De veranderingen in de ijskappen en de invloed op de wereldwijde zeespiegel
Vijftig jaar geleden lag de baai waarin zich nu de Sheldon-gletsjer bevindt, bedekt met ijs dat bijna 250 meter dik was. Op dat moment bevond de Rothera-onderzoekstation, opgezet door het Britse Antarctisch Onderzoeksprogramma, zich onder een omvangrijke ijskap.
Sindsdien is de Sheldon-gletsjer, die men nu nadert, meer dan een mijl teruggetrokken. Zoals bij veel andere gletsjers langs de westkant van het Antarctisch schiereiland, heeft het ijs dat ooit op de koude zee dreef, gesmolten en is het afgebroken door de warming van de oceaan en de atmosfeer.
De processen van calving en de effecten op het ijs
Bij het navigeren door een puin van ijs, dat bestaat uit splinters van de grote ijsblokken die loskomen van de voorkant van de gletsjer, is het te horen dat het ijs knarst en knapt terwijl het smelt onder het zwakke zonlicht. Deze ijsblokken breken af in een proces dat calving wordt genoemd.
De gemiddelde temperaturen in Antarctica waren vorig jaar de hoogste ooit gemeten, wat onderstreept dat de ijskappen snel aan het verdwijnen zijn.
Antarctica als klimaatsysteem en zijn invloed op de wereld
Onderzoekers zien Antarctica als een cruciale indicator voor de toekomst van het klimaat op aarde. Volgens Prof. Dame Jane Francis, directeur van het Britse Antarctisch Onderzoeksprogramma, heeft het continent een diepe invloed op het mondiale klimaat, ondanks dat het duizenden kilometers verwijderd is van het Verenigd Koninkrijk.
Onderzoek naar de snelheid waarmee gletsjers stromingen versnellen, de invloed van warmere stromingen en getijden, en het effect van calving op de ijsmassa’s, levert belangrijke inzichten op. Onderzoekers speculeren dat onderwater-tsunami’s, veroorzaakt door het afbreken van grote stukken ijs, mogelijk een significante rol spelen in het versnellen van het smelten.
De rol van onderwatergolven en warm water
Wanneer een blok ijs ter grootte van een flat afbreekt, kunnen de daarbij horende golven tot honderd meter hoog in staat zijn om de bovenste lagen van de zee te mengen. Deze golven mengen de koele, smeltwater-rijke oppervlaktelagen met het warmere, zoutere water die zich onderin bevinden. Dit mengen kan het smeltproces verder versnellen door het warmere water dichter bij de ijsbodem te brengen.
Volgens Dr. Alex Brearley, oceanograaf bij BAS, is het begrijpen van deze processen essentieel voor meer accurate voorspellingen van de smelting van zeeijs en de bijdrage daarvan aan de zeespiegelstijging. Zijn team plaatst robotachtige glijders in de oceaan die de stromingen rond de Sheldon-gletsjer zullen monitoren gedurende de Arctische zomer.
Uitbreiding van onderzoeksactiviteiten en grote gletsjers
Tegelijkertijd zetten internationale teams grote operaties op onder andere de Thwaites-gletsjer, die even groot is als Florida. Deze gletsjer is snel teruggetrokken en recent onderzoek toont aan dat een volledige instorting onvermijdelijk lijkt. Als dat gebeurt, zal de onderliggende West-Antarctische ijsplaat, die door de Thwaites-gletsjer wordt ondersteund, waarschijnlijk versneld naar de oceaan schuiven.
De potentieel uitgestrekte effecten hiervan zouden kunnen leiden tot een zeespiegelstijging van meer dan drie meter, wat geografische kaarten drastisch zou veranderen. Thwaites wordt daarom wel de “Doomsday-gletsjer” genoemd, hoewel wetenschappers niet precies weten wanneer deze catastrofe zich zal voordoen. De instorting zou in de komende 100 jaar kunnen plaatsvinden, maar anderen denken dat het nog 200 jaar kan duren.
De invloed op kuststeden en mondiale klimaatregulatie
De snelle veranderingen in de ijsmassa’s vormen een bedreiging voor laaggelegen steden, die bij stijgende zeespiegel en toenemende stormen kwetsbaarder worden. Het vervangen van verdedigingen of het verplaatsen van steden is mogelijk noodzakelijk, maar het is nog onduidelijk of deze investeringen zich nu of pas op de lange termijn zullen uitbetalen.
Een andere reden om de smelt en de mengprocessen van Antarctica nauwkeurig te bestuderen, is dat ze de snelheid en de mate van wereldwijde opwarming bepalen. De Antarctische Circumpolaire Stroom, de grootste oceaanstroming ter wereld, speelt hierin een centrale rol door ongeveer 75% van de overtollige warmte sinds de Industriële Revolutie te absorberen.
Antarctica en de wereldwijde klimaatbalans
Deze zeestroom functioneert als een soort klimaatregelaar, waarbij warme wateren vanuit hogere breedtegraden naar de pool trekken en koelen terwijl ze langs de ijsmassa bewegen. Volgens Dr. Brearley is het cruciaal dat klimaatwetenschappers begrijpen waar deze warmte naartoe gaat en hoe lang deze daar blijft, om nauwkeuriger te kunnen voorspellen wanneer de planeet meer dan twee of drie graden opwarmt.
Antarctica speelt ook een fundamentele rol in het stabiliseren van het klimaat door het opnemen van kooldioxide. Ondanks het ontbreken van regenwouden in het landschap, zorgen kleine organismen zoals fytoplankton in de oceanen voor de grootste opname van het door de mens uitgestoten CO2, waarbij de zuidpool de helft ervan opneemt en de circumpolaire stroming voedingsstoffen meebrengt die de algengroei stimuleren.
Onderzoek naar mariene levensvormen en de gevolgen van klimaatverandering
Naast het bewaken van de ijsmassa’s, voeren wetenschappers in Rothera ook al bijna drie decennia onderzoek uit naar het zeeleven in de regio. Ze duiken onder het ijs, zelfs in winterse omstandigheden, en verzamelen gegevens over hoe soorten reageren op de veranderingen in temperatuur, de terugtrekkende gletsjers en de afname van zee-ijs.
Toch biedt het ijs van oude perioden aanwijzingen dat, tijdens warmere tijden miljoenen jaren geleden, het zuidpoolgebied meer kooldioxide opnam, wat de terugkeer naar een ijskoud klimaat zou kunnen bevorderen. Echter, de recente versnelling van opwarming gebeurt binnen minder dan een eeuw, waardoor het ecosysteem mogelijk niet snel genoeg kan reageren en geen nieuwe koolstofabsorptiekring wordt.
Volgens Prof. Lloyd Peck is het onzeker of de ecosystemen het vermogen zullen behouden om zich aan de snelle opwarming aan te passen of dat ze een kritische drempel bereiken waarmee een grote omslag onvermijdelijk wordt.
