De West-Antarctische ijskap was goed in verdwijnen

Als de ijskap smelt, stijgt de zeespiegel. Uit onderzoek blijkt dat het ijs al flink smolt toen de aarde nog niet zo warm was als tegenwoordig.Monday, July 16, 2018

Door Douglas Fox
Foto's Van Mario Tama, Getty Images
De snelheid waarmee de zeespiegel de komende eeuw stijgt, hangt voor een groot deel af van de snelheid waarmee de West-Antarctische ijskap verdwijnt.

Wetenschappers ontdekten dat een groot deel van de West-Antarctische ijskap tussen de tien- en twaalfduizend jaar geleden verdween. De gemiddelde temperatuur op aarde was toen lager dan tegenwoordig. Het ijsverlies vond plaats tegen het einde van de laatste ijstijd. Daardoor was de ijskap zo'n 350.000 vierkante kilometer kleiner dan nu - een gebied ter grootte van ongeveer Duitsland.

“Dat de ijskap afsmolt en kleiner werd dan die nu is, in een klimaat dat waarschijnlijk heel wat kouder was dan het huidige, wijst op een grote gevoeligheid,” vertelt Robert DeConto. Hij is glacioloog aan de Amerikaanse University of Massachusetts in Amherst en was niet betrokken bij het onderzoek.

Algemeen werd aangenomen dat de West-Antarctische ijskap in minstens 120.000 jaar tijd nooit veel kleiner werd dan hij nu is. “We waren echt verrast,” vertelt Reed Scherer, van de Amerikaanse Northern Illinois University in DeKalb. Hij was, samen met negen andere onderzoekers, coauteur van het artikel over het onderzoek, dat vorige maand in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd.

West-Antarctica wordt gezien als de meest kwetsbare van de drie grote ijskappen op aarde. Het ijs ligt in een enorme, kilometers diepe kom, waardoor het blootstaat aan warme oceaanstromingen. Als het zou afsmelten, zou de zeespiegel ruim drie meter stijgen.

Wetenschappers hopen dat het reconstrueren van het proces van aangroeien en afsmelten van het ijs in het verleden hen in staat zal stellen om uitspraken te doen over het toekomstige gedrag van de ijskap op West-Antarctica.

Een ander artikel in hetzelfde nummer van Nature maakte duidelijk hoe urgent dit is: daaruit bleek dat er op de gehele Zuidpool ruim 2,7 biljoen ton ijs is afgesmolten tussen 1992 en 2017. Het grootste deel daarvan was afkomstig van West-Antarctica, waar de smeltsnelheid in de laatste kwart eeuw verdrievoudigde.

Een gat van een kleine kilometer diep

In 2013 boorden onderzoekers door het ijs op West-Antarctica naar een subglaciaal meer. Ze vonden er bewijs dat de ijskap ooit veel kleiner was.

Het nieuwe bewijs voor de fragiliteit van het ijs op West-Antarctica komt van twee onderzoeksexpedities die in de afgelopen jaren plaatsvonden naar het gebied. Scherer was een van de deelnemers aan de eerste. Die begon in januari 2013 toen een konvooi tractoren, die enkele honderdduizenden kilo's aan apparatuur op enorme sleeën voorttrokken, op een afgelegen plek op het ijs arriveerden, ruim zeshonderd kilometer van de Zuidpool. De locatie leek op het eerste oog weinig bijzonder; in de verre omtrek was niets anders te zien dan een door de wind vormgegeven sneeuwvlakte.

Maar het werkelijke doel van de expeditie lag op een kleine kilometer onder het oppervlak: een waterlichaam genaamd Lake Whillans, dat onder de ijskap ligt opgesloten. De omtrek van het meer was in kaart gebracht met een radar die door het ijs heen kon ‘kijken’. Geen mens had het ooit zelf gezien. Maar die januari werd de apparatuur op de slee samengevoegd tot een immens grote boor die door middel van een heetwaterstraal een achthonderd meter diep gat in het ijs maakte met een doorsnede van vijftig centimeter, dat uitkwam in het meer.

Scherer en zijn collega's lieten een holle cilinder afzakken in de bodem van het meer, en haalden zo'n 45 centimeter aan bagger op. Het materiaal was korrelig, vol met Antarctisch gesteente dat was verpulverd door kruiend ijs. Toen Scherer het materiaal onder een microscoop bekeek, zag hij dat het vol ragfijne splintertjes gebogen en gerimpeld glas zat: de eeuwenoude skeletten van diatomeeën, piepkleine zeediertjes die het meer bewoonden toen het nog niet bedekt werd door ijs, maar door oceaanwater, met mogelijk een klein laagje ijs daarbovenop.

Uit koolstofdatering bleek dat sommige van die diatomeeën pas tienduizend jaar geleden waren afgezet in wat nu Lake Whillans is. Dat was op zich al verrassend. Maar Scherer en zijn collega's onderzochten ook de bagger uit negen andere gaten die verder van de zee lagen dan Lake Whillans, tot bijna tweehonderd kilometer van de huidige rand van het ijs. In al die gaten troffen ze jong materiaal aan. “Dat was een echte schok,” vertelt Scherer.

Daaruit bleek dat de West-Antarctische ijskap zich minstens tweehonderd kilometer had teruggetrokken. Maar dat is “slechts de minimumafstand,” stelt glacioloog Slawek Tulaczyk van de Amerikaanse University of California in Santa Cruz, een van de leidinggevenden van de boorexpeditie.

Hij legt uit dat gletsjers gronddeeltjes meenemen terwijl ze naar de kust stromen. Het jonge materiaal in de boorgaten zou dus van wel 500 tot 650 kilometer verderop afkomstig kunnen zijn. En dat zou betekenen dat de ijskap zich tienduizend jaar geleden misschien wel tot daar had teruggetrokken.

Achtergebleven littekens

Terwijl Scherer, Tulaczyk en hun collega's worstelden met de interpretatie van hun vondsten, deed een andere wetenschapper, die zij niet kenden, een eigen ontdekking.

Jonathan Kingslake, een jonge glacioloog die nu werkzaam is aan het Lamont-Doherty Earth Observatory in New York, bracht eind 2014 twee maanden door op de andere kant van West-Antarctica, op zo'n 1300 kilometer van Lake Whillans. Hij en zijn gids gebruikten met een touw verbonden sneeuwscooters - voor het geval een van hen in een spleet zou storten - om met een slee een radar te vervoeren die door het ijs kon kijken. Terwijl zij rondreden, soms wel vijftien uur per dag, spoorde de radar lagen en spleten op die kilometers diep in het ijs zaten.

Op een avond zag Kingslake iets bijzonders, toen hij in zijn tent op zijn laptop de data bekeek van die dag. Op de zwart-wit-beelden van de radar waren een serie heldere lijnen te zien die vanaf de bodem van het ijs omhoogliepen.

Uiteindelijk kwam hij tot de conclusie dat die lijnen de littekens waren van oude breuken die lang geleden waren ontstaan onder in de ijskap, in een tijd toen die nog niet dik was en op gesteente rustte, zoals nu het geval is, maar toen die nog dunner was en op de oceaan dreef. De breuken ontstonden doordat het ijs over een subglaciale berg schoof en wiebelde. Vervolgens waren ze met zeewater opgevuld en weer bevroren.

Aan de overkant van de plek op West-Antarctica waar Scherer en Tulaczyk hun onderzoek verrichtten, vond Kingslake onafhankelijk bewijs dat de ijskap zich ooit ver landinwaarts had teruggetrokken. Torsten Albrecht van het Duitse Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung concludeerde na al het bewijs te hebben bestudeerd dat het ijs zich zo'n tien- tot twaalfduizend jaar geleden had teruggetrokken. Hij schat dat West-Antarctica vergeleken met de huidige situatie met zo'n 125.000 kubieke kilometer ijs bijdroeg aan de stijging van de zeespiegel, circa 120 biljoen ton.

Herstel gaat niet helpen

De ijskap was op dat moment bezig met krimpen, na in de ijstijd een maximumomvang te hebben bereikt. Tijdens die hoogtijdagen stak de kap zo'n duizend kilometer verder de oceaan in dan nu. De oceaanbodem was toen ook minstens 400 meter lager dan tegenwoordig, omdat het gewicht van de enorme ijskap op de aardkorst drukte.

Doordat het ijs zich begon terug te trekken, dunner werd en begon te drijven, kon warm oceaanwater over de bodem van de diepzee stromen. Daardoor smolt het ijs nog sneller, wat de inkrimping van de ijskap inluidde. Het trok zich in noodtempo nog minstens tweehonderd kilometer verder terug dan de huidige randen.

De krimp werd uiteindelijk een halt toegeroepen door langzame veranderingen in de aardkorst. Doordat het enorme pak ijs smolt, kon de korst weer opveren. Volgens wetenschappelijke berekeningen steeg de zeebodem onder de ijskap met ruim vijftien centimeter per jaar, en meer dan 400 meter in loop van enkele duizenden jaren. Daardoor werd het overgebleven ijs beschermd tegen de stromingen uit de diepzee die zorgden voor het afsmelten. De ijskap stabiliseerde zich, groeide weer aan en kreeg uiteindelijk, mogelijk pas tweeduizend jaar geleden, zijn huidige omvang.

Zal een soortgelijk herstel van het ijs onze redding blijken nu de aarde opwarmt? Kan dat proces ons beschermen tegen het volledig wegsmelten van de West-Antarctische ijskap en tegen de catastrofale stijging van de zeespiegel die daardoor zou ontstaan? Tulaczyk waarschuwt dat we niet moeten verwachten dat het eerdere herstelproces van het ijs weer zal optreden, omdat de temperaturen en het CO2-gehalte in de atmosfeer nu al veel hoger zijn dan tienduizend jaar geleden, en nog steeds stijgen.

En hoe dan ook, het herstel van het ijs is een te langzaam proces om de mens te hulp te kunnen komen. Het beschermt kuststeden niet tegen een stijging van de zeespiegel, stelt Tulaczyk, “tenzij we in staat blijken om een paar duizend jaar lang onze adem in te houden.”

Lees meer