Indledning til oceanografi

Den is, som man kan se flyde på havets overflade, kommer fra en af to kilder. Gletsjeris dannes ved ophobning og komprimering af sne til gletsjere, som derefter bryder fra hinanden og frigiver is til havet. Da gletsjere kan være flere kilometer tykke, kan de isbjerge, der bryder af fra dem, være meget store; så de store isbjerge på havet kommer altid fra gletsjerisdækket. Havis henviser til den is, der dannes ved frysning af havvand, og som sjældent overstiger en tykkelse på flere meter (figur 14.1.1.1). Havis dækker ca. 7 % af havet til enhver tid og udgør ca. 66 % af Jordens permanente isdække målt i areal, men kun 0,1 % af isen målt i volumen. Dette skyldes, at havisen er et stort, men tyndt dæklag sammenlignet med iskapperne fra istiden, som er mere lokaliserede, men kan være flere kilometer tykke.

Havisdækket omkring Antarktis svinger mellem ca. 21 millioner km2 om vinteren og ca. 1,3 millioner km2 om sommeren, og det meste af havisen i Antarktis varer kun et år. De sæsonmæssige ændringer i isdækket er mindre udtalte i Arktis, fra ca. 14 millioner km2 om vinteren til 6,5 millioner km2 om sommeren. Omkring halvdelen af havisen i Arktis varer mere end et år og bliver til flerårig is. Denne forskel skyldes, at Antarktis er omgivet af vand, så isen udvider sig i varmere vand og smelter til sidst. Det Arktiske Ocean er omsluttet af kontinenter, så kun ca. 10 % af isen slipper ud i Atlanterhavet mellem Grønland og Spitzbergen. Resten bliver fanget og bliver til flerårig is eller flerårig is, der i gennemsnit er omkring 7 år gammel og 3-5 m tyk, sammenlignet med første års is på 1-2 m tykkelse.

Søisdannelse

På grund af saltindholdet begynder havvand at fryse ved omkring -1,8o C, en lavere temperatur end for ferskvand. Isdannelsen begynder ved overfladen med dannelsen af små nåleformede iskrystaller kaldet frazil, som ophobes og får vandet til at se slammet og grumset ud; dette stadium kaldes smøreis (figur 14.1.2 A). I mere roligt vand kan disse små krystaller fryse sammen til et tyndt overfladelag kaldet nilas, som kan nå en tykkelse på op til 10 cm (figur 14.1.2 B).

Bølgepåvirkning kan bryde nilas op i små måtter på 1-2 m på tværs, som så støder ind i hinanden og danner afrundede former med hævede kanter, kaldet pandekageis (Figur 14.1.2 C). Hvis temperaturerne forbliver kolde, fryser pandekageisen sammen til faste isflager, en hård overflade, der dækker havet (figur 14.1.2 D). Isflager fryser derefter sammen til isfelter.

Når der dannes isflager, bliver vandet nedenunder isoleret, og varmetabet til atmosfæren falder, så vandet ikke længere afkøles, og der sker ikke mere isdannelse. Som følge heraf er ung havis normalt relativt tynd, ikke mere end 3-4 m tyk. Isen kan blive tykkere på grund af nedbør; der falder ikke meget nedbør ved polerne, men på grund af de lave temperaturer har det, der falder, tendens til at akkumulere sig i stedet for at smelte. Med tiden kan den akkumulerede is og sne tilføje til havisens samlede tykkelse, men den vil stadig aldrig nærme sig tykkelsen af gletsjeris.

Når havisens krystaller dannes, udelukkes det meste af saltet, så havisen indeholder meget mindre salt end havvand og kan smeltes til drikkevand, hvis det er nødvendigt. Men omkring 20 % af saltet forbliver fanget i lommer af vand mellem iskrystallerne. Efterhånden som isen dannes og saltene trækkes ud i disse lommer, stiger saltindholdet i det resterende vand, og det kan blive for salt til at fryse. Disse ufrosne lommer med saltvand gør havisen lidt blødere og mere slushy end ferskvandsis, som er hårdere og mere stiv. Til sidst siver det meste af denne saltvand ud, og havisen bliver mere fast, men når den er “ung is” kan den være farligere at gå på end ferskvandsis af samme tykkelse. F.eks. er 7-8 cm ferskvandsis nok til at bære vægten af en enkelt person, men man skal bruge mindst 15 cm havis for at kunne gøre det samme.

Det meget kolde, tætte saltvand siver ud af isen og synker. Saltvandet er “superkølet”; det er afkølet under havvandets normale frysepunkt, men forbliver flydende på grund af det høje saltindhold. Når denne superkølede saltvand kommer i kontakt med det omgivende vand, får det vandet omkring det til at fryse og skaber hule isstalaktitter eller “brinikler”, der kan blive flere meter lange. Saltvandet fortsætter med at strømme gennem den hule brinikel, og briniklen vokser nedad (se nedenfor en fantastisk time-lapse-video af brinikel-dannelsen).

Når de store lag af havis dannes, eksisterer de i en af to formationer. Fast is, eller landfast is, henviser til de store, faste iskapper, der er knyttet til land. Pakis består af de mindre, frit svømmende stykker havis. De kan være dannet uafhængigt af hinanden eller kan være brudt af fra fastisen (figur 14.1.3).

Den flydende pakis dæmper bølger og strømme og polstrer havets overflade mod bevægelse. Så ændringer i pakisens fordeling kan føre til ændringer i strømningsmønstre og endda ændre økosystemets struktur. Men pakisen er også underlagt de strømme, der flyder under den, og iskapperne er konstant i bevægelse, bryder op eller bliver skubbet sammen. Når isstykker konvergerer, bukker de ofte sammen og knækker, eller de tilsidesætter hinanden som ved konvergerende litosfæriske pladegrænser (afsnit 4.6). Disse sammenstød kan skabe høje, takkede trykrygge, der kan strække sig over flere kilometer, og som skaber farer for polarforskere, der navigerer på isen (figur 14.1.4).

I de polare oceaner er isdækket ikke ensartet. Der er en række områder, hvor der konstant er åbent vand, selv om områderne omkring dem er dækket af is. Disse områder med vedvarende åbent vand kaldes polynyaer (figur 14.1.5). Polynyas kan være resultatet af strømme eller vinde, der flytter isen, eller områder med varmere vand, der forhindrer isdannelse. I figur 14.1.5 har meget kraftige vinde, der blæser til havs fra Antarktis indre, skabt en polynya nær kanten af indlandsisen.