Het verborgen smelten van het belangrijkste ijs op aarde

De grootste ijsmassa’s ter wereld bevatten zoveel water dat ze de zeespiegel over de hele wereld doen stijgen naarmate de temperatuur stijgt. Satellieten kunnen deze drastische veranderingen vanuit de ruimte waarnemen. Maar uit nieuw onderzoek blijkt dat enkele van de meest ingrijpende veranderingen in het ijs op aarde grotendeels onzichtbaar zijn omdat ze ver onder het oppervlak plaatsvinden. Landijs en pakijs zijn van onderaf dun aan het worden en het gaat veel sneller dan eerder werd verwacht.

IJs is tegelijk uiterst eenvoudig en buitengewoon gecompliceerd. Het lijkt gewoon bevroren water. Maar terwijl het zich verzamelt in kilometers dikke platen nabij de polen van de planeet, wordt het een geologische kracht die bergen kan verplaatsen en de contouren van de planeet kan veranderen. Het enorme gewicht van ijs drukt op het land en kerft het gedurende millennia terwijl het ijs glijdt.

IJs bevat meer dan driekwart van ’s werelds zoet water. En als het smelt, kan het de levens en het levensonderhoud van miljarden mensen bedreigen. Meer dan een derde van de mensheid leeft binnen een straal van 100 kilometer van een kustlijn. Naarmate de gemiddelde temperatuur blijft stijgen, zullen de oceanen dat ook doen.

Want hogere temperaturen smelten vast ijs tot vloeibaar water dat in de zeeën stroomt. De oceanen zelf warmen ook op, waardoor het water uitzet. Samen zorgen deze factoren ervoor dat het waterpeil steeds hoger wordt. Tegen 2050 zullen matige overstromingen naar verwachting meer dan 10 keer zo vaak voorkomen als nu daardoor. Op plaatsen waar nu al om de 2 tot 5 jaar een keer een overstroming is, zal, dat tegen dan meerdere keren per jaar gebeuren.

Ondanks de enorme gevolgen van het smelten van poolijs, is er nog veel dat wetenschappers niet weten – inclusief enkele van de mechanismen erachter, waar de omslagpunten kunnen liggen, en de rimpeleffecten ervan over de hele planeet. Maar recente studies brengen alvast iets scherper in beeld: wat wetenschappers niet met eigen ogen kunnen zien.

Er zijn twee hoofdsoorten ijs die de zeespiegel bepalen

Er zijn twee hoofdsoorten ijs die de zeespiegel bepalen. het eerste is zee-ijs, dat afkomstig is van oceaanwater dat vast bevriest. Het vormt het grootste deel van het ijs op de Noordpool. Terwijl het zich vormt, verandert het de zoutheid van zeewater en helpt het bij het vormen van krachtige oceaanstromingen.

Smeltend zee-ijs verandert de totale hoeveelheid water in de oceaan niet, net zoals smeltende ijsblokjes het waterniveau in een glas water niet veranderen. Maar zee-ijs heeft de neiging om zonlicht te weerkaatsen, terwijl de donkere oceaan de neiging heeft om warmte van de zon op te nemen. Dat versnelt de opwarming en zorgt ervoor dat meer ijs smelt in een zorgwekkende feedbacklus. De warmere temperaturen dragen ook bij aan de thermische uitzetting van water, wat op zijn beurt de zeespiegel kan doen stijgen.

Het tweede soort ijs is landijs, dat zich in de loop van duizenden jaren in lagen ophoopt uit samengeperste sneeuw. Op Antarctica is de ijskap gemiddeld 2,4 kilometer dik en in sommige gebieden zelfs tot 5 kilometer dik. De ijskap van Groenland is gemiddeld anderhalve kilometer dik. Wanneer landijs naar de oceaan afglijdt, ontstaat er een drijvende ijsplaat.

Duizelingwekkende verliezen: elke 40 uur smelt 1 gigaton ijs

De meeste ijsplaten van de wereld bevinden zich op Antarctica, waar ze meer dan een miljoen vierkante kilometer beslaan. Ze vertragen gletsjers die anders sneller in de oceaan zouden stromen. Maar naarmate ze dunner worden of uit elkaar vallen, stromen de gletsjers sneller de oceaan in, waardoor de zeespiegel stijgt.

Het ijsverlies op Antarctica is de afgelopen jaren versneld. Volgens een onderzoek uit 2018 verliest Antarctica elke 40 uur een gigaton ijs, genoeg om 400.000 Olympische zwembaden te vullen. En minstens de helft van dat verlies komt van ijsplaten.

Veel van deze duizelingwekkende verliezen doen zich voor op plaatsen die moeilijk te controleren zijn. De sleutel is het meten van het smelten dat onder in plaats van boven plaatsvindt, een fenomeen dat basaal smelten wordt genoemd.

De kille lucht boven de Zuidpool heeft de neiging om ijs bovenaan en langs de randen bevroren te houden. Maar diepe Antarctische wateren zijn niet zo ijskoud. Dit warmere water kan dan in contact komen met de onderkant van ijsplaten, waardoor ze smelten. “Warm” betekent volgens Antarctische normen “nauwelijks boven het vriespunt”, maar het is genoeg om de ijsplaten dunner te maken. En dat is in feite de oorzaak van het grootste deel van het ernstige ijsverlies dat momenteel op Antarctica plaatsvindt.

Wat glad en ruw ijs ons vertellen

Enkele van de meest intense basale smeltingen vinden plaats op de ijsplaten rond de Thwaites-gletsjer en de Pine Island-gletsjer in West-Antarctica. 60 jaar lang bleef het ijsfront rond de Pine Island-gletsjer op zijn plaats, maar tussen 2015 en 2020 trok de noordelijke regio zich plotseling meer dan 30 kilometer terug. Het is een voorbeeld van hoe veranderingen in ijs niet altijd langzaam en stabiel zijn, maar abrupt kunnen zijn.

Wetenschappers onderzoeken op verschillende manieren de smeltdiepten van ijsplaten. Ze boren gaten door ijsplaten en laten bijvoorbeeld instrumenten en robots naar beneden zakken. Maar onderzoekers hebben ook ontdekt dat het smelten onder ijsplaten veelbetekenende tekens aan de bovenkant van de ijsplaat kan achterlaten. IJsplateaus hebben meestal een glad oppervlak, maar ze worden ruwer naarmate ze van onderaf smelten. Het meten van de oppervlakteruwheid van ijsplaten zou een gemakkelijke manier kunnen worden om te meten hoeveel basaal smelten plaatsvindt. De ruwheid kan een vroeg waarschuwingssignaal zijn voor destabiliserende breuken in het ijs die tot een ineenstorting kunnen leiden.

Het is anders in Groenland

Groenland is de thuisbasis van de op een na grootste ijskap op aarde, goed voor 8 procent van het wereldijs, en het ijs smelt ook daar steeds sneller. Maar het ijsverlies van Groenland verschilt op cruciale manieren van dat van Antarctica.

Een groot verschil is dat bijna al het ijs van Groenland op het land ligt. De lucht boven Groenland is ook warmer, dus het smelten aan het oppervlak van de ijskap is een veel grotere oorzaak van ijsverlies dan op de Zuidpool. Tijdens de zomer vormen zich duizenden smeltwatermeren en beken op het oppervlak van de ijskap. Dat water blijft niet bovenaan staan. Het stroomt door scheuren en kloven in het ijs en valt op sommige plaatsen meer dan een kilometer diep naar de rotsachtige grond eronder. En uit een studie die deze week is gepubliceerd, blijkt dat dit de ijskap van Groenland van onderaf doet smelten.

Net als het water dat door een hydro-elektrische dam stroomt, draagt ​​vallend smeltwater een enorme hoeveelheid kinetische energie met zich mee. Die energie zorgt ervoor dat water opwarmt terwijl het zich onder de ijskap verzamelt. Dit veroorzaakt op zijn beurt basaal smelten. De maximale basale smeltsnelheden op de Groenlandse ijskap 100 keer liggen in feite hoger dan eerdere schattingen waarin deze warmtebron niet was meegerekend.

Het water dat zich tussen de grond en de ijskap bevindt, fungeert ook als smeermiddel, waardoor de ijskap gemakkelijker naar de oceaan kan schuiven. Maar omdat dit water aan het zicht onttrokken is, hebben onderzoekers slechts een pover beeld van wat er aan de hand is.

Waarschuwen voor een omslagpunt

Onderzoekers schatten dat deze factoren de algehele smeltsnelheid van Groenland met 8 procent zouden verhogen. Dat betekent dat de komende jaren de bijdrage van Groenland aan de zeespiegelstijging over de hele wereld groter zal zijn dan eerder werd gedacht.

Deze nieuwe ontdekkingen bevestigen verder dat de cryosfeer van de aarde – de bevroren gebieden – in de problemen zit. Er zijn krachten aan het werk die wetenschappers nu pas beginnen te waarderen. Een beter begrip van smeltend ijs helpt ons om ons voor te bereiden op wat komen gaat. Maar onderzoekers waarschuwen dat er nog veel te bestuderen valt en dat het smelten een omslagpunt zou kunnen bereiken. De dunner wordende ijsplaten in West-Antarctica zouden bijvoorbeeld zoveel massa kunnen verliezen dat ze uit elkaar vallen, en de gletsjers die ze op het land houden, zouden veel sneller in de oceaan stromen.

Deze potentiële omslagpunten zijn enkele van de grootste onzekerheden voor het voorspellen van de zeespiegelstijging, vooral na 2050. De andere grote onzekerheid – en potentiële bron van hoop – is wat mensen zullen doen aan klimaatverandering. Geconfronteerd met het reeds verloren ijs en de groeiende dreiging van stijgende zeeën, zouden mensen de uitstoot van broeikasgassen drastisch genoeg kunnen verminderen om enkele van de ergste mogelijkheden voor zeespiegelstijging af te wenden.

(kg)

Meer
Markten
Mijn Volglijst
Markten
BEL20