Miljoenen kleine ‘kraaltjes’ moeten een beschermende laag vormen die zonlicht reflecteert en het wegsmelten van ijs afremt.

Het ziet er al een tijdje niet zo best uit. IJskappen overal ter wereld vallen ten prooi aan hogere temperaturen, waardoor de hoeveelheid ijs steeds verder afneemt. De gevolgen zijn vooral in het Noordpoolgebied duidelijk te zien; een regio die twee keer sneller opwarmt dan de rest van de aarde. Dit leidt niet alleen tot een afname van het zee-ijs, maar ook tot veel minder op het land gelegen ijs. En die veranderingen gaan wij overal ter wereld voelen. Maar mogelijk kan het tij nog gekeerd worden. Want onderzoekers komen met een wel heel bijzonder plan om de voortdurende Arctische smelt te stoppen.

Vicieuze cirkel
Er is op de Noordpool eigenlijk sprake van een vicieuze cirkel. Hoewel het wegsmeltende ijs een gevolg is van klimaatverandering, draagt het op zijn beurt namelijk ook bij aan klimaatverandering. Hoe dit zit? Arctisch zee-ijs reflecteert zonlicht. Wanneer het verdwijnt, komen de onderliggende wateren bloot te liggen. Deze zijn veel donkerder van kleur en reflecteren geen zonlicht, maar absorberen het juist. Zo kan het verdwijnen van zee-ijs de lokale opwarming versterken. Het is een vrij bekend voorbeeld van zogenoemde klimaatfeedback: een gevolg van klimaatverandering dat klimaatverandering versterkt.


Smeltend ijs
Onderzoekers van de organisatie Ice911 besloten dit verschijnsel wat beter te bestuderen. “Het meest reflecterende ijs in het Noordpoolgebied is het meerjarige ijs dat de zomers overleeft,” legt onderzoeker Alexander Sholtz aan Scientias.nl uit. “Maar dit ijs is de afgelopen tijd met een schokkende vaart weggesmolten.” Terwijl eerst vooral dik, meerjarig ijs op de zee rustte, neemt nu dunner, seizoensijs de overhand (zie ook de video hieronder) “Het verlies van reflecterend ijs heeft al bijgedragen aan een derde van de wereldwijde temperatuurstijging,” gaat Sholtz verder. “Het oudste en dikste Arctische zee-ijs is met een verwoestende 95 procent gedaald.”

Oplossing
Deze treurige conclusie moedigde de onderzoekers aan tot actie en op zoek te gaan naar een methode om de vicieuze cirkel te doorbreken. En daarbij komen ze met een verrassende oplossing op de proppen. Zo willen ze belangrijke delen van het Noordpoolgebied bedekken met miljoenen holle microbolletjes die zich vullen met lucht. Deze kraaltjes – die nog het beste gezien kunnen worden als een soort drijvend, wit zand – zijn gemaakt van zogenoemd silicaatglas dat voornamelijk uit silica bestaat. Dit is een verbinding gemaakt van twee van de meest voorkomende materialen op aarde: silicium en zuurstof. Voor je beeldvorming: silica is het hoofdbestanddeel van de aardkorst, die voor zo’n 59 procent hieruit bestaat. Al het leven op aarde is gemoeid met silica, omdat het in verschillende vormen op het land en in rotsen is verwerkt en opgelost is in de oceanen. Daarom is het gebruik van silica volgens de onderzoekers volkomen veilig en kan dit de al kwetsbare Noordpool en zijn bewoners geen verdere schade aanrichten. “We geloven dat dit de veiligste keuze is voor dieren en ecosystemen,” aldus Sholtz. “Het heeft een veilige vorm – groot, amorf en rond – zodat het geen schade aanricht aan levende wezens of het milieu.”


Zo zien de kleine silica kraaltjes eruit. Het lijkt nog het meest op wit, drijvend zand. Afbeelding: Ice911

Veilig
Mensen, maar ook dieren zoals vogels en vissen nemen geregeld silica op. Vogels zoeken bijvoorbeeld bewust naar grotere korrels silica om hun spijsvertering te bevorderen. Omdat silicium betrokken is bij fundamentele levensprocessen, hoopt het zich niet op in de lichamen van levende dieren. En daarom is deze stof volgens de onderzoekers het veiligste materiaal om te gebruiken. Daarnaast zal de extra silica maar een fractie zijn van wat er zich al in de natuur bevindt. Op dit moment zit er zo’n 2,8 biljard ton silica in de oceanen. Per jaar komt daar uit natuurlijke bronnen ongeveer 246,3 miljard ton bij. De onderzoekers schatten in daar zo’n 0,000004 procent silica aan toe te voegen.

Reflecteren
Je zult je misschien afvragen hoe deze kraaltjes het ijs op de Noordpool moeten gaan beschermen. Dat zit zo. De miljoenen kleine kraaltjes werken eigenlijk als een dunne, reflecterende laag op het poolijs. Want ook als ijs smelt drijven de kraaltjes terug naar het oppervlak, waardoor er toch continue zonlicht weerkaatst wordt. Onderliggend reflecterend ijs wordt hierdoor beschermd. De kraaltjes kunnen dus de smelt vertragen en helpen tegelijkertijd jong, dun ijs zich te gedragen als meerjarig, reflecterend ijs. “Het doel is om ervoor te zorgen dat er in de zomer meer ijs blijft liggen, zodat de ijskap zich in de loop van de tijd naar zijn voormalige grootte kan herstellen,” aldus Sholtz.

Links: voorspelling van de hoeveelheid Arctisch ijs als we op huidige voet verder gaan. Rechts: hoeveelheid Arctisch ijs als de silica kraaltjes worden geïmplementeerd. Afbeelding: Ice911

Lente
Klimaatmodellen laten zien dat de silica kraaltjes het beste in de lente verspreid kunnen gaan worden. In dat geval is de kans het grootst dat er meer ijs tot in de zomermaanden blijft liggen, waardoor de hoeveelheid meerjarig, reflecterend ijs langzaam weer opgebouwd wordt. De kraaltjes zullen worden verspreid op een aantal beperkte, maar strategische plekken in het Noordpoolgebied. “We willen ons richten op gebieden waar het een maximale impact heeft, met een minimale interventie,” vertelt Sholtz desgevraagd. “Deze locaties worden bepaald door middel van klimaatmodellen en kunnen van jaar tot jaar veranderen. We willen niet het gehele Noordpoolgebied afdekken. Dat zou niet alleen heel duur zijn, maar neemt ook uitdagingen met zich mee wat betreft het maken, transporteren en verspreiden van voldoende materiaal. Bovendien denken we dat we een beter effect kunnen krijgen als we ons richten op kleinere gebieden.” Volgens de onderzoekers zullen de kraaltjes – als ze op een strategische schaal worden ingezet – een grote impact hebben op het regionale klimaat en zelfs enige impact hebben op het wereldwijde klimaat. Het team zal zich in eerste instantie richten op het Noordpoolgebied. “Hier heeft het de grootste impact,” zegt Sholtz. Maar ze sluiten niet uit dat de silica kraaltjes wellicht ook in andere gebieden zoals in Groenland of Antarctica ingezet gaan worden.

Afgelopen decennium hebben de onderzoekers hard aan hun oplossing gewerkt en testen uitgevoerd. “Dit heeft al veelbelovende resultaten opgeleverd,” zegt Sholtz. Toch zal het misschien nog wel vijf jaar duren voordat de kraaltjes daadwerkelijk in het Noordpoolgebied verspreid zullen worden. De onderzoekers zijn hoe dan ook positief. “We bleven tegen onszelf zeggen dat er op een gegeven moment wel iets fout zou moeten gaan. Maar hoe we ook zochten naar een kink in de kabel, het lijkt er toch op dat het echt zou kunnen gaan werken. Dat is de meest welkome verrassing van alles.” Toch blijft de onderzoeker nuchter. “Onze aanpak is niet de toverstaf die een wereldwijde catastrofe zal afwenden. Eerder een veilige tussentijdse oplossing die nu kan worden toegepast om de opwarming van de aarde tegen te gaan en tijd te kopen voor de mensheid om over te stappen op een duurzamere economie.”