Kantelend ijs op Groenland en Antarctica
( Erwin Lambert en Dewi Le Bars)
Het is mogelijk dat het smelten van de ijskappen op Groenland en Antarctica vrij plots veel sneller gaat. Dan zal de zeespiegelstijging merkbaar verder versnellen. Volgens de laatste inzichten wordt dit kantelpunt bereikt bij een wereldwijde opwarming van 1 tot 3 graden. Reden genoeg om de opwarming te beperken tot 2 graden. En de wereld is al 1,2 graden opgewarmd...
Aangroei door sneeuw, krimp door smelt en afkalving
De ijskappen op Groenland en Antarctica zijn kilometers dik. In de basis werkt elke gletsjer of ijskap hetzelfde: op de hoger gelegen gebieden valt sneeuw, wat over de jaren heen samengedrukt wordt tot ijs. Onder invloed van zwaartekracht stroomt dit ijs naar lagergelegen gebieden, waar het smelt of afkalft. Wanneer sneeuwval, stroming, en smelt/afkalving in balans zijn bestaat er een evenwicht.
IJskappen reageren traag op klimaatverandering, totdat…
Vanwege de immense grootte van de ijskappen duurt het honderden tot duizenden jaren om ze flink te laten groeien of krimpen. Ook wanneer het klimaat sterk verandert, zoals gedurende ijstijden. Er zijn echter zelfversterkende processen die de ijskappen op Groenland en Antarctica over een kantelpunt heen kunnen duwen en daardoor tot snelle veranderingen kunnen leiden. De belangrijkste zijn de relatie tussen smelt en de hoogte van de ijskap, belangrijk voor Groenland, en de relatie tussen het afsmelten van de drijvende ijsplaten en de stroming van het ijs, belangrijk voor Antarctica (afbeelding 1).
Groenlandse ijskap krimpt door smelt aan de bovenkant
De Groenlandse ijskap verliest momenteel voornamelijk ijs doordat het aan de bovenkant smelt (afbeelding 2). De temperatuur van de lucht boven het ijs bepaalt of de ijskap aangroeit door sneeuwval of krimpt door smelt. Weg van de randen is het ijs tot wel 3.5 kilometer dik. De lucht is op die hoogte zo koud dat het er sneeuwt en niet regent en dat de sneeuw blijft liggen. Langs de randen is het ijs minder dik. De luchttemperatuur komt daar boven nul en daar smelt het ijs. Normaalgesproken houden deze processen (ijsgroei in het hoge midden, ijsafname aan de lage randen) elkaar in evenwicht, maar dat is nu al een tijdje niet meer het geval.
Hoe lager de ijskap, hoe sterker de smelt
Door de opwarming van de aarde neemt ook rond Groenland de luchttemperatuur toe en komt de vorstgrens hoger te liggen. Meer ijs smelt aan de randen en het gebied waar de neerslag als sneeuw valt wordt kleiner. Het gevolg is dat de ijskap dunner wordt. Hoe dunner de ijskap, hoe lager de bovenkant, hoe hoger de temperatuur en hoe sterker de smelt en hoe kleiner het gebied waar sneeuw valt. Dit zelfversterkende proces leidt ertoe dat de Groenlandse ijskap een kantelpunt bereikt op het moment dat over een groot gebied de aangroei door sneeuwval de krimp door smelt niet meer compenseert. Op dat moment versnelt het ijsverlies.
Afb 2. Hoogte van de grond onder de Groenlandse ijskap en de hoogte van de ijskap langs de lijn A-A' (links en midden). Gemeten verandering in de hoogte van het ijsoppervlak op Groenland tussen 2003 en 2019 (rechts). Warmere lucht leidt tot verhoogde smelt aan de randen (rood) en lichtjes verhoogde sneeuwval in het midden (blauw). Bron: Smith et al. , Science, 2020
Antarctische ijskap smelt aan de onderkant
De situatie op Antarctica is duidelijk anders, en dat heeft vooral te maken met de grote drijvende ijsplaten die de achterliggende ijskap als het ware stutten. Deze ijsplaten staan in contact met relatief warm oceaanwater, waardoor ze van onderaf smelten. Daardoor versnellen de gletsjers, die als een uitgetrokken elastiek dunner worden en deels gaan drijven (afbeelding 3). Dit biedt meer en meer ruimte voor warm oceaanwater om onder het ijs te stromen, het ijs van onderaf te smelten en op te tillen van de ruwe bodem, en de gletsjers nog sneller de zee in te laten stromen. Dit zelfversterkende proces kan leiden tot een kantelpunt in die gebieden van de Antarctische ijskap waar het ijs op de zeebodem rust. Dit is voornamelijk het geval in West-Antarctica, wat dit gebied het meest kwetsbaar maakt.
Nederlandse zeespiegel meest gevoelig voor Antarctica
Het bereiken van een kantelpunt van beide ijskappen heeft grote gevolgen voor Nederland. Een versneld krimpende Antarctische ijskap draagt sterk bij aan zeespiegelstijging aan de Nederlandse kust. Het smelten van de Groenlandse ijskap heeft een relatief klein direct effect op de zeespiegel bij Europa. Caribisch Nederland is voor beide ijskappen even gevoelig. Daarnaast kan smelt van Groenland de stroming in de oceaan doen kantelen, waardoor de Warme Golfstroom sterk verzwakt met grote gevolgen voor het weer bij ons.
Afb 3. Het zelfversterkende proces op Antarctica. IJs wat eerst dik genoeg was om op de bodem te rusten, wordt dunner en gaat drijven, waardoor het sneller kan stromen en er meer ruimte onder het ijs komt voor warm zeewater. Bron: Pattyn and Morlighem, Science, 2020.
Een kritische grens bij 2 graden opwarming?
Voor zowel Groenland als West-Antarctica wordt de grens van het kantelpunt geschat tussen 1 en 3 graden mondiale opwarming ten opzichte van 1850-1900. Iedere tiende graad minder opwarming verkleint de kans op kantelpunten aanzienlijk, zeker gezien het feit dat de aarde al ruim 1,2 graad warmer is.
De snelheid waarmee de ijskappen zullen krimpen nadat het kantelpunt is gepasseerd is hoger naarmate de aarde verder opwarmt. De kantelpunten van Groenland en West-Antarctica zijn daarmee twee van de belangrijkste argumenten om de mondiale opwarming te beperken tot ruim onder de 2 graden, zoals afgesproken in het Parijsakkoord.
Het eerste deel is hier te lezen het tweede deelhier
_2-S.jpg)
