Beweging van de grondlijn van het ijs bij Antarctica volgens Konrad et al.. Bron: ESA
Als het over poolijs gaat wordt er vaak onderscheid gemaakt tussen land- en zeeijs. Maar bij Antarctica is er ook nog een tussenvorm: het mariene deel van de landijskap. Het heeft te maken met de vorm van grote delen van de zeebodem rond dit continent. Die loopt op veel plekken niet steil naar beneden vanaf de kust, maar is juist – vaak op een diepte van ruwweg 1 kilometer – relatief vlak met op veel plaatsen oplopende richels. De ijsmassa’s die vanaf het land naar de oceaan stromen glijden daardoor niet zomaar vanaf de kust naar beneden. Het ijs rust op de zeebodem en stroomt geleidelijk verder de oceaan in. Zeewaarts neemt de dikte van het ijs af en ergens komt er dan een punt waarop het ijs loskomt van de bodem en gaat drijven; ijs is immers lichter dan water. De plek waar dat gebeurt wordt door glaciologen de grondlijn (of: grounding line) genoemd. Schematisch ziet dat er zo uit.
Schematische weergave van de grondlijn. Bron: AntarcticGlaciers.org
Het ligt voor de hand dat grondlijnen landinwaarts verschuiven in een opwarmend klimaat. Dat kan gebeuren door het smelten van ijs aan de bovenkant – het ijs wordt dan immers dunner waardoor het eerder gaat drijven – en door smelten van onderaf door opwarming van het oceaanwater. De bewegingen zijn bijzonder moeilijk direct te meten, omdat de grondlijnen zo moeilijk bereikbaar zijn. Britse onderzoekers zijn er nu voor het eerst in geslaagd om een vrij compleet beeld van die bewegingen te geven door slimme analyses van metingen van bovenaf. Het artikel, met als hoofdauteur Hannes Konrad, is gepubliceerd in Nature Geoscience: Net retreat of Antarctic glacier grounding lines.
Het onderzoek kreeg de nodige aandacht, van het Nederlandstalige Scientas bijvoorbeeld, en van de Washington Post (met een link die toegang geeft tot het volledige artikel van Konrad et al.), The Guardian en The Times. De alarmerende toon van sommige berichten werd door een aantal glaciologen wat genuanceerd. Peter Kuipers Munneke tweette bijvoorbeeld:
Ik denk niet dat hij bedoelde te zeggen dat er niets aan de hand is, maar vooral dat de resultaten van Konrad et al. hem en zijn vakgenoten niet verrassen. De resultaten bevestigen vooral wat er al verwacht werd, onder meer op basis van de beperkte metingen die er al waren. In plaats van slecht nieuws is deze analyse “slechts” een bevestiging van slecht nieuws.
Kort gezegd komt dat slechte nieuws er op neer dat de fundering onder de kilometers dikke ijslaag van Antarctica op sommige plekken zwakker wordt. Het ijs kan dan sneller zeewaarts stromen, omdat de weerstand tegen stroming afneemt. Er kan zelfs een punt komen waarop de fundering de ijsmassa erboven niet meer kan dragen. De ijskap stort dan in. De mogelijke gevolgen daarvan zijn twee jaar geleden beschreven in een artikel van DeConto en Pollard.
Alle reden dus om de onderzoeksresultaten serieus te nemen. De snelheid waarmee de grondlijn zich terugtrekt loopt op sommige plekken, vooral bij West-Antarctica, op tot honderden meters per jaar. En het oppervlak van het ijs dat op het oceaanoppervlak rust is de afgelopen 7 jaar met bijna 1500 km2 afgenomen. Bij West-Antarctica trekt 22% van de grondlijn zich sneller terug dan op basis van natuurlijke factoren te verwachten is. Bij het Antarctisch Schiereiland is dat 10% en bij Oost-Antarctica 4%. Voor heel Antarctica komt dat neer op bijna 11% van de grondlijn die zich terugtrekt. Daar staat tegenover dat bijna 2% van de grondlijn zich van het continent vandaan heeft bewogen.
De sterkste afname van onderzees ijs wordt gevonden in gebieden met relatief warm zeewater. Dat wijst er op dat de oceaan, en dus mogelijk het smelten van onderaf, de meest bepalende factor is. Een ander opvallend resultaat is dat op enkele locaties een beweging van de grondlijn wordt gevonden die sterk afwijkt van bewegingen die eerder waren geconstateerd. Zo was de grondlijn van de Pine Island gletsjer tijdens de meetperiode van 2010 – 2016 vrij stabiel, terwijl er over de periode 1992 – 2011 een terugtrekking van ongeveer 1 kilometer per jaar was vastgesteld. Dat wijst op een grote variabiliteit op lokale schaal en op een tijdschaal van jaren tot decennia. Dat is niet noodzakelijk goed nieuws, omdat het zou kunnen betekenen dat het smeltgedrag en daarmee de bijdrage van Antarctica aan de zeespiegelstijging vrij onvoorspelbaar is. Het levert een asymmetrische onzekerheid op: een kans op grote tegenvallers waar geen mogelijke meevallers tegenover staan. Onvoorspelbaarheid zou adaptatie aan de zeespiegelstijging flink kunnen bemoeilijken.
Schematische weergave van metingen van de satelliet CryoSat. Bron: ESA
Voor het onderzoek zijn gegevens gebruikt van de ESA-satelliet CryoSat. CryoSat meet de hoogte van het ijs en de verandering daarin. Er zijn verschillen tussen de hoogteveranderingen van de drijvende ijsplaat en die van het ijs dat op de oceaanbodem rust. Bijvoorbeeld omdat het drijvende ijs meebeweegt met de hoogte van het oceaanoppervlak, en dus met de getijden, en het ijs op de bodem niet. Bij de grondlijn ontstaat daardoor een scharnierpunt. Rekening houdend met dit soort verschijnselen, gebaseerd op de wet van Archimedes, en met de geometrie van het ijs en van de bodem kunnen de positie en de verplaatsing van de grondlijn gedetecteerd worden. De methode om dit te doen is misschien wel het belangrijkste nieuwe resultaat van dit onderzoek. Want het zou wel eens belangrijk kunnen zijn om die grondlijnen goed in de gaten te houden, juist omdat ze niet zo voorspelbaar lijken te zijn.
Bewegingen van het ijs kunnen een grondlijn soms goed zichtbaar maken aan het oppervlak. Bron: ESA
Klimaatverandering 
Hans,
Interessant verhaal, maar slecht nieuws dus. Voor de voorspelling van de zeespiegel stijging is het een probleem dat die grondinglijn van het ijs zich zo onregelmatig terug trekt. Ook blijkt dat het oppervlak van het drijvende zeeijs in Antarctica veel trager minder wordt dan in het Noordpool gebied. Misschien komt dat door een ander fenomeen dat het klimaat beïnvloedt: De invloed van de variatie in de aardbaan volgens de Milankovitch theorie.
LikeLike
Willem,
De veranderingen als gevolg van Milanković-cycli gaan zo traag dat het uiterst onwaarschijnlijk is dat die een waarneembaar effect hebben. Er is wel eens geopperd dat het smelten van het landijs op Antarctica en een verzoeting van het zeewater mee zou kunnen spelen, maar volgens mij is die theorie ook niet houdbaar gebleken. Als ik het goed heb worden veranderingen in stromingspatronen in de oceaan en de atmosfeer nu als meest waarschijnlijke oorzaak gezien. Klimaatverandering zou daar in mee kunnen spelen, evenals de ozonlaag.
Overigens ligt de hoeveelheid zeeijs bij Antarctica inmiddels ook al een jaar of 2 behoorlijk beneden het langjarig gemiddelde.
LikeLike
Hans,
Mee eens dat de Milankovitch cycli traag zijn. De kortste en belangrijkste die van de perihelium precessie is ca 20000 jaar. De actuele klimaat veranderingen in het Pleistoceen, ook die van glaciaal naar Holoceen gaan een factor 100 x sneller. Toch worden deze klimaatveranderingen, terecht denk ik, voor een deel toegeschreven aan deze aardbaan cycli. Er is dus zoiets als een aardbaan die millennia lang staat te duwen en dan opeens…
Het punt waarom ik de ellips vorm van de aardbaan hier noem als mogelijke factor is dat de invloed daarvan op zee tegengesteld is aan die op het land en dat hierdoor de tegenstelling, of paradox, wordt weggewerkt die er is: Als het perihelium in de Noordelijke zomer valt en er extra warmte is met kans op smelten van de landijs massa’s is het in de zuidelijke zomer extra koud. De glacialen en interglacialen ontstaan en verdwijnen echter tegelijk op de beide hemisferen doordat in het Noorden het landijs smelt en in het zuiden het zeeijs, als er een interglaciaal ontstaat.
Door de extra warme zomer zal idd het landijs smelten, ook als is de winter dan extra koud en langduriger, omdat het aphelium erin valt. De aangroei van het landijs in de winter wordt namelijk bevorderd door de neerslag en de situatie dat de temperatuur dan een paar graden meer onder nul zakt heeft geen effect. In het Zuidelijk half rond zal bij een extra koude en langdurige winter het zeeijs wel blijven doorgroeien richting het Noorden. Echter als de winter extra zacht is, omdat het perihelium erin valt, zal dus het zeeijs op wat lagere breedte gaan smelten. Tegelijker tijd smelt dan ook het landijs in het Noorden.
Thans valt het perihelium op ca 4 januari, dus als het zomer is op Antarctica. Een prikkel dus voor het landijs op het continent om te gaan smelten. Het zeeijs zal wat betreft de aardbaan moeten aangroeien. We zien inderdaad dat het zeeijs in het Zuiden ook in deze tijd van globale opwarming nog een tijdlang is blijven aangroeien. Tenslotte is de laatste jaren het broeikaseffect zo groot geworden dat ook het zeeijs ook in het Zuiden afneemt. Dergelijke effecten kunnen ook een rol spelen bij de bewegingen van de gronding lijn. Zorgelijk is dat er naast het broeikaseffect nog een prikkel is voor het landijs van Antarctica om de gaan smelten. Extra veel smeltwater hierdoor kan ook weer zorgen voor onregelmatige veranderingen van de gronding lijn en de hoeveelheid zeeijs.
LikeLike