De scheuren leiden tot een verdere verzwakking van de ijsplaten en kunnen zo een belangrijke bijdrage leveren aan de gevreesde instabiliteit van de Antarctische ijskap.

De Pine Island-gletsjer op Antarctica is de afgelopen jaren in rap tempo getransformeerd. Grote scheuren in de gletsjertong zijn in de laatste decennia herhaaldelijk uitgemond in het loskomen van flinke ijsbergen. Hierdoor is het op het ijs rustende uiteinde van de gletsjer voorgoed veranderd. En ook de eveneens op Antarctica gelegen Thwaites-gletsjer heeft in de afgelopen decennia een enorme transformatie ondergaan; de gletsjer – die eigenhandig voor tientallen centimeters zeespiegelstijging kan zorgen – wordt in rap tempo dunner.

Klimaatverandering
Inmiddels staat wel vast dat de snelle veranderingen te herleiden zijn naar de opwarming van de aarde. Maar welke processen exact – en in welke mate – leiden tot de veranderingen die zich momenteel in rap tempo voor onze ogen voltrekken, is onduidelijk. Reden genoeg voor onderzoekers van onder andere de TU Delft om één van de processen die een rol lijken te spelen in de transformatie die de machtige Thwaites- en Pine Island-gletsjers ondergaan, eens onder de loep te nemen. Het gaat dan om de scheuren die we in toenemende mate in de zogenoemde ‘afschuifzone’ van beide gletsjers zien ontstaan.


Het onderzoek wijst uit dat de scheurvorming een feedbackproces op gang brengt, waardoor scheurvorming en verzwakking van de afschuifzones verder bevorderd wordt. En dat is zeer zorgwekkend. “De afschuifzones zijn de zones die het snelstromende ijs scheiden van het traagstromende ijs,” legt onderzoeker Stef Lhermitte aan Scientias.nl uit. “Die afschuifzones remmen daardoor het snelle ijs een beetje af (zoals een trage auto in de file). Als de afschuifzones echter uit elkaar vallen (zoals we nu zien), valt die rem voor een stuk weg.” Het resultaat is dat het snelle ijs nog sneller gaat stromen en de gletsjers dus versneld massa verliezen.

Grote scheuren in de Pine Island-gletsjer. In de zwaarst beschadigde gebieden, zijn de scheuren enkele honderden meters breed en hebben ze verticale wanden die tot 40 meter boven zeeniveau uitsteken. Afbeelding: NASA.

Feedbackproces
Maar dat niet alleen; de scheuren leiden op zichzelf ook weer tot meer scheuren en dus een verdere verzwakking van de afschuifzones. Om te begrijpen hoe dat feedbackproces op gang komt, moeten we eerst kijken naar het ontstaan van de scheuren. Het begint allemaal met het verzwakken van de op het water rustende gletsjertong of ijsplaat. “Die verzwakt voornamelijk door meer smelt aan de onderkant, door toedoen van warm oceaanwater.” De ijsplaat wordt zo dunner en kan minder tegenwicht geven aan het ijs dat erachter ligt. “Door dat smelten versnelt het snelle ijs, maar niet het trage ijs. Daardoor ontstaan grotere krachten in de afschuifzones die in combinatie met dunner ijs resulteren in barsten en scheuren. Zodra de scheuren er zijn, is de afschuifzone structureel verzwakt en verliest ze een deel van de remmende werking. Daardoor versnelt het snelle ijs verder en ontstaan er nog meer scheuren. Die scheuren verzwakken de ijsplaten, omdat ze de ijsplaten minder stevig maken en gevoeliger maken voor afkalving (het afbreken van grote brokken ijs, red.).” En daarmee is het cirkeltje weer rond: de verzwakte ijsplaat die de scheuren liet ontstaan, verzwakt verder doordat de scheuren leiden tot meer scheurvorming en dus verzwakking.

Vicieuze cirkel
De gletsjers bevinden zich zo duidelijk in een vicieuze cirkel, waarvan de gevolgen reeds zichtbaar zijn. Zo is de ijsplaat van de Pine Island-gletsjer door scheuren en afkalving de afgelopen zes jaar met dertig procent(!) gekrompen.


Scheuren in de Pine Island-gletsjer hebben er in de afgelopen jaren regelmatig tot geleid dat grote stukken ijs loskwamen van de ijsplaat.

De scheuren zijn een feit en we zien met eigen ogen hoe die scheuren weer leiden tot verdere verzwakking van de ijsplaten en het sneller stromen van de gletsjers. Het roept de vraag op of er in dit stadium nog iets gedaan kan worden om het tij te keren. “Dat is zeer moeilijk en misschien wel het meest onrustwekkende. Om die afschuifzones te herstellen moet je als het ware de ijsplaten vervangen door aanvoer van dik en trager ijs en dat lijkt met warmer oceaanwater en snellere gletsjertongen weinig waarschijnlijk. Het blijft wel nog steeds een grote onzekerheid hoeveel en hoe snel deze gletsjer in de toekomst gaan afsmelten. De scheuren in de afschuifzone kunnen daarin een belangrijke rol spelen, maar het hoeveel en hoe snel blijft toch nog een grote onzekerheid in de projecties.”

Zorgenkindje
De Antarctische ijskap – en dan met name het West-Antarctische deel, waartoe ook de Pine Island- en Thwaites-gletsjer behoren – baart onderzoekers al langer zorgen. De ijskap – die grotendeels op een onder zeeniveau gelegen bodem ligt en dus ook grotendeels in contact staat met steeds warmer wordend oceaanwater – verliest de afgelopen jaren in versneld tempo massa en levert zo een bijdrage aan de zeespiegelstijging. Gevreesd wordt dat die bijdrage in de komende jaren – doordat de aarde verder opwarmt en feedbackprocessen op gang zijn gebracht, zoals de scheurvorming, die op zichzelf ook weer tot massaverlies leiden – alleen maar toeneemt. Grootste angst is dat de ijskap instabiel wordt en het afsmelten van grote delen van de ijsmassa niet langer te voorkomen is. Dat zou wereldwijd tot grote problemen kunnen leiden; alleen West-Antarctica herbergt al genoeg ijs om de zeespiegel enkele meters te doen stijgen. Geen wonder dat onderzoekers graag willen achterhalen hoe dit reeds snel veranderende deel van de ijskap op toekomstige opwarming gaat reageren. Om daar een beeld van te krijgen, is het van groot belang dat de processen die ertoe leiden dat de ijskap massa verliest in kaart worden gebracht. “Het is belangrijk om alle processen mee te nemen die een rol spelen zodat we die onzekerheid op de projecties kunnen verkleinen, want Antarctica is voorlopig de grootste onzekere factor voor zeespiegelstijging (globaal en zeer specifiek voor Nederland),” zo stelt Lhermitte.

Het onderzoek van Lhermitte en collega’s laat zien dat scheurvorming en het daaropvolgende feedbackproces (van meer scheuren en verzwakking) een flinke invloed heeft op de stabiliteit van de ijskap en dus ook de zeespiegelstijging. De onderzoekers pleiten er dan ook voor om dit proces een plaatsje te geven in de klimaatmodellen die nu gebruikt worden om een beeld te verkrijgen van hoe de ijskap onder invloed van verdere opwarming veranderen zal.