Categorie archief: Antarctica

Opverende zeebodem bij West-Antarctica zorgt mogelijk voor een stabielere ijskap

De Amundsenzee. Bron: Polargeo/Wikipedia

Het houdt maar niet op met interessante nieuwe artikelen over Antarctica. Of, om specifiek te zijn: over West-Antarctica. Nog maar enkele weken geleden schreven we hier over drie artikelen in Nature, en dat stuk stond amper een paar dagen op het blog toen er alweer een nieuw onderzoek verscheen in Science. Het zou deze keer wel eens goed nieuws kunnen zijn. Volgens dit onderzoek veert de bodem van de Amundsenzee, voor de kust van West-Antarctica snel op als de druk er op afneemt door zich terugtrekkende mariene gletsjers. Het effect hiervan is dat de gletsjer minder snel gaat stromen. Door de lagere stroomsnelheid wordt de kans dat de zich terugtrekkende gletsjers van West-Antarctica instabiel worden kleiner. Heel misschien gaan ze na verloop van niet al te veel tijd zelfs weer groeien, als we de verdere opwarming van het klimaat tenminste weten te beperken. Er zit wel een andere kant aan het verhaal: West-Antarctica zou 10% meer ijs verloren kunnen hebben dan tot dusver werd aangenomen.

Het fenomeen waar het hier allemaal om draait heet postglaciale opheffing. Het artikel van Kingslake et al. uit Nature van vorige maand ging ook over dit fenomeen. Maar waar Kingslake et al. dit fenomeen beschouwden in het verleden en op een tijdschaal van millennia, gaat het in het Science-artikel van Barletta et al. over het heden en om decennia. Op welke tijdschaal de bodem terugveert na het verdwijnen van een zware belasting hangt af van de viscositeit van verschillende lagen van de aardmantel. Waar op veel plekken op de wereld de bodem nog stijgt of juist daalt als na-ijleffect van de laatste ijstijd, 11.700 jaar geleden, reageert de bodem bij de Amundsenzee veel sneller. Als gevolg van de verminderde belasting door het smelten van ijs in de afgelopen decennia stijgt de bodem daar met een snelheid tot wel 41 millimeter per jaar.

Dat dit juist in dit gebied gebeurt is belangrijk omdat zich hier de twee snelst slinkende gletsjers van Antarctica bevinden: Pine Island en Thwaites. Ongeveer een kwart van het smeltwater dat de oceaan in stroomt als gevolg van het smelten van gletsjers en ijskappen op aarde is afkomstig uit dit gebied. Jaarlijks smelt hier meer dan 100 gigaton ijs; met die hoeveelheid zou je heel Nederland kunnen bedekken met een laag ijs van bijna 3 meter dik. De bijdrage aan de totale mondiale zeespiegelstijging ligt in de orde van grootte van 10%. Als al het ijs in dit gebied zou smelten zou de zeespiegel 1,2 meter stijgen. Lees verder

Advertenties

Het smeltende ijs van Antarctica – drie nieuwe artikelen en een mythe

Bijdrage van Antarctica aan de zeespiegelstijging. Bron: Universiteit Utrecht

Vorige week verschenen in Nature drie nieuwe artikelen over Antarctica. Interessant voor geïnteresseerden in de wetenschap, een buitenkansje om verwarring te zaaien voor anderen. Want het is natuurlijk een fluitje van een cent om resultaten of conclusies van, of uitspraken over, die drie onderzoeken door elkaar te klutsen. De onderzoeken hebben allemaal iets te maken met Antarctica en de stabiliteit van de ijskappen, maar daarmee houden de overeenkomsten wel zo ongeveer op. Voor de geïnteresseerden in de wetenschap volgt hier een samenvatting van alle drie.

De massabalans van het Antarctische ijs

Het artikel dat de meeste aandacht trok komt van de Ice sheet Mass Balance Inter-comparison Exercise (IMBIE), een internationale samenwerking ondersteund door ESA en NASA. Het artikel presenteert een massabalans van de Antarctische ijskap over de periode 1992 – 2017. Het team van IMBIE heeft de resultaten van al het onderzoek dat hierover de afgelopen jaren is gepubliceerd bij elkaar gebracht: gravimetrie en altimetrie met satellieten, metingen van de stroomsnelheid van het ijs, meteorologische heranalyses en andere data over sneeuwval en ijssmelt en analyses van bewegingen van de bodem door postglaciale opheffing, bijvoorbeeld. Dat de ijskap massa verliest was al bekend, maar de snelheid waarmee dat gebeurt blijkt aanzienlijk te zijn toegenomen. Dat heeft een aantal van de betrokken onderzoekers wel verrast. Het logische gevolg is dat de bijdrage van Antarctica aan de snelheid waarmee de zeespiegel stijgt ook toeneemt. De afbeelding hieronder geeft het totale massaverlies weer en de bijdrage daaraan van het Antarctisch Schiereiland, West-Antarctica en Oost-Antarctica.

Massabalans van het ijs van het Antarctische continent en drie delen van dat continent. Bron: IMBIE

Lees verder

Terugtrekkend ijs op de Antarctische oceaanbodem in kaart gebracht

Beweging van de grondlijn van het ijs bij Antarctica volgens Konrad et al.. Bron: ESA

Als het over poolijs gaat wordt er vaak onderscheid gemaakt tussen land- en zeeijs. Maar bij Antarctica is er ook nog een tussenvorm: het mariene deel van de landijskap. Het heeft te maken met de vorm van grote delen van de zeebodem rond dit continent. Die loopt op veel plekken niet steil naar beneden vanaf de kust, maar is juist – vaak op een diepte van ruwweg 1 kilometer – relatief vlak met op veel plaatsen oplopende richels. De ijsmassa’s die vanaf het land naar de oceaan stromen glijden daardoor niet zomaar vanaf de kust naar beneden. Het ijs rust op de zeebodem en stroomt geleidelijk verder de oceaan in. Zeewaarts neemt de dikte van het ijs af en ergens komt er dan een punt waarop het ijs loskomt van de bodem en gaat drijven; ijs is immers lichter dan water. De plek waar dat gebeurt wordt door glaciologen de grondlijn (of: grounding line) genoemd. Schematisch ziet dat er zo uit.

Schematische weergave van de grondlijn. Bron: AntarcticGlaciers.org

Lees verder

Het nieuws over Antarctica is meestal geen goed nieuws

DeConto_Pollard-fig2

Alleen al vanwege de afbeelding hierboven is een artikel dat onlangs verscheen in Nature een blogstukje waard. Het artikel: “Contribution of Antarctica to past and future sea-level rise” van DeConto en Pollard (het volledige artikel is toegankelijk via de link onderaan het nieuwsbericht op de site van Nature over dit onderzoek en via de link in een lezenswaardig artikel van de Washington Post) borduurt voort op eerder onderzoek naar mechanismen die delen van de ijskap van Antarctica instabiel kunnen maken. De te verwachten bijdrage van Antarctica is de grote onzekere factor in projecties van de zeespiegelstijging in deze eeuw en de eeuwen daarna. Dit is dus een terrein waar voor de wetenschap nog veel te ontdekken is, en de kennis hierover lijkt in flink tempo toe te nemen. DeConto en Pollard menen dat ze met de kennis die er inmiddels is de zeespiegelstijging die volgens paleoklimatologische reconstructies volgde op de laatste glacialen behoorlijk goed kunnen verklaren. Dat zou er op wijzen dat men de belangrijkste mechanismen inmiddels aardig in beeld heeft. En daarmee zouden toekomstprojecties aan betrouwbaarheid winnen.

Eerst even terug naar die afbeelding hierboven en naar het begrip instabiliteit. Of: waarom komt in de wetenschappelijke literatuur zo vaak het woord “collapse” voor, wanneer het om het smelten van grote ijsmassa’s gaat? Dat lijkt niet voor iedereen duidelijk te zijn. Zo meende een wetenschapsjournalist van een grote Nederlandse krant dat het gebruik van dat woord zou wijzen op een apocalyptisch wereldbeeld (of zoiets) en had een bekende Nederlandse pseudoscepticus het laatst over het “instorten van zeeijs”. De realiteit is dat het hier over instorten in de letterlijke betekenis gaat: bezwijken onder het eigen gewicht.

Wat is er dan precies aan de hand? IJsmassa’s van honderden meters of kilometers hoog houden niet in een keer op wanneer het onderliggende land beneden zeeniveau komt. Dus: waar het land op zou moeten houden en de oceaan zou moeten beginnen, ligt er gewoon nog ijs op de bodem. De enorme druk van het bovenliggende ijs duwt de ijsmassa langzaam weg in de richting van de oceaan, tot aan de plek – of eigenlijk: het gebied – waar het oceaan en ijs contact maken. In een stabiel klimaat blijft de overgang tussen ijs en oceaan op (min of meer) dezelfde plek liggen: het ijs dat in het overgangsgebied smelt wordt weer aangevuld vanuit de stromende gletsjer, die op zijn beurt weer wordt aangevuld door sneeuwval. In een opwarmend klimaat is dat minder vanzelfsprekend. De oceaan wint langzaamaan terrein en er verdwijnt ijs in het overgangsgebied. Omdat het om zulke enorme ijsmassa’s gaat, waar enorme krachten op rusten, kan het smelten van een deel van het ijs voldoende zijn om het hele overgangsgebied instabiel te maken. De boel dondert dan in elkaar. Extra vervelend: het ijs in het overgangsgebied geeft tegendruk aan de verder landinwaarts gelegen gletsjers, die langzaam naar de oceaan bewegen. Als die tegendruk wegvalt, kan de gletsjer sneller stromen, met mogelijk een snelle stijging van de zeespiegel tot gevolg. Natuurlijk hangt wat er precies gebeurt voor een aanzienlijk deel af van lokale omstandigheden. De afbeelding hieronder illustreert dat aan de hand van de snelheid waarmee het ijs beweegt. Lees verder

Antarctica: ijsgroei of ijsafname?

Door: Dr. Jan Wuite, Enveo, Innsbruck

Volgens een nieuw verschenen studie van NASA-wetenschapper Jay Zwally in het Journal of Glaciology, afgelopen week breed uitgemeten in de media, nam het landijs op Antarctica over de periode 2003-2008 toe met 82 gigaton per jaar. Antarctica zou niet bijdragen aan de zeespiegelstijging maar deze zelfs matigen met zo’n 0,23 mm per jaar. De studie oogstte direct veel kritiek van andere vooraanstaande wetenschappers in het vakgebied. Er zijn immers veel aanwijzingen dat het landijs op Antarctica juist afneemt en dat dat bovendien wel eens een onomkeerbaar proces zou kunnen zijn. Hoe past deze nieuwe studie in dat plaatje, wat betekent het voor de te verwachten zeespiegelstijging en kloppen deze getallen eigenlijk wel? Glacioloog en poolwetenschapper Jan Wuite, werkzaam bij Enveo te Innsbruck en betrokken bij diverse internationale onderzoeken over Antarctica, licht toe.

Eén van de nadelige gevolgen van de klimaatverandering is de mondiale zeespiegelstijging. Op het moment stijgt deze gemiddeld met ruim 3 mm per jaar, dat is twee maal zo snel als gedurende de vorige eeuw. De verwachtingen zijn dat tegen het eind van deze eeuw de zeespiegel met minimaal zo’n 70 cm zal zijn gestegen. De hoofdoorzaken hiervan zijn duidelijk: de wereldwijde afname van landijs (berggletsjers en ijskappen) in combinatie met de uitzetting van zeewater als gevolg van de opwarming. Ter verduidelijking: landijs ligt op land en kan kilometers dik zijn. Dit in tegenstelling tot seizoensgebonden zeeijs (vnl. bevroren zeewater) dat typisch slechts enkele meters dik is en geen directe invloed heeft op de zeespiegel. Diverse studies hebben in de afgelopen jaren laten zien dat de bijdrage van de twee grootste ijskappen op aarde, Groenland en Antarctica, aan de zeespiegelstijging steeds dominanter aan het worden is. De grootste onzekerheid over de te verwachten stijging in de toekomst wordt veroorzaakt door onzekerheid over de bijdrage van Antarctica. Het is mogelijk dat deze door extra sneeuwval – warmere lucht kan meer vocht bevatten – wordt beperkt. Het is ook mogelijk dat het ijs juist steeds sneller naar de oceanen wordt afgevoerd.

Er is veel ijs in Antarctica, op sommige plaatsen is het ijs wel meer dan 4 km dik. De totale hoeveelheid ijs op het continent, wanneer het compleet zou smelten, is goed voor zo’n 58 m zeespiegelstijging wereldwijd. Zelfs wanneer slechts een klein deel hiervan zou smelten zou dat al grote gevolgen kunnen hebben voor laag gelegen gebieden, maar ook voor bijvoorbeeld de oceaan circulatie. Vandaar dat wetenschappers veel onderzoek doen naar massaverandering van de ijskap: de massa-balans.

Figuur 1. Een weergave van de voornaamste processen die een rol spelen bij de afname of aangroei van ijs op een ijskap. Bron: Zwally et al figuur 1.

Lees verder

If we burn it all, we melt it all

De titel van dit blogstuk is een uitspraak van Ricarda Winkelmann, de hoofdauteur van een recent artikel over de relatie tussen koolstofemissies en de stabiliteit van de Antarctische ijskap (Open Access, persbericht: hier). Als we de gehele winbare voorraad (zoals die nu ingeschat wordt) aan fossiele brandstoffen in een paar eeuwen opstoken, zal al het ijs op Antarctica verdwijnen. Dat duurt even – duizenden jaren – maar dan hebben we ook wat. Al dat gesmolten ijs van Antarctica alleen al zorgt namelijk voor een zeespiegelstijging van uiteindelijk circa 58 meter.

Voor verschillende scenario’s van de toekomstige CO2-emissies hebben Winkelmann e.a. via een uitgebreid klimaatmodel (een Earth System Model) de CO2-concentraties en het temperatuurverloop berekend voor de komende duizenden jaren. Dit is vervolgens gecombineerd met een ijskap-rekenmodel (PISM) om de gevolgen van de emissies voor de ijskap van Antarctica vast te stellen. De emissiescenario’s die gebruikt zijn variëren van een extra totale koolstofuitstoot van 93 gigaton tot 12,000 gigaton na het jaar 2010 (dit betreft dus niet het aantal gigaton CO2 maar alleen de C in CO2, 1 gigaton C komt overeen met 3,66 gigaton CO2). Ter vergelijking, het IPCC schat de totale hoeveelheid koolstof die al uitgestoten is tot 2011 op 515 gigaton (AR5 SPM bladzijde 25) en jaarlijks emitteren we nu circa 10 gigaton koolstof per jaar.

In de emissiescenario’s van de studie neemt de CO2-uitstoot in de nabije toekomst verder toe om na een maximum terug te vallen naar 0, dit alles in een tijdsbestek van enkele honderden jaren. Zie figuur 1A voor de CO2-emissies en 1B voor de CO2-concentratie in de atmosfeer. De rode lijn komt overeen met een extra uitstoot van 10,000 gigaton aan koolstof en dat is vergelijkbaar met het verbranden van een hoeveelheid fossiele brandstoffen die volgens het IPCC AR5-WGIII rapport winbaar is (tabel 7.2 bladzijde 525 geeft 8,500 – 13,500 gigaton aan hulpbronnen).

Figuur 1. De CO2-emissiescenario’s zoals gebruikt in Winkelmann et al. (A) en de resulterende CO2– concentratie in de atmosfeer (B). De totale range van koolstofemissies loopt van 93 tot 12,000 gigaton koolstof (dus inclusief de grijze lijnen).

Lees verder

What’s up met de ijskap van Antarctica?

Soms is het goed om even over je schouder naar het verleden te kijken. Een tijdje terug waren zaken die nu normaal lijken of bekend zijn nog onbekend of abnormaal. Rond de eeuwwisseling bestond bijvoorbeeld een smartphone niet en was whatsapp niet meer dan een verbastering van Bugs Bunny’s “what’s up doc”. Aangaande Antarctica had men in 2001 het idee dat daar voorlopig weinig zou veranderen, zo kun je in het Third Assessment Report van het IPCC namelijk het volgende lezen:
“The Antarctic ice sheet is likely to gain mass because of greater precipitation…”

Dat was dus in de tijd dat niemand verkondigde dat de opwarming van de aarde zogenaamd gestopt zou zijn. Inmiddels is die zin uit het derde IPCC rapport al geruime tijd achterhaald want de Antarctische ijskap verliest massa en niet zo’n beetje ook, circa 160 Gt/jaar over 2010-2013 (zie ook dit blogstuk van Hans). Onderstaande figuur 1, afkomstig uit het laatste IPCC rapport, laat zien dat dit massaverlies aan landijs ongeveer na 2000 duidelijke vormen begon aan te nemen. Daarna volgt een beknopt overzicht van diverse publicaties hierover vanaf begin 2014 die mij zijn opgevallen.

Figuur 1. Het cumulatieve massaverlies (linkeras) en het equivalent in mm zeespiegelstijging (rechteras) van Antarctica vanaf 1991 t/m 2012 (IPCC AR5 figuur 4.16).

Lees verder