Firnzonen: Omdannelse fra sne til is – Københavns Universitet

Firnzonen: Omdannelse fra sne til is

I firnzonen kan luft bevæge sig relativt frit, og derfor sker der en løbende udveksling af luft mellem firnen og atmosfæren. Dette har to vigtige konsekvenser:

Koncentrationen af en bestemt gas i firnen ændrer sig i forhold til koncentrationen i atmosfæren pga. fysiske processer (og hvis det er en reaktiv gas også pga. kemiske processer).

Gassen i en lukket luftboble er yngre end isen omkring luftboblen. Størrelsen af aldersforskellen (den såkaldte Δ-alder) afhænger af temperaturen og nedbørsmængden. Δ-alderen kan være fra få hundrede år til flere tusinde år.

Det er vigtigt at kende Δ-alderen, når man skal sammenligne målinger foretaget på selve isen med målinger foretaget på gassen i luftboblerne. Når man skal beregne Δ-alderen bruger man densifikationsmodeller, der er baseret på empiriske studier af de nutidige forhold i Grønland og på Antarktis. Disse modeller bygger på vores viden om, hvordan sne omdannes til is.

Nær overfladen er firnens massefylde ca. 350 kg/m3, hvilket svarer til en porøsitet på ca. 60-70% (svarende til at 60-70% af voluminet er luft). Firnen pakkes sammen af vægten af de overliggende lag og som følge af diffusion af vanddamp. Fra overfladen og indtil massefylden er ca. 550 kg/m3 er omdannelsen fra sne til is domineret af omorganisering af firnkornene så de arrangeres mere kompakt. I større dybder (og ved større massefylder) fører omorganisering af kornene ikke til nogen nævneværdig stigning i massefylden. Sintring og plastisk deformation er de dominerende omdannelsesprocesser i disse dybder. Ved en massefylde på ca. 800 kg/m3 forsegles porerne gradvist, hvorved der dannes bobler i isen. Denne zone kaldes firn-is transitionen og udgør de nederste ca. 10% af firnzonen. Afhængigt af forholdene (især temperatur og nedbørsmængde) kan firnzonen være mellem 50 og 150 m tyk, og Δ-alderen kan variere fra få hundrede år (f.eks. i det sydlige Grønland) til flere tusinde år (det centrale Antarktis). Både firnzonen og Δ-alderen var betydeligt større i perioder med koldere klima, hvor nedbøren og temperaturen var lavere.

Læs mere om