Ons grootste gletsjerprobleem smelt van onderaf
Als je over Antarctica vliegt, is het moeilijk te zien waar het allemaal om draait. Als een gigantische bruidstaart ziet het glazuur van sneeuw op 's werelds grootste ijskap er glad en smetteloos uit, mooi en perfect wit. Kleine wervelingen van sneeuwduinen bedekken het oppervlak.
Maar als je de rand van de ijskap nadert, ontstaat er een gevoel van enorme onderliggende kracht. Er verschijnen scheuren in het oppervlak, soms georganiseerd als een wasbord, en soms een complete chaos van torenspitsen en richels, die het lichtblauwe kristallijnen hart van het ijs eronder onthullen.
Naarmate het vliegtuig lager vliegt, groeit de omvang van deze pauzes gestaag. Dit zijn niet zomaar scheuren, maar ravijnen die groot genoeg zijn om een straalvliegtuig te verzwelgen, of torenspitsen zo groot als monumenten. Kliffen en tranen, scheuren in de witte deken komen tevoorschijn, wat wijst op een kracht die stadsblokken ijs kan rondslingeren zoals zoveel autowrakken in een opeenhoping. Het is een verwrongen, verscheurd, verwrongen landschap. Er ontstaat ook een gevoel van beweging, op een manier die geen ijsvrij deel van de aarde kan overbrengen – het hele landschap is in beweging en lijkt daar niet erg blij mee.
Antarctica is een continent dat bestaat uit verschillende grote eilanden, waarvan er één zo groot is als Australië, allemaal begraven onder een 10.000 meter dikke laag ijs. Het ijs bevat genoeg zoet water om de zeespiegel met bijna 200 voet te verhogen.
De gletsjers zijn altijd in beweging geweest, maar onder het ijs vinden veranderingen plaats die ingrijpende gevolgen hebben voor de toekomst van de ijskap – en voor de toekomst van kustgemeenschappen over de hele wereld.
Breken, dunner worden, smelten, instorten
Antarctica is waar ik werk. Als poolwetenschapper heb ik de meeste delen van de ijskap bezocht tijdens meer dan 20 reizen naar het continent, met sensoren en weerstations, trektochten over gletsjers of het meten van de snelheid, dikte en structuur van het ijs.
Momenteel ben ik de coördinerende wetenschapper van de VS voor een grote internationale onderzoeksinspanning op de meest risicovolle gletsjer van Antarctica – daarover straks meer. Ik heb behoedzaam spleten overgestoken, voorzichtig op hard blauw verwaaid ijs gestapt en dagenlang gereden over het meest eentonige landschap dat je je kunt voorstellen.
Het grootste deel van de afgelopen paar eeuwen is de ijskap stabiel geweest, voor zover de poolwetenschap kan nagaan. Ons vermogen om bij te houden hoeveel ijs er elk jaar uitstroomt en hoeveel sneeuw er bovenop valt, gaat slechts een handvol decennia terug, maar wat we zien is een ijskap die pas in de jaren tachtig bijna in evenwicht was.
In het begin vonden veranderingen in het ijs langzaam plaats. IJsbergen zouden breken, maar het ijs werd vervangen door nieuwe uitstroom. De totale sneeuwval was in eeuwen niet veel veranderd – dit wisten we door naar ijskernen te kijken – en in het algemeen leken de ijsstroom en de hoogte van de ijskap zo constant dat een hoofddoel van vroeg ijsonderzoek op Antarctica het vinden van een plaats was, elke plaats, die drastisch was veranderd.
Een kaart van Antarctica van bovenaf gezien, het grootste deel van de ijskap, toont de snelheid van het ijsstroomijs. Thwaites Glacier is aan de linkerkant. NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Maar nu, terwijl de omringende lucht en de oceaan opwarmen, zijn delen van de Antarctische ijskap die duizenden jaren stabiel waren geweest, aan het breken, dunner worden, smelten of in sommige gevallen op een hoop instorten. Terwijl deze randen van het ijs reageren, sturen ze een krachtige herinnering: als zelfs een klein deel van de ijskap volledig in zee zou afbrokkelen, zouden de gevolgen voor de kusten van de wereld ernstig zijn.
Zoals veel geowetenschappers denk ik na over hoe de aarde eruitziet onder het deel dat we kunnen zien. Voor Antarctica betekent dat nadenken over het landschap onder het ijs. Hoe ziet het begraven continent eruit – en hoe geeft die rotsachtige kelder vorm aan de toekomst van het ijs in een opwarmende wereld?
De wereld onder het ijs visualiseren
Recente pogingen om gegevens van honderden vliegtuig- en grondstudies te combineren, hebben ons een soort kaart van het continent onder het ijs opgeleverd. Het onthult twee zeer verschillende landschappen, gescheiden door de Transantarctische Bergen.
In Oost-Antarctica, het deel dat dichter bij Australië ligt, is het continent ruig en gegroefd, met verschillende kleine bergketens. Sommige hiervan hebben alpiene valleien, doorsneden door de allereerste gletsjers die zich 30 miljoen jaar geleden op Antarctica vormden, toen het klimaat leek op dat van Alberta of Patagonië. Het grootste deel van het gesteente van Oost-Antarctica ligt boven zeeniveau. Dit is waar de Conger-ijsplaat ter grootte van een stad in maart 2022 instortte tijdens een ongewoon intense hittegolf.
In West-Antarctica is het gesteente heel anders, met delen die veel dieper zijn. Dit gebied was ooit de oceaanbodem, een gebied waar het continent werd uitgerekt en opgedeeld in kleinere blokken met een diepe zeebodem ertussen. Grote eilanden van vulkanische bergketens zijn met elkaar verbonden door een dikke ijsdeken. Maar het ijs hier is warmer en beweegt sneller.
Nog maar 120.000 jaar geleden was dit gebied waarschijnlijk een open oceaan – en zeker in de afgelopen 2 miljoen jaar. Dit is belangrijk omdat ons klimaat vandaag de dag snel temperaturen nadert zoals die van een paar miljoen jaar geleden.
Het besef dat de West-Antarctische ijskap in het verleden verdwenen was, baart grote zorgen in het tijdperk van de opwarming van de aarde.
Vroege stadia van een grootschalige retraite
Voor de kust van West-Antarctica ligt een groot ijsgebied, de Thwaites-gletsjer. Dit is de breedste gletsjer ter wereld, met een doorsnee van 70 mijl, die een gebied drooglegt dat bijna net zo groot is als Idaho.
Satellietgegevens vertellen ons dat het zich in de beginfase bevindt van een grootschalige terugtrekking. De hoogte van het oppervlak daalt elk jaar met wel 3 voet. Aan de kust zijn enorme scheuren ontstaan en veel grote ijsbergen zijn op drift geraakt. De gletsjer stroomt met meer dan een mijl per jaar en deze snelheid is de afgelopen drie decennia bijna verdubbeld.
Dit gebied werd al vroeg opgemerkt als een plaats waar het ijs zijn greep op het gesteente zou kunnen verliezen. Het gebied werd de "zwakke onderbuik" van de ijskap genoemd.
Enkele van de eerste metingen van de ijsdiepte, met behulp van radio-echo-geluid, toonden aan dat het centrum van West-Antarctica een gesteente had tot anderhalve mijl onder zeeniveau. Het kustgebied was ondieper, met een paar bergen en wat hoger gelegen grond; maar dicht bij de kust lag een wijde kloof tussen de bergen. Dit is waar de Thwaites-gletsjer de zee ontmoet.
Dit patroon, met dieper ijs dat hoog opgestapeld is nabij het midden van een ijskap, en ondieper maar nog steeds laag gesteente nabij de kust, is een recept voor rampen – zij het een zeer langzame ramp.
IJs stroomt onder zijn eigen gewicht – iets wat we hebben geleerd op de middelbare school aardwetenschappen, maar denk er nu eens over na. Met zeer hoog en zeer diep ijs nabij het centrum van Antarctica bestaat er een enorm potentieel voor snellere stroming. Door aan de randen ondieper te zijn, wordt de stroming tegengehouden – schurend op het gesteente terwijl het probeert te vertrekken, en met een kortere ijskolom aan de kust die het naar buiten drukt.
Als het ijs ver genoeg naar achteren zou stappen, zou het terugtrekkende front van "dun" ijs – nog steeds bijna 3.000 voet dik – naar dikker ijs gaan naar het midden van het continent. Aan de terugtrekkende rand zou het ijs sneller stromen, omdat het ijs nu dikker is. Door sneller te stromen, trekt de gletsjer het ijs erachter naar beneden, waardoor het kan drijven, waardoor er meer terugtrekking ontstaat. Dit is wat bekend staat als een positieve feedbacklus – terugtrekken die leidt tot dikker ijs aan de voorkant van de gletsjer, wat zorgt voor een snellere stroom, wat leidt tot meer terugtrekking.
Verwarmend water: de aanval van onderaf
Maar hoe zou deze retraite beginnen? Tot voor kort was Thwaites niet veel veranderd sinds het voor het eerst in kaart werd gebracht in de jaren 1940. Al vroeg dachten wetenschappers dat een terugtocht het gevolg zou zijn van warmere lucht en het smelten van het oppervlak. Maar de oorzaak van de veranderingen bij Thwaites die in satellietgegevens te zien zijn, is vanaf het oppervlak niet zo gemakkelijk te zien.
Onder het ijs echter, op het punt waar de ijskap voor het eerst van het continent opstijgt en boven de oceaan begint uit te steken als een drijvende ijsplaat, wordt de oorzaak van de terugtrekking duidelijk. Hier erodeert oceaanwater ver boven het smeltpunt de basis van het ijs, en wist het zoals een ijsblokje zou verdwijnen dobberend in een glas water.
Water dat in staat is om jaarlijks wel 50 tot 100 voet ijs te smelten, ontmoet hier de rand van de ijskap. Door deze erosie kan het ijs sneller stromen en tegen de drijvende ijsplaat duwen.
De ijsplaat is een van de beperkende krachten die de ijskap tegenhoudt. Maar de druk van het landijs breekt langzaam deze ijsplaat. Als een plank die onder te veel gewicht versplintert, ontwikkelt hij enorme scheuren. Wanneer het bezwijkt – en het in kaart brengen van de breuken en de stroomsnelheid suggereert dat dit nog maar een paar jaar duurt – zal het een nieuwe stap zijn die het ijs sneller laat stromen en de feedbacklus voedt.
Tot 10 voet zeespiegelstijging
Als we dit jaar vanuit ons kamp terugkijken op het met ijs bedekte continent, is het een ontnuchterend gezicht. Een enorme gletsjer, die naar de kust stroomt en zich van horizon tot horizon uitstrekt, stijgt op tot in het midden van de West-Antarctische ijskap. Er is een voelbaar gevoel dat het ijs op de kust afzakt.
IJs is nog steeds ijs – het beweegt niet zo snel, wat het ook drijft; maar dit gigantische gebied dat West-Antarctica wordt genoemd, zou binnenkort kunnen beginnen met een meerjarige achteruitgang die zou oplopen tot 3 meter boven de zeespiegel. In het proces zou de snelheid van de zeespiegelstijging meerdere malen toenemen, wat grote uitdagingen met zich meebrengt voor mensen die belang hebben bij kuststeden. Wat we eigenlijk allemaal zijn.
Het bericht Ons grootste gletsjerprobleem smelt van onderaf verscheen eerst op Popular Science.
