Op het grootste eiland ter wereld is klimaatverandering geen toekomstmuziek, maar realiteit.

Herhaaldelijk reisde Michiel van den Broeke, hoogleraar polaire meteorologie aan de Universiteit Utrecht, af naar Groenland. En het eiland heeft diepe indruk gemaakt, zo blijkt wel als hij er vol overgave over vertelt. “Groenland is voor 85 procent bedekt met ijs. En die ijslaag is op het dikste punt – op het midden van het eiland – tot wel drie kilometer dik. Naar de rand toe wordt de ijskap steeds dunner. En dat ijs beweegt. Dat is iets wat mensen vaak vergeten, maar gletsjers voeren het ijs van het midden van het eiland naar de rand.” Soms bereikt de ijskap zo de oceaan, alwaar stukken ijs afbreken en als ijsbergen het ruime sop kiezen. “Maar soms eindigen gletsjers ook op het land.” En waar de ijskap op het land eindigt, begint de toendra. “Ongeveer vijftien procent van Groenland is ijsvrij en bestaat uit toendra. Je vindt het aan de rand van het eiland. En dat is ook waar de grofweg 60.000 bewoners van Groenland wonen. En het is de plek waar vliegvelden te vinden zijn. Dus als je op Groenland landt, dan zie je eerst de toendra. Maar als je dan de auto pakt en zo’n 20 kilometer landinwaarts rijdt, stuit je opeens op een muur van ijs. Dat is echt indrukwekkend.”

Deze afbeelding laat zien hoe ijs vanuit het hart van Groenland – door gletsjers – richting de kust wordt vervoerd. De kleuren geven de snelheid van de ijsstromen aan: de rode en paarse stromen gaan het snelst (je moet dan denken aan een snelheid van meerdere kilometers per jaar). Afbeelding: NASA / Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.

Niet langer in evenwicht
Zo oog in oog met die machtige Groenlandse ijskap lijkt het misschien of deze onaantastbaar is. Maar het tegendeel is waar. Want de Groenlandse ijskap smelt. “Tot 1990 verloor de ijskap geen massa en was deze dus in evenwicht,” vertelt Van den Broeke. “Elk jaar viel er 700 gigaton sneeuw (in gesmolten vorm gelijk aan 700 kubieke kilometer water) op de ijskap. Tegelijkertijd verloor de ijskap zo’n 500 gigaton ijs in de vorm van afkalvende ijsbergen. En dan verloor de ijskap nog zo’n 200 gigaton ijs in de vorm van smeltwater.” Een snel rekensommetje leert dat de ijskap in die jaren dus net zoveel ijs verloor als deze erbij kreeg. “Maar dat is sinds 1990 anders. Nog steeds komt er elk jaar 700 gigaton ijs bij. Maar de ijskap verliest nu elk jaar zo’n 600 gigaton in de vorm van ijsbergen en zo’n 400 gigaton ijs in de vorm van smeltwater.” Er komt dus elk jaar 700 gigaton ijs bij en er verdwijnt zo’n 1000 gigaton. “De sneeuwval kan het ijsverlies niet meer compenseren.”

Warmer water, warmere lucht
Dat het ijsverlies in rap tempo is toegenomen is toe te schrijven aan twee processen. “Allereerst is het oceaanwater warmer geworden,” vertelt Van den Broeke. “Hierdoor zijn de gletsjers sneller gaan stromen.” Gletsjertongen die in de oceaan uitkomen en op het water rusten, doen dienst als een soort ‘stopper’. Ze voorkomen dat de ijsmassa erachter zomaar de oceaan in kan glijden. Maar door hogere watertemperaturen smelten de gletsjertongen, waardoor de ijsmassa erachter veel gemakkelijk de oceaan in glijdt. “Daarnaast warmt ook de atmosfeer op.” Terwijl het warme oceaanwater met name de onderzijde van de in het water rustende gletsjers aantast, is de hogere luchttemperatuur van invloed op de bovenzijde van de gletsjers. Er ontstaan smelwatermeren en -rivieren op de ijskap en ook dat water weet de weg naar de oceaan te vinden.

In het voorjaar en de zomer ontstaan op de Groenlandse ijskap smeltwatermeren en -rivieren die soms zelfs vanuit de ruimte zichtbaar zijn. Deze foto is gemaakt door een satelliet van NASA. Afbeelding: NASA.

Klimaatverandering
Interessant is natuurlijk de vraag of beide processen – de warmere oceaan en de warmere atmosfeer – het directe resultaat zijn van antropogene (door de mensen veroorzaakte) klimaatverandering. “Die hogere watertemperaturen passen bij het beeld dat we van klimaatverandering hebben,” legt Van den Broeke uit. “Verder zien we dat de atmosfeer boven Groenland veel sneller opwarmt dan mondiaal het geval is. Dat is deels toe schrijven aan een veranderende luchtcirculatie die meer (warme) lucht aanvoert uit het zuiden. Naar schatting is deze veranderde circulatie verantwoordelijk voor zo’n 50 procent van de opwarming. Grote vraag is nu of ook die gewijzigde luchtcirculatie het resultaat is van antropogene klimaatverandering. Dat wordt momenteel uitgezocht.”

Zichtbaarheid
Al met al is klimaatverandering – voor het getrainde oog – goed zichtbaar op Groenland, vertelt Van den Broeke. “Kijk, dat gletsjers sneller zijn gaan stromen, kun je met het blote oog niet zien. We hebben het dan bijvoorbeeld over een gletsjer die zich met 500 meter per jaar verplaatst. Als die opeens 20 procent sneller gaat, zie je dat echt niet.” Wat je wel ziet, is dat het oppervlak van zo’n gletsjer verandert. “Doordat de gletsjer – met name aan het uiteinde – sneller stroomt, wordt deze wat uitgerekt en ziet het oppervlak er wat brokkelig uit. Daarnaast kun je ook goed zien dat gletsjers dunner zijn geworden.” Veel gletsjers rusten tussen twee rotswanden. “Op die wanden zie je een licht kleurverschil dat verraadt dat de gletsjer ooit dikker was. Soms gaat het om een verschil van wel honderd meter. Er verandert dus heel veel. En dat gaat heel snel. Maar je moet er wel oog voor hebben.”

De Jakobshavn-gletsjer trekt zich terug. De afkalvende voorkant van de gletsjer komt steeds meer landinwaarts te liggen, zoals deze afbeelding duidelijk laat zien. Het ijs dat aan het eind van de negentiende eeuw nog in het fjord rustte en de gletsjer erachter tegenhield, is verdwenen. Hierdoor kan het ijs nu veel gemakkelijker het water in glijden. En dat gebeurt ook. In 2014 stelden onderzoekers dat de gletsjer met recordbrekende snelheden ijs in het water duwt. Zo bedroeg de stroomsnelheid van deze gletsjer in de warme zomer van 2012 kortstondig 46 meter per dag. Afbeelding: Anker Weidick / Ole Bennike (via NASA).

Tipping point
Grote vraag is natuurlijk hoe de Groenlandse ijskap zich in de toekomst gaat ontwikkelen. Een paar jaar geleden waarschuwden onderzoekers dat de ijskap afstevent op een ‘tipping point’: een onomkeerbare verandering waarna de ijskap niet meer kan stoppen met smelten. Ze baseerden zich op wat er zo’n 125.000 jaar geleden gebeurde. “Toen lagen de temperaturen ook 2 graden Celsius hoger dan in pre-industriële tijden. En in die tijd was de Groenlandse ijskap kleiner dan nu. We weten niet precies hoe klein deze was, maar de beste schattingen suggereren dat deze zo’n 30 procent van zijn huidige volume was kwijtgeraakt. Inmiddels zijn de temperaturen boven Groenland al meer dan 2 graden Celsius gestegen. En wat we zien, is dat de ijskap heel snel op die temperatuurstijging reageert en dus heel gevoelig is. Maar bij welke temperatuur Groenland een tipping point bereikt? Dat wordt nog onderzocht.” Dat het eiland op zo’n tipping point afstevent, acht Van den Broeke hoe dan ook zeker niet onmogelijk. “Je moet bedenken dat we op jaarbasis te maken hebben met een massaverlies van zo’n 300 kubieke kilometer. Dat betekent dat de ijskap al zo’n 40 procent uit balans is. Daarmee is deze veel verder uit balans dan bijvoorbeeld de ijskap op Antarctica. Het zijn echt indrukwekkende cijfers.”

“De Groenlandse ijskap is veel verder uit balans dan bijvoorbeeld de ijskap op Antarctica”

Zeespiegelstijging
Van den Broeke ziet het dan ook niet heel rooskleurig in. “Als de mondiale opwarming onder de 1,5 graden Celsius blijft, kan het massaverlies wellicht beperkt worden tot 300 gigaton per jaar.” Maar als de temperaturen verder stijgen, wordt het een ander verhaal. “Sommige projecties voorspellen een temperatuurstijging in het Noordpoolgebied van wel 6 tot 8 graden. Dan kunnen we wel eens te maken krijgen met een massaverlies van 1000 gigaton per jaar. Het zou leiden tot een zeespiegelstijging van 3 millimeter per jaar. Het betekent dat de Groenlandse ijskap dan in zijn eentje verantwoordelijk is voor de totale zeespiegelstijging die we nu waarnemen. Het laat zien dat het allemaal heel snel kan gaan.”

Azuurblauwe smeltwatermeren op de ijskap. Brokkelige gletsjers. Een kennersoog ziet hoe Groenland door toedoen van antropogene klimaatverandering verandert. Dat er toch nog mensen zijn die de antropogene klimaatverandering afdoen als een hoax is voor Van den Broeke niet te bevatten. “Die mensen kan ik als wetenschapper onmogelijk serieus nemen.”