Vad döljer sig under kilometertjocka islager?

Hundratal meter under isens yta, på världens kallaste kontinent, har forskare stött på regelbundna formationer som sträcker sig nästan 400 meter. Ännu har ingen kunnat förklara vad som format dem, och vetenskapssamhället börjar först nu greppa vad denna upptäckt verkligen betyder för hur vi förstår Antarktis fruset landskap.

Länge har Antarktis betraktats som förhållandevis väl kartlagt, trots kilometertjocka islager. Men de senaste radarskanningarna visar att kontinenten gömmer betydligt fler mysterier än vad någon tidigare anat. När geologer gick igenom data från markpenetrerande radar hittade de en serie märkliga strukturer som återkommer med slående precision. Varje formation är ungefär 400 meter lång, och deras systematiska arrangemang utesluter helt enkelt slumpen.

För klimatforskningen och framtidens glaciärutveckling är dessa fynd helt avgörande. Antarktis förvarar enorma mängder sötvatten, och varje förändring i isdynamiken påverkar omedelbart havsnivåerna runt om i världen.

Vad finns egentligen under den antarktiska isen

Bilden av Antarktis som en enhetlig vit öken stämmer endast på ytan. Under istäcket breder ett intrikat system av dalar, bergskedjor, sjöar och subglaciala floder ut sig. Denna dolda värld påminner om vanligt fastland, bara täckt av ett frusen vattenlager som på sina ställen överstiger fyra kilometers tjocklek.

Till listan över kända formationer har nu mystiska strukturer lagts till, som på radarbilder framstår som överraskande regelbundna. Forskarna stötte på dem under ett omfattande kartläggningsprogram av isplattans inre. De använde ispenetrerande radar monterad under flygplan och drönare.

Sådan utrustning sänder ut elektromagnetiska pulser som tränger genom isen och reflekteras från allt som befinner sig nedanför — berggrund, sediment eller vatten. Objekten dök upp på många radarprofiler i samma område, vilket minskar risken för att det handlar om mätfel eller tekniska artefakter.

Så avslöjade forskarna strukturerna med radar

I modern Antarktisforskning spelar radarsystem en helt central roll. Traditionella borroperationer är dyra, tidskrävande och extremt begränsade i räckvidd. Ett enda borrhål kan endast undersöka en liten punkt på kartan. Radar kan däremot under en enda säsong ”genomlysa” ett område stort som en större stat.

Utrustningen skickar korta elektromagnetiska pulser nedåt in i istäcket. Pulserna passerar genom isen och reflekteras delvis från gränsytor mellan olika medier — gränsen mellan is och berg, is och vatten eller is och sediment. Den mottagna signalen skickas till en dator som beräknar returtiden och ekots intensitet.

Utifrån dessa data skapas ett tvådimensionellt ”snitt” som visar strukturer under istäcket. Forskarna antog först att det rörde sig om ett mätartefakt eller någon form av brus. Det var särskilt deras återkommande natur och den påfallande enhetliga längden på omkring 400 meter som fångade uppmärksamheten. När ytterligare överflygningar av samma område gav mycket likartade bilder började vetenskapsfolk analysera saken mer ingående.

Vad kan ha skapat dessa formationer

Vid första anblicken kan de regelbundna formerna få några få att tänka på något konstgjort, kanske till och med människoskapade konstruktioner. Forskarna förblir dock nyktra. Som alltid inom geofysik måste man gå igenom en lång lista av mer prosaiska scenarier innan sensationella slutsatser dras.

Bland de hypoteser som geologerna för närvarande överväger finns flera möjligheter:

Moränformationer skapade av glaciärens rörelse som transporterade bergmaterial med regelbundna intervaller
Erosionsfåror bildade av vattenflöde under istäcket i en avlägsen forntid
Sedimentlager från en period när området täcktes av en sjö istället för is
Sprickstrukturer i undergrunden som påverkade hur isen gled över berget
Lager av vulkanisk aska från urgamla utbrott som avsatte sig i regelbundna cykler
Drumlinsfält formade av glaciärens tryck mot mjuka sediment

Var och en av dessa hypoteser har både styrkor och svagheter. Formationernas regelbundenhet tyder på en relativt ordnad process, och de upprepade strukturernas längd pekar mot en komplex is- och bergshistoria i regionen. De mest lockande tolkningarna kopplade till människoskapade eller civilisationsskapade konstruktioner har för närvarande ingen bekräftelse i fältdata.

Forskarna är överens om att man utan ytterligare mätningar och möjligen fysiska prover från själva platsen inte med säkerhet kan säga vad som exakt orsakat dessa formationer. De påminner om att naturen fullt ut kan skapa överraskande regelbundna strukturer helt utan mänsklig inblandning.

Därför är upptäckterna så viktiga för klimatförståelsen

Vid första anblicken kan ett par avlånga formationer under isen verka som ett perifert ämne. I praktiken kan sådana fynd dock förändra förståelsen av hela de processer som formar Antarktis och dess inflytande på det globala klimatet. Strukturernas arrangemang, längd och placering avslöjar hur glaciärer har rört sig i det förflutna.

Handlar det om erosions- eller moränformationer pekar de på tidigare isgränser och takten för isens rörelse. Det är avgörande information för klimatmodeller som försöker rekonstruera hur snabbt istäcket har krympt under olika geologiska epoker. Varje sådan rekonstruktion hjälper till att precisera förutsägelser om framtida utveckling.

Om tolkningen lutar mot sediment från en urgammal sjö uppstår genast nya frågor. Varifrån kom sjön, när existerade den, och hur påverkade den isens glidning över undergrunden? Vatten som ”smörjmedel” kan dramatiskt accelerera glaciärens strömning mot havet, vilket direkt återspeglas i stigande havsnivåer.

Antarktis innehåller tillräckligt med vatten för att en fullständig smältning skulle höja världens hav med åtskilliga meter. Därför är varje detalj om hur stabilt eller dynamiskt istäcket är oerhört värdefull för planeringen av kuststäders och -regioners framtid.

Vilka metoder kommer forskarna att använda för att verifiera strukturernas ursprung

Radar ger mycket information men besvarar inte allt. Under kommande forskningssäsonger finns tre primära verktyg i spel: borrningar i isen, ytterligare geofysiska mätningar och datorsimuleringar. Var och en av dessa metoder bidrar med ett olika perspektiv på problemet.

Den mest tillförlitliga metoden är att nå ner till själva strukturen via en borrning, eller åtminstone så nära som möjligt. Ett sådant projekt kräver dock enorma investeringar och logistik — tung utrustning, bränsle, serviceteam och dataskydd under extrema förhållanden. Därför väljer forskare typiskt endast de få mest lovande lokaliteterna.

Andra metoder som kan bidra till att klargöra gåtan inkluderar:

Gravimetriska mätningar som avslöjar täthetsförskjutningar i bergarter under isen
Seismisk avbildning som analyserar spridningen av elastiska vågor i is och underlag
Magnetometri som undersöker förändringar i det magnetiska fältet kopplade till den geologiska uppbyggnaden
Avancerad datorsimulering som kombinerar radardata med kunskap om isflöde och terrängform
Luftundersökningar med högre radarupplösning för mer detaljerad kartläggning
Analys av iskärnor från närliggande borrningar för datering av de omgivande lagren

Endast en kombination av dessa metoder ger en verklig chans att fastställa den mest sannolika förklaringen utan att borra på varje enskild plats. Glaciologer från University of Cambridge och andra institutioner planerar redan uppföljande expeditioner som förväntas ge svar inom några år.

Vad betyder denna upptäckt för den vanliga människan

Det är lätt att antingen falla i sensationsfällan eller att avfärda ämnet med en axelryckning. Trots detta är detta ett klassiskt exempel på hur komplexa och överraskande de processer är som pågår på vår planet — även på platser som tycks vara väl undersökta.

Antarktis är långt mer än en vit fläck på kartan. Det är en aktiv kontinent vars is ständigt reagerar på förändringar i luft- och havstemperaturen. Varje ovanlig struktur blir utgångspunkten för ny forskning, och det är just från sådana resultat som rapporter om framtida havsnivåer och förutsägelser om extrema väderfenomen härstammar.

Om forskarna under de kommande åren återvänder till detta område med borrutrustning kan vi förvänta oss ny och mer detaljerad information. Kanske visar det sig att dessa 400 meter långa formationer inte bara är en enstaka kuriositet, utan ett fragment av ett större system som i tusentals år har styrt ödet för istäcket i jordens yttersta ände. Och vad tycker du — är det värt pengarna att forska om strukturer vi aldrig själva kommer att se med egna ögon?