Kuinka arktisten vesistöjen jäämassat käyttäytyvät tulevaisuudessa, kun ilmastonmuutos mullistaa maapallon luonnonolosuhteet?
Kestävätkö sillat ja tuulivoimalat liikkuvien lohkareiden törmäyksiä vuosikymmenien ja vuosisatojen ajan?
Tätä voidaan jatkossa arvioida Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämillä tietokonesimulaatioilla. Simulaatioiden tarve kasvaa, sillä kenttätieto ei muuttuvissa oloissa enää riitä ennusteiden perusteeksi.
Arktisten vesien olosuhteet tiedetään maailman ankarimmiksi. Voimakkaat tuulet ja virrat työntävät jäätä voimalla pitkiäkin matkoja ja synnyttävät jopa kymmenien metrien korkuisia jääharjanteita.
Kun merijää murtuu, se voi aiheuttaa erilaisille rakenteille huomattavan kuormituksen.
”Murtumisprosessi on erittäin herkkä, jopa kaoottinen, minkä vuoksi systemaattisen analyysin tekeminen kentällä tehtyjen mittausten perusteella on uskomattoman haastavaa”, sanoo professori Jukka Tuhkuri.
Uusien simulaatioiden avulla voidaan kartoittaa, kuinka mikrotason muutokset jään ja rakenteen vuorovaikutuksessa vaikuttavat murtumisen eri osa-alueisiin.
Tärkeintä paksuus ja puristuslujuus
Simulaatiot ovat jo paljastaneet täysin uutta tietoa mekaniikasta prosessin taustalla.
”Olemme havainneet, että jään paksuus on selkeästi tärkein rakenteisiin vaikuttava tekijä. Toisena tulee puristuslujuus. Voimme melkein unohtaa kaiken muun, mikä on ristiriidassa alan vakiintuneen ajattelun kanssa”, Tuhkuri kertoo.
Kun maapallo lämpenee, arktinen jää ohenee, myrskyistä tulee rajumpia, ja jää liikkuu entistä enemmän. Samaan aikaan arktisten alueiden teollisuus ja matkailu kasvavat, mikä tuo mukanaan uusia riskejä sekä ihmisille että ympäristölle.
”Meillä tulee edelleen olemaan vahvaa ja paksua jäätä, mutta toisaalta muuttuvat sääolosuhteet ja lisääntyvät myrskyt voivat liikuttaa yhä enemmän myös ohutta jäätä”, kertoo apulaisprofessori Arttu Polojärvi.
Aallon tutkimusryhmä esittelee tuloksensa johtavien jäätutkijoiden IUTAM symposium on physics and mechanics of sea ice -konferenssissa, jota Aalto-yliopisto isännöi tänään 7. kesäkuuta.
Kuvassa jäälohkaremuodostelmia Pohjanlahdella. Kuva: Janne Ranta/Aalto-yliopisto
