Het zee-ijs op de Noordpool lijkt gedoemd om te verdwijnen. Maar misschien kunnen we het redden door het ’s winters te bewateren.

De maximale hoeveelheid zee-ijs die in 2016 (aan het eind van de winter) op de Noordpool werd gemeten. Er was op dat moment 14,52 miljoen vierkante kilometer zee-ijs te vinden. Een nieuw record. Afbeelding: National Snow and Ice Data Center / NASA Earth Observatory.

Het zee-ijs op de Noordpool weet de laatste jaren regelmatig de kranten te halen. En dat is niet van weelde. Want het gaat niet goed op de Noordpool. Het zee-ijs dat normaliter de poolwateren bedekt, verliest terrein. Zo bleek aan het eind van de winter van 2016 een recordbrekend klein oppervlak van het water met ijs bedekt te zijn: een slordige 14,53 miljoen vierkante kilometer. In datzelfde jaar was er aan het eind van de zomer nog maar 4,14 miljoen vierkante kilometer zee-ijs te vinden. Inmiddels nadert de winter zijn einde, maar het ziet er niet goed uit. In januari lag er gemiddeld zo’n 13,38 miljoen vierkante kilometer zee-ijs. Opnieuw een record, want in de 38 jaar dat satellieten het zee-ijs in de gaten houden, hebben ze in een januarimaand nog nooit zo weinig zee-ijs zien liggen.

Van ijsbeer tot reflectie
Het wordt allemaal in verband gebracht met een door mensen veroorzaakte opwarming van de aarde. En dat betekent dat het zee-ijs in de toekomst naar verwachting nog meer terrein zal verliezen. Sterker nog: over een jaar of vijftien kan het zomaar zijn dat we tegen het eind van de zomer helemaal geen zee-ijs meer aantreffen in het Arctisch gebied. En dat is zorgwekkend. Want zee-ijs vervult verschillende belangrijke functies:
Reflectie
Doordat het licht van kleur is, reflecteert het veel zonlicht (en dus warmte). Wanneer het zee-ijs verdwijnt, stuiten zonnestralen niet langer op een licht, reflecterend oppervlak, maar op de donkere oceaan. En die oceaan reflecteert het zonlicht niet, maar absorbeert het zonlicht (en de warmte). Het betekent dat verdwijnend zee-ijs tot een versnelde opwarming van het Noordpoolgebied kan leiden.
Golfstroom
Daarnaast beïnvloedt zee-ijs de stroming in de oceaan. Wanneer zee-ijs ontstaat, wordt het meeste zout in het oceaanwater direct onder het zee-ijs geduwd. Hierdoor is het water direct onder het zee-ijs zouter en dus zwaarder dan het omringende oceaanwater. Het resultaat: dit ‘zware’ water zinkt. Het zakt naar de bodem van de oceaan en begeeft zich richting de evenaar, terwijl warme wateren die nabij de evenaar aan het oppervlak te vinden zijn, zich richting de Noordpool haasten. Deze stroming wordt ook wel de Warme Golfstroom genoemd en drukt een flink stempel op onder meer het klimaat in Nederland. Veranderingen in de hoeveelheid zee-ijs op de Noordpool kunnen van invloed zijn op die golfstroom en dus op het klimaat in onder meer West-Europa.

Een ijsbeer voelt voorzichtig of ook het dunnere zee-ijs dik genoeg is om op te lopen. Afbeelding: Mario Hoppmann (via NASA).

Jachtterrein
Daarnaast is zee-ijs van groot belang voor onder meer ijsberen. Het zee-ijs is hun jachtterrein en als het verdwijnt, kunnen ze meer moeite krijgen om hun kostje bij elkaar te scharrelen.
Kortom: zee-ijs is belangrijk. En tegelijkertijd heeft het zee-ijs het moeilijk.
Een veelgehoorde oplossing is: stoppen met het uitstoten van de broeikasgassen die leiden tot hogere temperaturen en smeltend zee-ijs. Een prima idee. Maar we moeten daar wel een belangrijke kanttekening bij plaatsen: het smeltend zee-ijs is een urgent probleem. Want het is niet alleen het resultaat van de opwarming van de aarde, maar veroorzaakt – doordat er minder zee-ijs op de wateren ligt en dus minder zonlicht door de planeet gereflecteerd wordt – eveneens een verdere opwarming van de aarde. Het is dus zaak dat we het smelten van dat zee-ijs zo snel mogelijk stoppen. Een urgent probleem dus en dus niet een probleem dat we met een gerust hart bij bakkeleiende politici op een oververhitte klimaatconferentie neer kunnen leggen. Maar ja, wat moeten we anders? Nou, Amerikaanse onderzoekers hebben wel een idee. Ze stellen voor om het wegkwijnende zee-ijs een handje te helpen door het gedurende de Arctische winter te bewateren.

Een metertje extra

Een metertje extra zee-ijs. Is dat veel? Is dat weinig? Het is veel. Je moet namelijk bedenken dat ongeveer de helft van het Arctisch zee-ijs op dit moment op jaarbasis een gemiddelde dikte van zo’n 1,5 meter heeft. De onderzoekers wijzen er bovendien op dat de gemiddelde dikte van het zee-ijs op jaarbasis tussen 2000 en 2012 met 0,58 meter is afgenomen. “Eén meter ijs toevoegen aan de gemiddelde dikte van het Arctisch zee-ijs is dan ook alsof je de klok in één klap 17 jaar terugdraait,” zo schrijven ze.

Pompen maar!
Het idee is eigenlijk verrassend simpel. Men installeert een flinke – door wind-energie aangedreven pomp op het zee-ijs. Die pomp haalt zeewater dat onder het ijs schuilgaat naar boven en spuit dat op het zee-ijs. Aangezien de temperaturen in de winter tussen de -35 en -40 schommelen, bevriest het water zodra het in aanraking komt met het ijs. Door een winter lang water op het zee-ijs te spuiten, moet het mogelijk zijn om dat zee-ijs een meter dikker te maken (zie kader). En dat metertje extra komt goed van pas als de zomer aanbreekt en het zee-ijs weer gaat smelten. De kans dat zee-ijs de zomer overleeft, neemt namelijk toe. En het zee-ijs dat het smeltseizoen overleeft, kan niet alleen een hele zomer zonlicht reflecteren, maar bovendien met een beetje geluk in de winter die volgt, weer een beetje dikker worden dan in de winter daarvoor het geval was.

Tien miljoen pompen
Het klinkt fantastisch, maar hoe haalbaar is het? “Het oppervlak van de Noordelijke IJszee is ongeveer 10^7 vierkante kilometer,” zo schrijven de onderzoekers. “Als we de door de wind aangedreven pompen over ongeveer 10 procent van dat gebied verspreiden, zijn er ongeveer 10 miljoen pompen nodig. Als we ze over de gehele Noordpool verspreiden, zijn er 100 miljoen nodig. We gaan ervan uit dat de implementatie ervan zo’n 10 jaar in beslag neemt, dus als we ze over de gehele Noordpool willen verspreiden, moeten er per jaar 10 miljoen pompen worden geplaatst.” Het is niet niks. Bij de meeste Nederlanders zal dan al snel de vraag bovendrijven: en wat kost dat? Ook dat hebben de onderzoekers uitgezocht. Als we de gehele Noordelijke IJszee onder handen willen nemen, een slordige 500 miljard dollar per jaar (voor productie, vervoer en onderhoud). Richten we ons op 10 procent van dat gebied, dan kijken we aan tegen een kostenpost van zo’n 50 miljard dollar per jaar. Maar wie gaan die bedragen dan ophoesten? “In een ideale wereld zou er een multinationaal bestuur van het Arctisch zee-ijs zijn, maar dat is op korte termijn niet haalbaar.” En dus kijken de onderzoekers verwachtingsvol naar de landen die claimen dat de Noordpool aan hen toebehoort: onder meer Canada, Denemarken, Rusland en de VS. “Ik verwacht dat het vinden van het geld en de politieke wil om zoiets (als het plaatsen van de pompen in de Noordelijke IJszee, red.) te ondernemen niet zo moeilijk zal zijn als het beperken van onze CO2-uitstoot,” vertelt hoofdauteur Steven Desch aan Scientias.nl.

Zo zou het systeem dat het zee-ijs van de ondergang moet redden, eruit kunnen gaan zien. Afbeelding: John Morgan Christoph.

Terugkoppeling
Genoeg over de politiek. Terug naar de wetenschap. Want dit is natuurlijk pure geo-engineering: opzettelijk grootschalig ingrijpen in de natuur in de hoop dat we zo het smelten van zee-ijs en tegelijkertijd de opwarming van de aarde beperken. Maar wat nu als de aanpak nog een aantal neveneffecten heeft die we nu nog niet kunnen overzien? Dat het klimaat wel eens zulke verassingen voor ons in petto kan hebben, zien we nota bene juist op de Noordpool zo goed: smeltend zee-ijs dat leidt tot een versnelde opwarming, maar ook smeltend permafrost dat door broeikasgassen in de atmosfeer te brengen de opwarming versterkt. “Het is zeker mogelijk dat deze pompen iets in gang zetten dat we op dit moment nog niet begrijpen,” erkent Desch wanneer we hem deze prangende vraag voorleggen. “Daarom zeggen we ook niet: ‘implementeer ze nu’, maar pleiten we ervoor om ze te bestuderen als een optie. Maar ik verwacht dat er relatief weinig vervelende terugkoppelingen zijn. We versterken slechts een bestaand natuurlijk proces – het bevriezen van zeewater gedurende de Arctische winter – om het zee-ijs terug te brengen in de staat waarin het ongeveer 15 jaar geleden verkeerde.” Dat sommige mensen terugdeinzen voor geo-engineering begrijpt Desch. “Natuurlijk is het eng. Niemand wil verantwoordelijk zijn voor het klimaat. Maar in feite zijn we dat al.” Hij wijst erop dat de mens nog nooit zo’n grote stempel op het klimaat heeft gedrukt als nu het geval is. “We kunnen ervoor kiezen om een positief stempel te drukken of het blijven doen zoals we het nu doen.”

“Natuurlijk is het eng. Niemand wil verantwoordelijk zijn voor het klimaat”

De praktijk
Hoewel het paper van Desch en collega’s bol staat van de calculaties blijft het tot op heden bij een idee. Of het echt werkelijkheid kan worden? “In theorie is er geen verschil tussen theorie en praktijk. Maar in de praktijk wel,” grapt Desch. “Er zijn een hoop ‘als-en’: ‘als het apparaat werkt’, ‘als ze gebouwd en ingezet kunnen worden’, ‘als het opgeschaald kan worden’. Als we er echt mee aan de gang gaan, kan er van alles gebeuren. Maar de fysica is vrij simpel en de apparaten zijn low-tech, dus ik heb er wel vertrouwen in dat het gaat werken.” Maar is het ook de beste optie? Desch is tenslotte niet de eerste die met een plannetje komt om het zee-ijs te redden. Eerder stelden onderzoekers bijvoorbeeld voor om chemische stofjes in de lucht te pompen en zo aerosolen te creëren die zonlicht (en warmte) reflecteren alvorens het het zee-ijs kan bereiken. “Ik denk dat onze aanpak voordelen heeft ten opzichte van andere methoden,” stelt Desch. “Dit is een mechanisch proces dat geen chemische stoffen in het klimaatsysteem introduceert. Het kan bovendien per direct stil worden gelegd, terwijl aerosolen nog jarenlang in de lucht zweven.”

Foto: Christopher Michel (via Wikimedia Commons).

Zullen de pompen de redding worden van het Arctisch zee-ijs? Of zal geen enkele politicus zijn vingers aan dit wilde, maar in theorie zo mooie, plan durven branden? Op korte termijn verwacht Desch weinig. Maar toch werkt hij met zijn onderzoeksgroep stug door aan oplossingen op het gebied van geo-engineering. “Wij denken dat de politieke wil om in actie te komen er wel is en dat die wil de komende tien jaar alleen maar sterker zal worden. Maar waar wij bang voor zijn, is dat de wereld wanneer deze eindelijk de drang voelt om iets te doen, de nodige gereedschappen mist. We moeten alle opties op tafel gooien en onderzoeken, zodat we de goede ideeën van de slechte ideeën kunnen scheiden.”