Arktista tutkimusta isotoopeista ilmastonmuutokseen

Ihmisen vaikutus arktisella alueella on kuuma tutkimusaihe usealla tieteenalalla. Jotta saadaan kokonaisvaltainen kuva siitä, miten arktinen alue toimii, tarvitaan läheistä yhteistyötä niin yliopistojen kuin tutkijoidenkin välillä. Tästä hyvä esimerkki on professori Alun Hubbard – walesilainen jäätikkötutkija, joka on työskennellyt osa-aikaisena Tromssan yliopistossa Norjassa viimeiset viisi vuotta ja on tällä hetkellä vieraileva professori Oulun yliopistossa. 

Glasiologian professori Alun Hubbard tutkii, miten jäätiköt, erityisesti Grönlannin mannerjäätikkö, reagoivat ja vaikuttavat ilmastojärjestelmän muutoksiin. Kenttätyöt lähes kolmenkymmenen vuoden ajalta ovat vieneet hänet muun muassa Etelämantereelle, Uuteen-Seelantiin sekä arktiselle alueelle, kuten Grönlantiin ja Huippuvuorille. Hän kuvailee itseään epätavalliseksi jäätikkötutkijaksi. Se tarkoittaa sitä, ettei hän ole kiinnostunut ainoastaan jäätiköistä, vaan yhteyksistä jäätikön, meren ja ilmakehän välillä. 

Alun Hubbard purjehtimassa veneellään ohi jäävuoren, joka on peräisin Store Glacier -jäätiköltä. Paikka on yksi Länsi-Grönlannin suurimpia, joissa jäätikkö valuu suoraan mereen. Hän on työskennellyt siellä yli vuosikymmenen. Purjevene toimii liikkuvana tutkimusasemana, josta voi seurata merivettä, meteorologiaa, jään valumista ja jäätikön poikimista. Kuva: Chris Rubens. 

Jäätikkö kuin pankkitili

Hubbard päätyi Ouluun professori Jeffrey Welkerin ja yliopiston arktisten tutkijoiden vierailuohjelman kautta. Ohjelma mahdollistaa ulkomaalaisten tutkijoiden vierailun Oulun yliopistossa. Welker on University of the Arctic -verkoston tutkimusjohtaja ja professori sekä Oulun että Alaskan yliopistoissa. Hän ja Hubbard tapasivat muutamia vuosia sitten. Nykyään he tekevät läheistä yhteistyötä.

Welkerillä on käytössään laboratoriokalustoa, joka hyödyttää Hubbardin omaa tutkimusta. Hubbard tutkii jääkairausnäytteitä, jotka hän on ottanut aiemmin Grönlannin mannerjäätiköstä.

Alun Hubbard laskeutumassa jäätikkökaivoon Grönlannin mannerjäätiköllä

”Haluan tarkastella, kuinka muutokset sulavassa merijäässä ja toisaalta ilmakehässä tapahtuvat, kuinka paljon kosteutta ilmassa on ja kuinka paljon lunta ja vettä sataa. Nämä ovat tärkeitä kysymyksiä selvitettäessä, kuinka Grönlannin mannerjäätikkö vaikuttaa globaaliin merenpinnan nousuun”, Hubbard selittää. 

Hubbard vertaa jäätikköä pankkitiliin. Satava lumi edustaa tilille kertyvää rahaa ja irtoavat jäävuoret ja jäätikön sulaminen ovat tililtä nostettua rahaa. Jos tasapaino ei ole kunnossa, ollaan pulassa. Tällä hetkellä näyttää huonolta, sillä sulaminen on nopeampaa kuin lumen kertyminen.  

”Lumisateen määrä on kuitenkin ollut kasvussa. Vähenevä merijää ja lämpenevä ilmakehä aiheuttavat lisääntynyttä haihduntaa ja kosteutta ilmassa. Se johtaa sadannan lisääntymiseen”, Hubbard selittää. 

”Meidän täytyy ymmärtää miten tällaiset kokonaisuudet toimivat. Juuri siihen pureudutaan Oulussa tehtävässä tutkimuksessa. Yritämme ymmärtää, miten vähenevä merijää vaikuttaa sadantaan ympäri arktista aluetta ja miten se ylläpitää tai ei ylläpidä jäätiköitä”, hän sanoo. 

Alun Hubbard asentamassa painemittaria sulavesijärvessä Grönlannin mannerjäätiköllä. Tuhansia tällaisia järviä muodostuu jäätikön pintaan kesäisin. Vaikka ne ovat kilometrejä leveitä ja todella syviä, monet niistä valuvat kuiviin tunneissa jäätikön halkeamien kautta. Kuva: Jason Box

Pienistä palasista kokonaisuudeksi

Hubbard on tyytyväinen Tromssan ja Oulun yliopistojen väliseen kasvavaan yhteistyöhön. Suomen ja Norjan liput koristavat uutta veden isotooppianalysaattoria Ny-Ålesundissa Huippuvuorilla. Analysaattori nimettiin Apolloksi. 

Apollo on pieni pala palapelissä, jossa yritetään muodostaa kuvaa arktisen alueen hydrologisesta kierrosta. Apollon avulla tutkijat voivat jäljittää ilman kosteuden lähteen. Isotooppiarvo toimii veden sormenjälkenä; sen avulla voidaan selvittää esimerkiksi, mistä sadeveden tuonut pilvi on peräisin. 

Laitteesta saadaan reaaliaikaista dataa, joka yhdistetään arktisen ilmakehän liikkeitä kuvaavaan malliin. Tämä auttaa selvittämään, miten vähenevä merijää ja nouseva lämpötila vaikuttavat ilmakehän kiertoon ja miten sade ja lumisade ovat muuttumassa arktisella alueella. 

Isotooppianalysaattori Ny-Ålesundissa on osa analysaattoreiden verkostoa, Arctic Water Isotope Networkia (AWIN), jonka perustaja on Jeffrey Welker.  Hän tunsi ihmisiä sekä Oulusta että Tromssasta, järjesti heidät yhteen ja onnistui rahoituksen hankinnassa. Verkostossa on kahdeksan asemaa ympäri arktista aluetta: Alaskassa, Grönlannissa, Ruotsissa, Suomessa ja Huippuvuorilla. Hubbard korostaa verkoston merkitystä mallinnukselle. 

”Tietokonemalleista saadaan tietoa, mutta ilman isotooppimittauksia meillä ei ole hajuakaan ovatko mallit oikeassa vai väärässä, tai mitä tapahtuu tulevaisuudessa” hän sanoo. 

Analysaattoreiden verkosto on yhteydessä MOSAiC:iin, joka on erittäin kunnianhimoinen meneillään oleva tutkimusmatka arktiselle merelle. Tutkimuslaboratoriolaiva Polarsternin kyydissä olevat tutkijat kartoittavat laajaa aluetta, jota tähänastiset mittaukset eivät kata. Isotooppianalysaattoreiden verkosto tukee hanketta. Kiinteät maalla sijaitsevat asemat ovat tärkeitä tarkasteltaessa Polarsternin havaintoja laajassa kontekstissa. 

Hubbard summaa verkoston tärkeyttä: ”Verkoston perustaminen vaatii paljon rahaa ja aikaa, mutta se on sen arvoista. Analysoituamme datan meillä on paljon parempi käsitys siitä, millaisia vaikutuksia ilmastonmuutoksella, merijään vähenemisellä ja muilla muutoksilla on nyt ja tulevaisuudessa.”

Ei eristyksissä muusta maailmasta

Hubbardin vierailua tukee Oulun yliopiston ja Suomen Akatemian Profi4-rahoitus Arctic interactions ja Global change -tutkimusalaan. Hubbardin mielestä vierailuohjelma Oulun yliopistossa on hieno mahdollisuus. 

”Ohjelma on ollut silmien avaaja monialaiseen tieteeseen ja yhteistyöhön. Se on unelmien täyttymys siinä mielessä, että minulla on vierailun aikana vapaus seurata tutkimusalan uusia suuntia. On ollut innostavaa sulautua uuteen ryhmään, jossa on motivoituneita tutkijoita ja käytössä modernia tutkimuslaitteistoa”, hän sanoo.

Kun Hubbard saapui Ouluun, hän toivoi pääsevänsä kenttätöihin Huippuvuorille oululaisten kollegojensa kanssa. Koronapandemia esti aikeet, mutta nyt hänellä on ollut aikaa muihin töihin.

Kenttätöissä upeissa ja kylmissä maisemissa. Alun Hubbard keskellä pipossa ja aurinkolaseissa. Kuva: Alun Hubbardin albumi

Grönlannin jääkairausnäytteiden lisäksi Hubbard työstää vierailunsa aikana tutkimusartikkelia kollegansa kanssa. Heitä kiinnostavat vähenevän merijään vaikutukset lisääntyneisiin lumisateisiin Euroopassa. Muutokset merijäässä vaikuttavat sääilmiöihin kuten kylmään aaltoon. Ilmiöstä nähtiin äärimmäinen esimerkki keväällä 2018, kun Isossa-Britanniassa satoi 20–30 cm lunta. 

”Britanniassa voi tuntua siltä, että arktinen alue on kaukana ja siellä tapahtuvat muutokset vaikuttavat vain pohjoisessa, kuten Suomessa. Tiedämme kuitenkin, että arktisen alueen ilmavirrat eivät ole muusta maailmasta eristyksissä kuin pieni laboratoriokoe. Muutokset arktisella alueella vaikuttavat joka puolella Maapallolla”, Hubbard sanoo. 

Hubbardin laajempi henkilökuva Oulun yliopiston sivuilla: https://www.oulu.fi/yliopisto/uutiset/vieraileva-jaatikkoprofessori-janoaa-arktisia-seikkailuja  

Teksti: Aino Soutsalmi