Om met de vraag uit de titel hierboven te beginnen: er nog veel onzeker over het antwoord daarop. Wel weten we dat de overgang van een interglaciaal naar een ijstijd heel traag verloopt. Er is dus geen enkele reden om aan te nemen dat de aarde zonder onze uitstoot van broeikasgassen binnen enkele decennia, of zelfs enkele eeuwen, plotseling in een ijstijd zou belanden. Misschien wel over duizenden jaren. Volgens de auteurs van een artikel in Science hebben zij daar nieuwe aanwijzingen voor gevonden. Al zou het wat mij betreft nog wat voorzichtiger geformuleerd mogen worden. Ze vonden aanwijzingen dat de aarde in de loop van het Holocene hele kleine stapjes begon te zetten, die mogelijkerwijs uiteindelijk tot een nieuwe ijstijd hadden kunnen leiden. Heel verrassend is dat niet, omdat het in grote lijnen overeenstemt met wat je zou verwachten op basis van de Milanković-cycli. Maar het staat allerminst vast dat die stapjes in een verre toekomst waren uitgelopen op een volgende ijstijd, als de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer niet sterk was toegenomen door onze uitstoot,
Neoglaciatie
Neoglaciatie is een begrip dat je al lange tijd zo nu en dan tegen kunt komen in de paleoklimtologische wetenschappelijke literatuur, maar dat daarbuiten zelden of nooit wordt gebruikt. Misschien is dat maar goed ook, omdat het makkelijk tot misverstanden zou kunnen leiden. Het betekent bijvoorbeeld niet dat de aarde ergens in de loop van het Holoceen serieus aanstalten maakte om in een ijstijd terecht te komen. Wat er wel gebeurde is dat veel gletsjers, vooral op het noordelijk halfrond, na het bereiken van hun minimale omvang ergens in het midden van het Holoceen, weer langzaam aan het groeien waren. Veel te weinig om door een toename van de albedo wereldwijde afkoeling van betekenis te veroorzaken. Maar wel genoeg om er aanwijzingen voor te vinden met moderne onderzoeksmethodes. Bovendien kunnen ze op regionaal niveau wel van invloed zijn geweest op de klimatologische omstandigheden. Maar de waarschuwing van Thomas M. Cronin in zijn standaardwerk over paleoklimatologie uit 2010 geldt nog steeds: “Thus, the term Neoglacial should be used cautiously to characterize the first-order Holocene trend toward glacial advances up until the 20th century”
De verklaring ligt, zoals gezegd, in de variaties van de aardbaan die ook van belang zijn bij het ontstaan van ijstijden en interglacialen. Die variaties hebben weinig invloed op de totale hoeveelheid zonlicht die de aarde ontvangt, maar veel meer over hoe dat zonlicht in de loop van een jaar wordt verdeeld over de aarde. En daarmee op het groeien of krimpen van gletsjers en ijskappen.
Het begint met simpele logica. Gletsjers groeien als er in de zomer minder sneeuw smelt dan er in de winter valt. Koelere zomers zijn daarbij het meest bepalend. De wintertemperatuur heeft minder invloed, zolang die maar beneden het vriespunt ligt. Want dan valt neerslag als sneeuw. Temperaturen ver beneden het vriespunt kunnen de groei van gletsjers zelfs beperken, omdat de lucht dan zo weinig waterdamp bevat dat er nauwelijks nog sneeuw kan vallen.
Gletsjers hebben nog iets anders nodig om te kunnen groeien: land waarop sneeuw kan accumuleren. Op de oceaan lukt dat niet. Dat is de reden waarom het klimaat op het noordelijk halfrond bepalend is voor het ontstaan van ijstijden. Zijn daar de zomers koel, dan kunnen er ijskappen groeien vanuit de noordelijke landmassa’s. Reflectie van zonlicht door de sneeuw zorgt vervolgens voor afkoeling, wat verdere groei bevordert. Op het zuidelijk halfrond is er te weinig land waarop zich ijskappen van vergelijkbare omvang kunnen vormen.
De zomers op het noordelijk halfrond waren elf- tot twaalfduizend jaar geleden, helemaal aan het begin van het Holoceen, op hun warmst. De noordelijke zomers vielen toen samen met de tijd waarin de aarde, door de licht elliptische baan, het dichtste bij de zon stond. Dat betekent niet dat gletsjers op het noordelijk halfrond meteen daarna weer gingen groeien. Door de traagheden in het aardsysteem gebeurde dat pas duizenden jaren later, met aanzienlijke regionale en zelfs lokale variaties. Naast de verdeling van zonlicht zijn er namelijk allerlei andere invloeden: zoals de omvang van de gletsjer, de hoogte waarop die ligt, en wind- en neerslagpatronen, die in de loop van de tijd zelf ook kunnen veranderen. Land kan stijgen of dalen, bijvoorbeeld door postglaciale opheffing of daling. En wind- en neerslagpatronen kunnen mee veranderen met veranderingen in de verdeling van zonlicht. Een duidelijk overzichtsplaatje met wanneer het omslagpunt kwam van het smelten naar het groeien van gletsjers is dan ook niet te vinden.
Ruwweg zullen vanaf ongeveer 7000 jaar geleden meer en meer gletsjers op hoge gematigde breedtegraden op het noordelijk halfrond zijn gaan groeien. In eerste instantie hele kleine beetjes, maar geleidelijk aan iets minder kleine beetjes, omdat de zomers verder afkoelden. In de negentiende eeuw bereikten ze hun maximale omvang, en vanaf het midden van de twintigste eeuw begonnen ze ijs te verliezen. Reconstructies van verschuivingen van de boomgrens in koude gebieden bevestigen dit beeld. In de tropen en op het zuidelijk halfrond is er een minder duidelijk beeld, tot het midden van de twintigste eeuw. In Nieuw-Zeeland bleven gletsjers zich terugtrekken, zoals te verwachten is op basis van de veranderingen in de aardbaan. In Zuid-Amerika gebeurde dat niet, vermoedelijk als gevolg van veranderingen in de atmosferische circulatie. En in de tropen is het effect van de veranderingen in de aardbaan logischerwijs kleiner, dus ook daar zullen andere factoren meer bepalend zijn. Inmiddels is wereldwijd het beeld hetzelfde: gletsjers verliezen ijs, op een enkele uitzondering na.
Een restje van een ijskap
Het nieuwe onderzoek dat ik aan het begin van dit verhaal noemde, is een reconstructie van de veranderingen die zijn opgetreden in het laatst overgebleven stukje van de Laurentide ijskap, die in de laatste ijstijd een groot deel van Noord-Amerika bedekte. Dat restje van die gigantische ijskap bevindt zich op Baffineiland, in het noordoosten van Canada: de Barnes-ijskap. Het is ook echt een kleine ijskap. De ondergrond ligt namelijk maar ongeveer 500 meter boven de zeespiegel; niet hoog genoeg voor de vorming van een berggletsjer. Het ijs zelf is ongeveer 700 meter dik en daardoor lag een aanzienlijk deel van de bovenkant tot voor kort permanent boven de sneeuwgrens, zodat de ijskap zichzelf in stand kon houden. De opwarming van de aarde heeft daar verandering in gebracht.
Het ijs heft hier een bijzondere eigenschap: het zit vastgevroren aan de bodem. Bij veel gletsjers is dat niet het geval. Die kunnen, omdat er zich een dun laagje water onder het ijs bevindt, langs de bodem bewegen en op die manier materiaal oppikken en met zich meevoeren. Op Baffineiland gebeurt dat niet en dat betekent dat stenen en plantenresten die nu vrijkomen door het smelten van het ijs, nog op de plek liggen waar ze ook waren toen het ijs er in het verleden overheen groeide. Via dateringsmethoden is dan vast te stellen wanneer de bodem in het verleden voor het laatst was blootgesteld aan zonlicht en kosmische straling.
Voor plantenresten wordt de welbekende koolstofdatering gebruikt, en voor stenen kosmogene datering. Beide methoden maken gebruik van radioactieve isotopen die ontstaan door de inwerking van kosmische straling. Koolstof-14 ontstaat in de atmosfeer en wordt via fotosynthese opgenomen in planten. In gesteente ontstaat onder meer beryllium-10, maar alleen direct aan het aardoppervlak, omdat kosmische straling snel wordt geabsorbeerd door gesteente of door ijs. De analyse van dergelijke isotopen kan informatie geven over wanneer een steen voor het laatst aan het oppervlak lag, maar ook over hoe lang het daar heeft gelegen en was blootgesteld aan kosmische straling.
De Barnes-ijskap trekt zich sinds 1960 terug, de strook die sindsdien vrij is van ijs varieert in breedte van 200 tot 800 meter. De luchtfoto hieronder uit augustus 2022 kijkt in noordwestelijke richting langs de rand van de ijskap. Kleurverschillen op de bodem markeren de oude begrenzing van het ijs, in de jaren ’60. Het donkere gebied is rijk begroeid met korstmossen en andere vegetatie, in het lichtere gebied is dat niet of nauwelijks het geval. Die vrijwel onbegroeide strook is hier ongeveer 400 meter breed.
Een ijstijd afgewend?
Volgens het onderzoek bereikte de Barnes-ijskap zo’n 3000 jaar geleden zijn kleinste omvang. Na zo’n 1000 jaar met een vrij stabiele omvang begon hij 2000 jaar geleden weer te groeien. Het tempo van groei wisselde; de periodes van snelle groei die dit onderzoek vindt komen overeen met periodes waarin volgens temperatuurreconstructies de zomers koud waren in het noordpoolgebied. Vanaf ongeveer het jaar 1800 breidde het ijs zich niet verder uit en na 1960 begon een snelle terugtrekking.
De neoglaciatie begon dus vrij laat op Baffineiland. De onderzoekers denken dat dat mede het gevolg is van dynamische bewegingen van het ijs aan het eind van de laatste ijstijd en het begin van het Holoceen. Nadat de grote Laurentide ijskap was verdwenen, bleef de Barnes-ijskap weliswaar over, maar lag de bovenkant ervan lange tijd te laag om het ijs weer te laten groeien. Ook toen de zomers in de loop van het Holoceen kouder werden, smolt er nog lange tijd meer ijs in de zomer, dan er in de winter aan sneeuw bijkwam.
De onderzoekers zien hun resultaten als aanwijzing dat we onderweg zouden zijn naar een nieuwe ijstijd, als we die niet hadden tegengehouden met onze uitstoot van onze broeikasgassen. Naar mijn smaak zijn ze daar wel erg stellig over, zeker in hun persbericht. Natuurlijk is het best aannemelijk dat de groei van een nieuwe grote ijskap over Noord-Amerika begint bij het laatste restje van die van de vorige ijstijd. Maar heel veel hard bewijs is daar niet voor. Dat komt onder meer omdat een groeiende grote ijskap weinig heel laat van de onderliggende bodem. Die wordt omgeploegd, en er wordt allerlei materiaal voor het ijs uitgeschoven, of in het ijs meegenomen. Daardoor blijft er niet zoveel bewijsmateriaal over waaruit in detail is af te leiden hoe dat ijs is gegroeid.
Zonder antropogene opwarming zou de ijskap zeker nog een aantal duizenden jaren verder hebben kunnen groeien, maar daarna zouden we op het punt komen dat de zomers op het noordelijk halfrond geleidelijk weer warmer zouden worden. Als de ijskap dan groot genoeg zou zijn geweest om via zijn albedo voor voldoende afkoeling te zorgen, zou de glaciatie mogelijk verder kunnen gaan. Maar het staat allerminst vast dat dat werkelijk het geval zou zijn. Om in een ijstijd te belanden zou er dan waarschijnlijk al een serie terugkoppelingen op gang moeten zijn gekomen. Veranderingen in vegetatie, bijvoorbeeld, of afkoeling van het oceaanoppervlak waardoor dat meer CO₂ op zou nemen. (Terzijde: dat er op regionale schaal gevolgen zouden kunnen zijn is wel aannemelijk. Een toename van de albedo heeft immers direct invloed op de temperatuur in de omgeving. Dat kan zelfs in een opwarmend klimaat gebeuren, door het stilvallen van de AMOC. )
Veel klimaatwetenschappers menen dat de Milanković-parameters de komende duizenden jaren een nieuwe glaciatie tegen zouden houden. De aardbaan is minder elliptisch en de aardas staat minder schuin dan bij het begin van eerdere ijstijden. Het contrast tussen de seizoenen is daardoor minder groot dan destijds. Het is daarom de vraag of de koele noordelijke zomers koel genoeg zouden zijn geweest om een glaciatie op gang te laten komen. Inmiddels weten we dat dat niet zal gebeuren, maar dat heeft niks meer met Milanković te maken.
