När polarhaven fryser till is beror det inte bara på kall luft. Ännu viktigare är salthalten som bildar ett lock – och hindrar varmt vatten att stiga upp till ytan. Upptäckten är viktig för att förstå hur havsisen påverkar jordklotets klimat.
Havsis bildas i polartrakterna för att det blir så kallt på vintern. Eftersom kallt vatten är tyngre än varmt borde det avkylda vattnet 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 kan nu ge förklaring till varför så inte är fallet. Enligt en ny studie spelar salt en stor roll.
– 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, säger Fabien Roquet, professor i fysisk oceanografi vid Göteborgs universitet och fortsätter:
– Utan skillnaden i salthalt hade vattnet inte skiktat sig och då hade det skett en ständig omblandning av havsvattnet som hade förhindrat isläggningen.
Salt hindrar varmt vatten
Ytvattnet med lägre salthalt skapar ett ”lock” som hindrar varmt vatten från att stiga upp till ytan. Utan locket hade polarkylan inte räckt till för att frysa ständigt uppvällande varmare vatten.
Styrkan i detta saltlock beror på havsvattnets unika egenskaper. I sötvatten har vatten som är kallare än fyra grader en lägre densitet och stannar därför vid ytan och fryser till is, utan att blandas med vatten från större djup.
Men i havet har saltvatten en densitet som är allra lägst precis vid fryspunkten, som är cirka två minusgrader. Vattnets densitet varierar dock mycket mindre med temperaturen i kalla vatten än när det är varmare, vilket är mycket ovanligt för en vätska.
– Ju närmare polerna man kommer, desto större betydelse får salthalten för att begränsa omblandningen och utjämningen av vattentemperaturen i hela vattenmassan, säger Fabien Roquet.
Havsis dämpar växthuseffekten
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 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 kan varmare väder leda till ökad tillförsel av sötvatten i polarhaven när glaciärer smälter och nederbörden eventuellt ökar, säger Fabien Roquet.
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:
Unique thermal expansion properties of water key to the formation of sea ice on Earth, Science advance .
Kontakt:
Fabien Roquet, professor i oceanografi på institutionen för marina vetenskaper vid Göteborgs universitet, fabien.roquet@gu.se
