The CalvingSEIS experiment

Når vi ser bort ifra Grønland og Antarktis, så kalver ca. 40 % av alle verdens isbreer. Denne dynamiske masseoverføringen fra isbre til hav er spesielt sensitiv til klima gjennom feedback-prosesser. I dagens bremodeller er det vanskelig å forutse realistisk istap relatert til brekalving. Dette er hovedsakelig på grunn av manglende lange tidsserier av brekalving. CalvingSEIS prosjektet har som mål å produsere kontinuerlige tidsserier av brekalving ved hjelp av å kombinere passiv-seismiske og akustiske strategier. Dette er den eneste nåværende metoden som er i stand til å fange brekalvinger, både kontinuerlig, og gjennom flere tiår tilbake i tid. CalvingSEIS vil fokusere på breene i Kongsfjord på Svalbard. Den etablerte forskningslandsbyen i Ny Ålesund har hatt et operativt passiv-seismisk instrument siden 1994 og ligger bare 15 km fra en av de raskeste og mest studerte isbreene på Svalbard, nemlig Kronebreen. Gjennom tverrfaglige målemetoder som kombinerer seismikk og bio-akustikk, vil individuelle brekalvinger oppdages og lokaliseres. CalvingSEIS vil generere en detaljert datasamling av brekalvinger ved å bruke de siste og beste fjernmålingsteknikkene. Disse direkte observasjonene vil danne grunnlag for skalering av en kontinuerlig brekalvingtidsserie til tap av ismasse, samt forbedre forståelsen av prosessene i overgangssonen mellom breen og havet. De utplasserte bio-akustiske undervannssensorene vil samle, ikke bare lyder fra breer, men hele fjordens lydbilde. Dette gir grobunn for flere studier mellom biotiske, abiotiske og antropogene komponenter; f.eks interaksjon mellom marine dyr og lyder fra brekalving og bresmelting. Tidsseriene over brekalvinger kan avsløre mindre, men viktige prosesser, i tillegg til å være sentrale i klima-dynamiske koblinger mellom brekalving, klimahistorie, breens evolusjon av frontposisjon og forhold i fjorden. Dette kan videre danne et enestående datasett for videreutvikling, kalibrering og validering av dynamiske bremodeller.

About 40% of global glaciers and ice caps (excluding Greenland and Antarctica) loose mass through iceberg calving, while current models (e.g. in the IPCC) are currently not equipped to realistically predict dynamic ice loss, mainly because long-term continuous calving records are inexistent. Combined seismic/acoustic strategies are the only technique able to capture rapid calving events, continuously, and back through time over decades. CalvingSEIS aims to produce high temporal resolution, continuous calving records for the glaciers in Kongsfjord, Svalbard, and in particular for the Kronebreen glacier laboratory. Through innovative, multi-disciplinary monitoring techniques combining fields of seismology and bioacoustics, individual calving events will be detected and located autonomously and methods to quantify calving ice volumes directly from the seismic and acoustic signals will be developed. Scaling seismic/acoustic signals to calving ice volumes require calibration. CalvingSEIS will generate a detailed catalogue of calving events employing state-of-the-art terrestrial remote sensing techniques to measure calving ice volumes, velocities, and ice-ocean interactions. Experimental terrestrial remote sensing observations and investigations will further invoke process-based understanding at the transition zone between glacier and ocean. The underwater bio-acoustic sensors will collect not only glacier sounds, but record the entire fjord soundscape instigating studies between biotic, abiotic and anthropogenic components; e.g. marine animal interaction with glacier sounds from calving and melting. The main project goal to generate a dynamic ice loss timeseries will reveal fine scale processes and key climatic-dynamic feedbacks between glacier calving with climate history, topographic setting, terminus evolution and fjord conditions. This timeseries will form an unprecedented dataset for developing, calibrating and validating glacier dynamic models.