Hoe Antarctica smelt van boven- en onderaf

Door de omgekeerde rivieren aan de onderkant van de ijskap en de knalblauwe meertjes aan de bovenkant smelt Antarctica mogelijk sneller.vrijdag 11 oktober 2019

Het water in de bevroren bergen en ijzige vlakten van Antarctica is voldoende om de zeespiegel met bijna zestig meter te doen stijgen. Gelukkig is meer dan driekwart van het continent omgeven door ijsplateaus. Dit is ijs dat vanaf gletsjers in zee stroomt en het landijs erachter beschermt. Het vormt als het ware de muren van een enorm ijskasteel. Wetenschappers hebben nu echter nieuwe kwetsbaarheden ontdekt die deze muren van boven- en onderaf kunnen verzwakken.

Uit een onderzoek dat afgelopen maand in Scientific Reportsis gepubliceerd, blijkt dat in de ijskoude wereld van Oost-Antarctica in de zomer tienduizenden knalblauwe meren op het ijs ontstaan, veel meer dan wetenschappers zich eerder realiseerden. Ondertussen knagen in de snel smeltende delen van West-Antarctica ‘omgekeerde rivieren’ van warm water van onderaf aan de zwakke plekken van de ijsplateaus. Dat is te lezen in een onderzoek dat woensdag in Science Advanceswerd gepubliceerd. 

Zolang de aarde blijft opwarmen, kunnen beide processen het verdwijnen van het ijzige pantser van Antarctica en de reusachtige gletsjers erachter versnellen.

Invasie van de blauwe meren

Het ijs dat de poolgebieden bedekt, is een groot deel van het jaar diepgevroren. Maar op milde zomerdagen begint het ijsoppervlak te smelten, waardoor water in depressies stroomt en topaasblauwe meren ontstaan.

Deze meren betekenen ondanks hun schoonheid slecht nieuws voor het ijs. Vanwege hun donkere kleur absorberen ze meer warmte van de zon, wat voor verdere opwarming zorgt. Onder bepaalde omstandigheden kunnen meerdere smeltwatermeren snel wegstromen in het ijs eronder, waardoor het breekt. Dit proces wordt ‘lake-induced hydrofracturing’ genoemd.

Het afgelopen decennium hebben wetenschappers deze smeltwatermeren in de snel opwarmende delen van Groenland en het Antarctisch Schiereiland intensief bestudeerd. Nu is er voor het eerst door een team van onderzoekers een systematisch onderzoek uitgevoerd naar de smeltwatermeren in Oost-Antarctica, het koudste deel van het continent waar het ijs het stabielst is.Ze troffen veel meer meren aan dan verwacht.

Bekijk de scheur die een ijsplaat in Antarctica in tweeën splitst
Op indrukwekkende drone-opnamen is Chasm 1 zichtbaar, een enorme scheur in de Brunt-ijsplaat. Het is onvermijdelijk dat die ooit de Halloween-scheur bereikt. Dat zal ertoe leiden dat er een ijsberg ter grootte van de halve provincie Zuid-Holland afbreekt en in zee stort.

Op satellietbeelden van januari 2017 telden de onderzoekers maar liefst 65.000 meren en vijvers langs de kustlijn van Oost-Antarctica. “Overal waar we keken, zagen we meren,” zegt hoofdauteur van het onderzoek Chris Stokes, glacioloog aan de Universiteit van Durham in het VK. “Dat verraste ons.”

Wat echter nog verontrustender is dan het aantal meren, is het feit dat veel ervan bijeen liggen in gebieden met ijsplateaus die door hydrofracturing kunnen breken. “We hebben veel eerder met dergelijke dichtheden [die hydrofracturing kunnen veroorzaken] te maken dan gedacht,” aldus Stokes.

Het onderzoek besloeg slechts één smeltseizoen en nog een vreemd seizoen ook. Eind 2016 en begin 2017 kreeg de kust van Antarctica te maken met mild weer en ongebruikelijke luchtcirculatiepatronen, waardoor het zee-ijs afbrak. Stokes vertelt dat wetenschappers hun analyse willen herhalen met satellietgegevens van meerdere jaren. Maar ook als 2017 een uitschieter was, dan nog toont het onderzoek aan dat de ijsplateaus van Oost-Antarctica veel kwetsbaarder zijn voor warme jaren dan we dachten.

Alison Banwell is glacioloog aan de Universiteit van Colorado te Boulder. Zij was niet bij het essay betrokken, maar merkt op dat de “temperatuur van de atmosfeer stijgt, waardoor we meer warme jaren kunnen verwachten.”

Omgekeerde rivieren

Terwijl meren aanleiding zijn tot bezorgdheid over de toekomst van de ijsplateaus van Oost-Antarctica, valt in het westen een onzichtbare kracht het ijs van onderen aan. Warm water stijgt op uit de diepte en vormt rivierachtige kanalen die aan de onderkant van de ijsplateaus knagen.

Enkele jaren geleden begon Karen Alley, glacioloog aan het College of Wooster, deze zogeheten omgekeerde rivieren met behulp van satellietbeelden te bestuderen. Door de depressies op het ijsoppervlak te bestuderen, heeft ze ontdekt dat sommige depressies enorm zijn en wel vijf kilometer breed, tientallen kilometers lang en tientallen meters diep kunnen zijn. Ze constateerde ook dat de rivieren aan de onderkant vaak ontstaan op zwakke plekken aan de rand van ijsplateaus. Glaciologen noemen dit ‘shear margins’.

In hun laatste onderzoek gebruikten Alley en haar medeauteurs satellietbeelden om te begrijpen hoe dat komt. Zoals ze in hun nieuwe verslag schrijven, lijkt de vorming van rivieren onder shear marginsop land te beginnen. IJsstromen rekken uit en worden dunner aan de randen. Wanneer deze zones de oceaan bereiken, liggen ze relatief hoger dan het dikkere ijs eromheen. Hierdoor ontstaat aan de onderkant van het plateau een geul die op een omgekeerde rivierbedding lijkt. Opstijgend warm water wordt naar die bedding gekanaliseerd, met als gevolg een omgekeerde rivier.

De onderzoekers concludeerden dat de rivieren hoogstwaarschijnlijk onder snelstromend ijs worden gevormd. En dus ook onder de ijsplateaus die de slinkende Pine Island- en Thwaites-gletsjers van West-Antarctica beschermen. Alley: “Er waren bij shear marginsveel meer van deze kanalen onder ijsplateaus dan gedacht.”

Niemand kan met zekerheid zeggen hoe groot de rol van omgekeerde rivieren is bij een versnelling van het afsmelten van het ijs. Maar tijdens een eerder onderzoek naar het Getz-ijsplateau ontdekte Alley dat de rivieren snel dieper kunnen worden en in één jaar tijd maar liefst negen meter aan ijs van het plateau kunnen slijpen. Als het water in deze rivieren door klimaatverandering ook maar een beetje warmer wordt, kan dat uitdunningsproces sterk worden versneld.

“Dit kan veel of weinig uitmaken,” zegt Alley. “We weten echter dat de kans groot is dat er ijsplateaus verdwijnen. Zwakke plekken worden nog zwakker door deze kanalen.”

Aanval van twee kanten

Alles bij elkaar genomen duiden tijdelijke meren en verborgen rivieren op een zwakte in het ijsbastion van Antarctica, die tot nog toe slecht wordt begrepen. Samen kunnen de twee verschijnselen het ijs verzwakken.

Volgens Banwell is de impact van oppervlaktemeren op ijsplateaus vaak afhankelijk van de sterkte van de shear margin van het plateau. Eenshear margindie van onderaf door warm water wordt aangevallen, kan volgens haar sneller breken door meren. Nu zowel de atmosfeer als de oceanen opwarmen door klimaatverandering, kan de aanval aan beide fronten sterk oplaaien.

“Ik denk dat er in de toekomst steeds meer van deze meren zullen zijn door de opwarming van de atmosfeer,” aldus Banwell. “Wanneer het smeltproces intensiever wordt en meer smeltwatermeren worden gevormd, zal dit er in combinatie met de processen aan de onderkant voor zorgen dat deze ijsplateaus steeds instabieler worden.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com 

lees verder

Bekijk de scheur die een ijsplaat in Antarctica in tweeën splitst

Op indrukwekkende drone-opnamen is Chasm 1 zichtbaar, een enorme scheur in de Brunt-ijsplaat. Het is onvermijdelijk dat die ooit de Halloween-scheur bereikt. Dat zal ertoe leiden dat er een ijsberg ter grootte van de halve provincie Zuid-Holland afbreekt en in zee stort.
Milieu

Exclusieve foto’s: Gigantische ijsberg breekt af van Antarctica

Wetenschappers van de NASA hebben opnamen gemaakt van een nieuwe ijsberg, die ruim tweemaal zo groot is als Terschelling. Ons team was erbij.
Antarctica

Antarctica

De opwarming van het zuidpoolgebied zet het leven daar op z’n kop. Wetenschappers houden hun hart vast voor de toekomst. 
Lees meer