — en svag, porös struktur som är lavinbenägen.
Firn: mellansteget
När snö överlever en sommar utan att smälta helt kallas det firn — från det tyska och schweiziska dialektordet för "föregående år." Firnens densitet är vanligtvis 400–830 kg per kubikmeter, ett mellansteg mellan lössnö och glaciäris. Porer och luftkanaler finns fortfarande i firnet, men luften rör sig mer trögt.
Processen av firnomvandling till is drivs primärt av det övertryck som nya snölager utövar ovanifrån. Under trycket komprimeras kornen mot varandra, luftvolymen minskar och rekristallisering sker — gamla korns gränsytor smälter lokalt och iskornen växer samman till en tät polykristallin massa.
I tempererade Alperna kan denna process ta 25–40 år. Vid Sydpolen i Antarktis, där temperaturerna är extremt låga och trycket byggs upp av långsam ackumulation, kan det ta 2 000–3 000 år.
Glaciäris: avsluten luftbubblor
När firnets densitet överskrider ungefär 830 kg per kubikmeter stängs de sista luftkanalerna av och gasen fångas in som individuella luftbubblor i isen. Det är vid denna punkt som materialet officiellt klassas som glaciäris. Densiteten fortsätter att öka med djupet, och i de djupaste delarna av iskärnan når den nära 917 kg per kubikmeter — den teoretiska tätheten för hexagonal is I (is-I-h).
De inneslutna luftbubblorna är vetenskapligt extremt värdefulla. De innehåller prover av atmosfärisk luft från den tidpunkt när de förslöts, vilket möjliggör direkta analyser av historiska koldioxid-, metan- och kväveoxidkoncentrationer. Vostok-kärnan i Antarktis visade att atmosfärens koldioxidhalt under de senaste 420 000 åren varierade cykliskt mellan ungefär 180 och 280 ppm — tills industrialiseringen drev koncentrationen bortom 420 ppm, ett värde utan historisk parallell i iskärneregistret.
Bergglaciärer kontra iskappor
Processen för glaciärbildning är densamma oberoende av geografisk skala, men tidsskalorna och förhållandena varierar. En liten bergglaciär i Alperna kan bildas på ett par hundra år om klimatförhållandena är gynnliga — en period av förkyld sommartemperatur och ökad vintersnö räcker. Under den Lilla istiden (ca 1350–1850) expanderade bergglaciärerna i Europa och Anderna kraftigt som svar på exakt sådana förhållanden.
Iskappor som Grönlands och Antarktis isbräcken byggs upp under geologiska tidsskalor. Grönlands isbräcke bedöms ha börjat ackumuleras för ungefär 3 miljoner år sedan, under en period av global avkylning. Kärnan i Antarktis kan spåras tillbaka ännu längre — det äldsta isen i Antarktis under det kommande Beyond EPICA-projektet beräknas vara 1,5 miljoner år.
Förutsättningarna för nya glaciärer
Klimatförändring eliminerar glaciärer i tropiska och tempererade regioner, men skapar i princip inga nya under moderna klimatförhållanden. Det finns regioner — höga arktiska latituder, höga bergsmasiv i kontinentala klimat — där glaciärer kan vara stabila eller nästan stabila under nuvarande klimat. Men de flesta bergglaciärer i världen är på reträtt och fler smälter bort snabbare än vad ackumulationen kan kompensera.
Det existerar rena glaciärer som bildades under 1900-talets kalla perioder och som nu befinner sig i ett tillstånd av balans eller svag tillbakagång. Men globalt sett har massbalansbudgeten för bergglaciärerna varit negativ under fyra på varandra följande decennier.
Utforska kartan för att se var världens glaciärer befinner sig idag och ta del av det fantastiska mångfalden av glaciärtyper och miljöer som den globala isgeografin erbjuder.