Landhöjning och vattenstånd

Inte bara atmosfären och havet utan också jordskorpan är i rörelse. Under den senaste istiden var Skandinavien täckt av is vars tyngd pressade ned landytan ungefär en kilometer där isen var som tjockast. När isen började dra sig tillbaka för drygt 10 000 år sedan påbörjades en återgång av jordskorpan till dess ursprungsläge.

Landhöjningen som startade när isen började smälta och som fortsätter än idag är jordskorpans reaktion på den minskade tyngden. Hastigheten som landytan stiger med är olika på olika platser. Landhöjningshastigheten avtar exponentiellt, men eftersom processen är mycket långsam, kan hastigheten på varje plats sägas vara konstant över några hundratal år. Längs Bottniska vikens kust, där istäcket var tjockast, är också landhöjningen snabbast med ett maximum på knappt 10 mm/år i Norra Kvarkenområdet. I södra Sverige där inlandsisen var mycket tunnare är landhöjningen mycket liten, ungefär 0,8 mm/år i södra delarna av Skåne.

landhöjning
Avvägd landhöjningshastighet (mm/år) från modellen NKG2016LU som lanserades av Nordiska Kommissionen för Geodesi under 2016 och tillhandahålls av Lantmäteriet. Förstora Bild

När landet stiger snabbt kan det upplevas som att havet sjunker

Det senaste århundradet har det globala medelvattenståndet stigit på grund av klimatuppvärmningen. Under en längre tid rör sig alltså både land och havsyta i förhållande till varandra. Detta innebär att trots att havsnivån stiger med samma hastighet runt Sverige kommer den lokalt upplevda havsnivåhöjningen att variera på grund av landhöjningen som har motsatt verkan och varierar längs kusten. Landhöjningen i Skandinavien gör att effekterna av den pågående globala havsnivåhöjningen minskas i viss utsträckning.

Där landhöjningen är som störst har landmassan stigit nästan 100 cm under de senaste 100 åren. Trots att havet stiger samtidigt som land kan landhöjningen på vissa håll medföra att hamnar torrläggs och havsvikar blir till sjöar. Detta sker när landhöjningen är snabbare än den globala havsnivåhöjningen. I norr, där så är fallet, kommer det att ta lång tid innan man börjar uppleva att havet stiger i förhållande till land, medan man i söder redan har börjat märka effekterna av ett stigande hav.

Olika typer av landhöjning

Rörelser i havets nivå anges relativt fasta punkter i ett givet höjdsystem. På samma sätt måste även landytans rörelse anges relativt någonting. Lantmäteriet är den myndighet i Sverige som ansvarar för information om landhöjningen. De mäter och modellerar landhöjningens hastighet relativt olika referensytor. Hastigheten på landhöjningen kan anges på olika sätt: absolut landhöjning, avvägd landhöjning och apparent landhöjning.

Absolut och avvägd landhöjning

Absolut landhöjning avser jordskorpans vertikala rörelse relativt jordens centrum. Lantmäteriets fasta referensstationer (GPS-mottagare) registrerar den absoluta landhöjningen. När man talar om avvägd landhöjning anges förändringar istället relativt geoiden, som är en fysikalisk yta som sammanfaller med havsytans genomsnittliga nivå och dess tänkta förlängning under kontinenterna. På grund av landhöjningen förändras jordens tyngdkraftsfält, vilket i sin tur medför att havets yta sakta rör sig uppåt. Mantelmaterial flyter in under landhöjningsområdet när jordskorpan rör sig uppåt och orsakar på så sätt små förändringar av tyngdkraften.

Denna höjning av geoiden är mycket mindre än själva landhöjningen i sig, som i sin tur orsakas av det minskade trycket på landytan när inlandsisen smälte. Geoiden, referensytan för höjdangivelser, stiger alltså parallellt med landhöjningen men i en mycket långsammare takt än markytan. Man brukar säga att den avvägda landhöjningen är landhöjningen relativt den av nutida klimateffekter opåverkade havsytan. Moderna havsnivåförändringar påverkar inte tyngdkraftsfälten och därmed inte heller geoiden.

Apparent landhöjning

Den apparenta landhöjningen registreras med hjälp av vattenståndsobservationer över en längre tidsperiod och är ett mått på hur jordskorpan rör sig relativt havets verkliga medelnivå. I den apparenta landhöjningen ingår alltså både den förändring av havsytan som orsakas av landhöjningen och den havsnivåhöjning som orsakas av nutida klimatförändringar. Eftersom takten på den långsiktiga havsnivåförändringen inte är konstant så är inte heller den apparenta landhöjningen det.

Den senaste landhöjningsmodellen NKG2016LU, anger inte den apparenta landhöjningen, utan beskriver den absoluta och den avvägda landhöjningen. SMHI tar fram den apparenta landhöjningen vid olika platser längs kusten genom att beräkna lutningen av regressionslinjen i långa serier med vattenståndsmätningar. Dessa uppgifter används sedan för att uppskatta takten på den klimatrelaterade havsnivåhöjningen, vilken fås genom att den apparenta landhöjningen dras bort från den avvägda landhöjningen.

Landhöjning och havsnivåhöjning samverkar

Nu visar vi ett praktiskt exempel på förändringen av vattenståndet på två tänkta platser vid Sveriges kust med samma havsnivåhöjning, men olika landhöjning. Vi tänker oss att vattenståndet vid den första platsen längs kusten (figuren nedan) var 10 cm i det nationella höjdsystemet RH2000 år 1900.
 

Landhöjning
Vattenstånd år 1900 (till vänster) och 2017 (till höger) refererat till höjdsystemet RH2000. Tjock blå linje visar vattenytan. Svart linje är nollnivå i RH2000, som flyttats uppåt 9 cm år 2017 på grund av landhöjningen. Havsnivåhöjningen mellan de två åren var 25 cm, vilket visas av avståndet mellan den tunna och tjocka blåa linjen i högra bilden. Förstora Bild

Fram till år 2017 har havsnivån stigit med ungefär 25 cm. Samtidigt har landhöjningen, som vid just den här platsen varit 0,8 mm/år (avvägd landhöjning), gjort att landytan samtidigt har stigit med drygt 9 cm. Detta innebär också att nollnivån för RH2000 har flyttats 9 cm uppåt. 10 + 25 – 9 ger 26 cm havsnivå år 2017 i RH2000, vilket är 16 cm högre än nivån år 1900 i samma höjdsystem. Den upplevda havsnivåhöjningen på just den här platsen blir därför 16 cm mellan år 1900 och 2017.

Den andra platsen (figuren nedan) har samma utgångsnivå år 1900, vattenståndet är 10 cm i RH2000.

Landhöjning
Vattenstånd år 1900 (till vänster) och 2017 (till höger) refererat till höjdsystemet RH2000. Tjock blå linje visar vattenytan. Svart linje är nollnivå i RH2000, som flyttats uppåt 28 cm år 2017 på grund av landhöjningen. Havsnivåhöjningen mellan de två åren var 25 cm, vilket visas av avståndet mellan den tunna och tjocka blåa linjen i högra bilden. Förstora Bild

Havsnivåhöjningen fram till 2017 är 25 cm även här, men landhöjningen har varit större, i genomsnitt 2,4 mm/år. Parallellt med havsnivåhöjningen har landytan stigit med totalt 28 cm. 10 + 25 – 28 ger 7 cm havsnivå år 2017 i RH2000, vilket är 3 cm lägre än nivån år 1900. På den här platsen har man därmed upplevt det som att havsytan har sjunkit med 3 cm mellan år 1900 och 2017.

Historiska teorier om varför havsnivån i Östersjön sjönk

Idag vet vi att landmassan på många platser stiger snabbare än havsytan och havsnivån därför upplevs sjunka i förhållande till fasta punkter på land. Historiskt lades många intressanta teorier fram i syfte att förklara detta fenomen. Man trodde till exempel att Östersjöns havsnivå initialt var mycket högre än den i omgivande hav och att vatten helt enkelt runnit ut ur Östersjön. En annan teori var att havsvatten försvann genom ett eller flera hål i havsbotten, eller att växter konsumerade havsvatten som avdunstat och därpå fallit som regn över land. De första oceanografiska mätstationerna för vattenstånd i Sverige etablerades i syfte att klarlägga just den så kallade vattuminskningen.

Med tiden lades även hypoteser fram där man hävdade att vattuminskningen i själva verket orsakades av att landmassan steg istället för att havet sjönk. Efter upptäckten av istiden som gjordes år 1865, framlade geologen Thomas Jamieson den korrekta teorin att isens tyngd hade pressat ner jordskorpan, varpå en återgång hade påbörjats när isen smält. Det dröjde emellertid fram till slutet av 1800-talet innan denna teori blev allmänt accepterad.

Lantmäteriet om landhöjning

Lantmäteriet är den myndighet i Sverige som ansvarar för information om landhöjningen, läs mer om landhöjning på deras webbplats:
Landhöjning på Lantmäteriets webbsida