Havsis bildas i polartrakterna för att det blir så kallt på vintern. Å andra sidan är kallt vatten tyngre än varmt, så det avkylda vattnet borde sjunka och inte bli kvar vid ytan. Denna vattensänkning borde föra tillbaka det varmare vattnet till ytan och förhindra att is bildas i haven.
Forskare från bland annat Göteborgs universitet presenterar nu en förklaring till varför så inte är fallet. Studien presenteras i den vetenskapliga tidskriften Science advances.
– Salthalten i ytvattnet är lägre tack vare tillförseln av sötvatten från smältande isar vid polerna och nederbörd till havet. Skillnaden i salthalt mellan ytvatten och det på större djup är en viktigare faktor för att havsis kan bildas än de låga temperaturerna vid polerna. Utan skillnaden i salthalt hade vattnet inte skiktat sig och då hade det skett en ständig omblandning av havsvattnet som hade förhindrat isläggningen, säger Fabien Roquet, professor i fysisk oceanografi vid Göteborgs universitet.
Salthaltsskillnaden skapar ett ”lock”
Ytvattnet med lägre salthalt skapar ett ”lock” som hindrar varmt vatten från att stiga upp till ytan. Utan locket så hade polarkylan inte räckt till för att frysa ständigt uppvällande varmare vatten.
Styrkan i detta salthaltslock beror på havsvattnets unika egenskaper. I sötvatten har vatten som är kallare än 4 grader Celsius en lägre densitet och stannar därför vid ytan och fryser till is, utan att mixas med vatten från större djup. Men i havet har saltvatten en densiteten som är allra lägst precis vid fryspunkten, cirka -2C. Dock varierar vattnets densitet mycket mindre med temperaturen i kalla vatten än när det är varmare, vilket är mycket ovanligt för en vätska.
Havsis dämpar växthuseffekten
– Ju närmare polerna man kommer, desto större betydelse får salthalten för att begränsa omblandningen och utjämningen av vattentemperaturen i hela vattenmassan, säger Fabien Roquet.
Den här upptäckten visar hur viktiga vattenmolekylens speciella egenskaper är för jordklotets klimat. Utbytet av värme mellan havet och atmosfären påverkas inte bara av temperaturskillnader utan också av salthalten i haven. Utan detta faktum skulle det vara omöjligt för havsis att bildas i någon större utsträckning. Havsisen är i sig en viktig för att dämpa växthuseffekten då den reflekterar bort solstrålningen.
– I takt med den globala uppvärmningen så ser vi hur havsisens utbredning minskar och då försämras polarhavens förmåga att behålla ”locket” med lägre salthalt vilket hindrar att kol från att gå upp i atmosfären. Men samtidigt så kan varmare väder leda till ökad tillförsel av sötvatten i polarhaven när glaciärer smälter och nederbörden eventuellt ökar. Skillnaden i salthalt kan då öka vilket möjligen kan bidra till havsisbildning. Men det är svårt att förutse vilken effekt som kommer dominera, vi får helt enkelt vänta och se, säger Fabien Roquet.
Vetenskaplig artikel i Science advance: Unique thermal expansion properties of water key to the formation of sea ice on Earth
Kontakt: Fabien Roquet, professor i oceanografi på institutionen för marina vetenskaper vid Göteborgs universitet, telefon: 0760-81 48 68, e-post: fabien.roquet@gu.se
