Miljoenen liters water storten in ’s werelds grootste watervallen naar beneden en tillen het ijs met zeker een halve meter op.

De uitgestrekte Groenlandse ijsmassa is met 1.710.000 km² de grootste ter wereld. Maar het gaat de ijskap al een tijdje niet voor de wind. Door de opwarming van de aarde smelt het ijs in rap tempo weg. Maar dat niet alleen. Onderzoekers zijn er in een nieuwe studie gepubliceerd in het vakblad PNAS achtergekomen dat de ijskap door grote hoeveelheden naar beneden stortend water steeds onstabieler wordt.

Breuken
Normaal gesproken is de ijskap zeker een kilometer dik. “Elke zomer smelt een deel van het oppervlak, waardoor er duizenden meren worden gevormd,” zegt onderzoeker Tom Chudley tegen Scientias.nl. “Eerdere studies hebben met behulp van satellietgegevens aangetoond dat ergens tussen de 10 en 30 procent naar de bodem van de ijskap vloeit.” Maar door de opwarming van de aarde smelt er steeds meer ijs, waardoor er meer smeltwater aan het oppervlak ontstaat. Dit oefent druk uit, waardoor er diepe breuken onder deze smeltwater-meren ontstaan. Deze breuken zorgen ervoor dat steeds meer water uit de meren naar de kwetsbare omgeving onder het ijs wordt getransporteerd. Het betekent dat de meren soms in slechts enkele uren volledig leeglopen. Er ontstaan daarbij grotten die bekend staan als moulins, waarbij water in de vorm van immense watervallen krachtig naar beneden stort, naar een plek diep onder het ijs.


Een moulin waardoor smeltwater naar de bodem van de ijskap kan blijven stromen. Afbeelding: Charlie Schoonman

Drones
Door de vrij ontoegankelijke gebieden waar dit zich allemaal afspeelt, was er eigenlijk nog maar weinig over deze processen bekend. Onderzoekers vroegen zich in de studie dan ook af hoe de breuken precies ontstaan en wat de gevolgen zijn als het water onder het ijs verdwijnt. Hiervoor reisden ze af naar een gletsjer in het noordwesten van Groenland en observeerden een 500 meter lange breuk die door één van de Groenlandse meren liep. Om de gevolgen hiervan goed in kaart te brengen, maakten de onderzoekers gebruik van drones die bestand zijn tegen de barre en extreme Arctische omstandigheden. “De drones vlogen op de automatische piloot langs voorgeprogrammeerde vliegroutes boven ons studiegebied en maakten regelmatig foto’s van het oppervlak,” legt Chudley aan Scientias.nl uit. “Deze foto’s konden we vervolgens combineren om een nauwkeurig, driedimensionaal model van het ijsoppervlak te maken. We hebben tot drie keer per dag hetzelfde gebied onderzocht, waardoor we konden zien hoe het gebied veranderde. Hierdoor kregen we ook een beter beeld van de vorming en ontwikkeling van de breuken die ervoor zorgen dat het meer leegliep.”

Meer
De onderzoekers kwamen erachter dat instromend smeltwater het meer eerst uitbreidde. Vervolgens ontstond er aan de rand van het meer een breuk uit een barst die zich een jaar eerder al had gevormd. In slechts vijf uur tijd stroomde vijf miljard liter water – gelijk aan 2000 Olympische zwembaden – via de breuk naar de bodem van de ijskap. Het meer verloor hierdoor een derde van zijn oorspronkelijke volume.


Vijf miljard liter water liep in minder dan vijf uur naar de bodem van de ijskap, genoeg om het kilometer dikke ijs met meer dan een halve meter op te tillen.


Maar dat is niet het enige zorgwekkende. Een gletsjer is namelijk een rivier van ijs. Kenmerkend is dat ze bewegen onder hun eigen druk, als heel langzaam stromende rivieren. Ook de onderzochte gletsjer beweegt zich gestaag voort. Maar de onderzoekers kwamen erachter dat terwijl het oppervlaktewater de diepte in verdween, de gletsjer zich sneller begon voort te bewegen; van twee meter per dag naar meer dan vijf meter per dag.

Water
De vraag is wat er gebeurt als het water zich een weg heeft gebaand naar een plek onder het ijs. “Wanneer grote hoeveelheden water de bodem van de ijskap bereiken, kan de hoge waterdruk het ijs optillen,” legt Chudley uit. In het onderzochte geval werd het ijs wel een halve meter verhoogd. “Wat echter nog zorgwekkender is, is dat de gevormde moulins de rest van de zomer water blijven afvoeren. Hierbij wordt naar schatting 50 tot 60 procent van het totale smeltwater op de Groenlandse ijskap weggevoerd.”

Afbeelding gemaakt met drone die het oppervlak goed in kaart heeft weten te brengen. Afbeelding: Tom Chudley

Zoals je waarschijnlijk al kan invullen, maakt dit proces de al kwetsbare Groenlandse ijskap almaar onstabieler. “Het is mogelijk dat we de effecten hiervan op de algehele onstabiliteit van de ijskap hebben onderschat,” concludeert Chudley. “De Groenlandse gletsjers trekken zich al rap terug, dus het effect van de meren lijkt misschien niet zo dramatisch,” vult onderzoeksleider Poul Christoffersen aan. “Maar het algehele effect is echter zeer significant.” Volgens de onderzoekers zijn de verzamelde data daarom erg waardevol. Tot op heden werden de meeste waarnemingen namelijk gedaan door satellieten. Maar dankzij de drones konden de onderzoekers zich op een specifieke situatie richten en de vorming en heropening van breuken onder de loep nemen; iets wat niet mogelijk is met behulp van satellieten. “Het is een zeldzaamheid om deze snelstromende meren daadwerkelijk te observeren,” zegt Chudley. “We hadden het geluk om op het juiste moment op de juiste plaats te zijn.”

Zeespiegelstijging
Met behulp van een boorapparaat onderzoekt het team nu hoe de ijskap de komende decennia blijft veranderen als het klimaat verder opwarmt. Want het is bekend dat een deel van het smeltwater een weg naar zee weet te vinden en zo bijdraagt aan de wereldwijde zeespiegelstijging. Hoeveel de zeespiegel hierdoor gaat stijgen, is echter lastig te zeggen. “De onderkant van de ijskap is een zeer moeilijk toegankelijke omgeving,” legt Chudley desgevraagd uit. “We beginnen eigenlijk nu pas te begrijpen hoe een complex web van positieve en negatieve feedback de ijskap beïnvloedt.” Wat we wel weten is dat de Groenlandse ijskap nu al de grootste bijdrage levert aan de zeespiegelstijging. “Het recente klimaatrapport van het IPCC schat in dat de Groenlandse ijslap bijna een millimeter per jaar bijdraagt aan de stijging van de zeespiegel,” zegt de onderzoeker. “Dat is meer dan welke andere bron dan ook. Naar verwachting zal dit gedurende de hele 21e eeuw blijven toenemen. Het is dus heel belangrijk dat we alle processen die zich op de ijskap afspelen, doorgronden.”

De grote vraag resteert hoe de ijskap er in de toekomst uit zal zien. En daar hebben meerdere wetenschappers zich al over uitgelaten. Eén ding staat daarbij buiten kijf en dat is dat de Groenlandse ijskap in rap tempo smelt. Als we geen actie ondernemen om de opwarming van de aarde te beperken, kan de zeespiegel door afstromend smeltwater in twee eeuwen tijd met wel 160 centimeter stijgen. Ook voorspellen onderzoekers dat de Groenlandse ijskap over 1000 jaar weleens helemaal verdwenen zou kunnen zijn. “De ijskap is enorm en als hij volledig smelt, zou dit resulteren in een zeespiegelstijging van meer dan 7 meter,” zegt Chudley. Wie denkt dat dit zijn tijd wel zal duren, heeft het mis. Want volgens de onderzoeker betekent dit niet dat we ons geen zorgen hoeven te maken over de impact die de smeltende ijskap in de nabije toekomst op onze planeet kan hebben. Zo blijkt bijvoorbeeld dat als we niets doen om onze emissies terug te dringen, de zeespiegel tegen het einde van de eeuw misschien al wel met zeven centimeter is gestegen.