De waterpompen zouden het zee-ijs wat uitstel van executie geven, maar nauwelijks impact hebben op het wereldwijde klimaat.

Het zee-ijs op de Noordpool neemt in schrikbarend tempo af. En sommige onderzoekers verwachten zelfs dat het Arctisch gebied binnen zo’n vijftien jaar in ieder geval tegen het eind van de zomer deels ijsvrij zal zijn. Het is natuurlijk allemaal te herleiden naar de opwarming van de aarde, die met name in het Arctisch gebied – momenteel de snelst opwarmende regio op aarde – gevoeld wordt. Het verdwijnen van het zee-ijs brengt verschillende problemen met zich mee. Zo verdwijnt met het zee-ijs bijvoorbeeld ook het jachtterrein van de ijsbeer, waardoor diens toekomst nog verder onder druk komt te staan. Daarnaast zijn onderzoekers bang dat het smelten van het zee-ijs leidt tot een nog snellere opwarming van het Noordpoolgebied; waar zee-ijs zonlicht (en dus warmte) reflecteert, nemen de donkere wateren die er nu nog onder schuil gaan, maar straks bloot komen te liggen, juist warmte op.

Buiten het Arctisch gebied
Maar de gevolgen van het verdwijnende zee-ijs worden niet alleen in het Arctisch gebied gevoeld. Als het Noordpoolgebied sneller opwarmt doordat er minder ijs is dat zonlicht en -warmte reflecteert, mag je verwachten dat ook steeds meer Arctisch permafrost smelt en daarbij komen grote hoeveelheden broeikasgassen zoals methaan en CO2 vrij, die de opwarming van de aarde in een stroomversnelling kunnen brengen. Daarnaast wijzen onderzoekers erop dat een afname van het zee-ijs – middels veranderingen in de straalstroom, een wind in de hogere luchtlagen – ook veranderingen in de weerpatronen op het noordelijk halfrond kan veroorzaken.


Red dat zee-ijs!
Kortom: er is ons alles aan gelegen om het zee-ijs te redden. Maar ja, hoe doe je dat? Het terugdringen van de uitstoot en beperken van de opwarming is een voor de hand liggende oplossing, maar na jaren van politiek gebakkelei is het niet langer vanzelfsprekend dat overheden hun verantwoordelijkheid nemen en hun schouders onder klimaatmitigatie zetten. Daarom kwamen onderzoekers van het Alfred Wegener Institute in 2017 met een alternatieve oplossing: 10 miljoen waterpompen.

De pompen
De onderzoekers stelden voor om door wind-energie aangedreven pompen te installeren op het zee-ijs. Die pompen in de winter zeewater naar boven en spuiten dat op het zee-ijs. Doordat de temperaturen daar ‘s winters tussen de -35 en -45 schommelen, bevriest het water zodra het in aanraking komt het met ijs. Door gedurende de hele winter water op het zee-ijs te spuiten, moet het mogelijk zijn om dat zee-ijs een meter dikker te maken. Die extra meter zee-ijs komt vervolgens goed van pas als de zomer aanbreekt en het zee-ijs begint te smelten; de kans dat zee-ijs de zomer overleeft, neemt namelijk toe. En het zee-ijs dat het smeltseizoen overleeft, kan een hele zomer zonlicht reflecteren én met een beetje geluk in de winter die volgt, weer wat dikker worden dan in de winter daarvoor het geval was. En daardoor heeft het weer net iets betere overlevingskansen tijdens de daarop volgende zomer. En hoe meer zee-ijs er in de zomer ligt, hoe meer zonlicht er gereflecteerd wordt en hoe sterker het koelende effect, dat volgens de onderzoekers niet alleen in het Arctisch gebied, maar ook op wat lagergelegen breedtes gevoeld zou kunnen worden.

Nieuwe analyse
Op papier is het een prima plan. Maar werkt het ook in de praktijk? Onderzoekers van het Alfred Wegener Institute hebben dat nu uitgezocht en komen in het blad Earth’s Future tot een ietwat ontnuchterende conclusie. De 10 miljoen pompen – waar een prijskaartje van zo’n 50 miljard dollar per jaar aan zou hangen – kunnen het verdwijnen van het zee-ijs iets uitstellen, maar hebben puur gekeken naar het reflecterend vermogen van het zee-ijs (zie kader) helaas geen verkoelend effect op het wereldwijde klimaat.


Beperkt onderzoek
In deze studie kijken de onderzoekers alleen naar het koelende effect dat de pompen – door het stimuleren van de aangroei van reflecterend zee-ijs – op de aarde kunnen hebben. Wat in dit onderzoek buiten beschouwing blijft, is in hoeverre deze aanpak toekomstige opwarming – bijvoorbeeld door het met een koeler Noordpoolgebied geassocieerd uitblijven van smelt van permafrost – kan voorkomen.

Redding van het zee-ijs
De onderzoekers baseren hun conclusie op een klimaatmodel waarin het constant opspuiten van zee-ijs werd gesimuleerd. “Wij wilden weten of deze manipulatie van het Arctische zee-ijs puur natuurkundig gezien zou werken en welk effect het zou hebben op het klimaat,” vertelt onderzoeker Lorenzo Zampieri, niet betrokken bij het onderzoek dat in 2017 het idee van de 10 miljoen waterpompen introduceerde. Al snel zagen de onderzoekers dat de pompen weldegelijk van invloed waren op de dikte van het zee-ijs en dus de levensduur daarvan. “Normaal gesproken wordt de groei van het ijs beperkt door het feit dat wanneer het ijs dikker wordt, het ook dienst doet als een soort isolatielaag die de oceaan behoedt voor de winterkou. Daarom zul je over het algemeen geen zee-ijs zien dat meer dan enkele meters dik is,” legt onderzoeker Helge Goessling, eveneens niet betrokken bij het onderzoek uit 2017, uit. “De pompen nemen dat beperkende effect weg, omdat nieuwe lagen ijs van bovenaf worden toegevoegd.” Simulaties wijzen uit dat het zee-ijs zo jaar na jaar tussen de 1 en 2 meter dikker kan worden. En volgens het klimaatmodel wordt deze door pompen ingegeven groei van dat zee-ijs zeker tot het einde van deze eeuw niet gehinderd door de antropogene opwarming. In andere woorden: de pompen behoeden het zee-ijs in ieder geval tot het eind van deze eeuw voor verdwijnen.

Klimaat
Maar heeft de aanpak ook effecten op het wereldwijde klimaat? Het onderzoek wijst uit dat de opwarming van het Arctisch gebied in de zomer door de aanwezigheid van meer zee-ijs inderdaad iets wordt afgeremd. Maar de toename van reflecterend ijs bleek op zichzelf niet genoeg te zijn om de opwarming buiten het Arctisch gebied af te remmen.

Hoewel de 10 miljoen waterpompen een interessant idee zijn, zien de onderzoekers er op basis van hun studie weinig in om dat idee ook werkelijkheid te laten worden. Daarvoor is de impact – voor zover die tot op heden bestudeerd is, zie ook het kader een eindje hierboven – te beperkt. Dat gezegd hebbende, willen ze echter graag benadrukken dat dit soort ideeën wel bijzonder waardevol zijn en nooit zonder gedegen onderzoek moeten worden weggelachen. “Met het oog op de uit de hand lopende voortgang van klimaatverandering kan geo-engineering nooit zomaar door klimaatonderzoekers worden weggezet als nonsens,” stelt Goessling. Tegelijkertijd moeten we dergelijke ideeën wel kritisch tegen het licht houden voor we ze ook maar in overweging nemen. Steven Desch, hoofdauteur van het paper waarin het 10 miljoen waterpompen-alternatief werd gelanceerd, denkt daar net zo over. “We moeten alle opties op tafel gooien en onderzoeken, zodat we de goede ideeën van de slechte ideeën kunnen scheiden,” zo vertelde hij in 2017 aan Scientias.nl.