31 maart 2017

IJskappen smelten sneller door verzadiging sneeuwlaag met bevroren smeltwater

1997 was ‘tipping point’ voor ijskappen aan de rand van Groenland

Icebergs near Ililissat, Greenland. Photo by Mark Garten, UN Photo.
IJsbergen bij Ililissat, Groenland. Foto door Mark Garten, UN Photo.

De ijskappen langs de kust van Groenland zijn rond 1997 hun natuurlijke buffer kwijtgeraakt, waardoor ze sinds dat jaar steeds sneller smelten. Tot die tijd waren deze ijsmassa’s nog in staat om genoeg smeltwater vast te houden om de jaarlijkse temperatuurschommelingen op te kunnen vangen. Sinds 1997 lijkt de sneeuwlaag op de ijskappen echter verzadigd te zijn met bevroren smeltwater, waardoor het massaverlies versnelt en feitelijk onomkeerbaar is geworden. Dat concludeert een onderzoeksteam onder leiding van Utrechtse wetenschappers in een publicatie in Nature Communications op 31 maart.

Met een oppervlakte van bijna 100.000 km2 (zo’n 2,5 keer Nederland) vertegenwoordigen de ijskappen aan de rand van Groenland het grootste vergletsjerde oppervlak op aarde, buiten de grote ijskappen van Groenland en Antarctica. Indien ‘gezond’, kunnen deze ijskappen goed omgaan met de jaarlijkse smelt in de zomer: de tientallen meters dikke laag dicht opeengepakte sneeuw die de ijskappen bedekt houdt het smeltwater in de zomer vast, zodat het ‘s winters weer bevriest. De totale massa van de ijskap blijft daardoor min of meer stabiel. De stijgende temperaturen op Groenland hebben die jaarlijkse cyclus echter uit balans gebracht. De sneeuwlaag op de ijsmassa’s langs de kust lijkt al sinds 1997 totaal verzadigd te zijn met bevroren smeltwater. Nieuw smeltwater kan daarom niet meer terecht in de sneeuwlaag en loopt direct de zee in.

Hoofdauteur Brice Noël vertelt over de onderzoeksresultaten

Drie keer zoveel

Om een goed beeld te krijgen van de toestand van de ijsmassa’s, bestudeerden de onderzoekers twaalf gebieden langs de kust van Groenland. Uit het onderzoek blijkt dat ijskappen in elk van deze twaalf gebieden sinds 1997 massa verliezen, doordat er steeds meer smeltwater in zee stroomt: van zo’n 17% extra wegstromend smeltwater in het zuiden tot wel 74% in het meest noordelijk gelegen gebied. Het jaarlijkse massaverlies van de ijskappen langs de Groenlandse kust is nu ongeveer drie keer zo groot als voor 1997.

Smeltlijn

Brice Noël, promovendus aan de Universiteit Utrecht en hoofdauteur van de publicatie, verwacht dat er de komende jaren alleen maar meer smeltwater in zee gaat stromen. “De hoger gelegen ijsmassa’s zijn nu nog relatief gezond. Maar door de stijgende temperatuur zien we dat het hoger gelegen ijs ook gaat smelten. Dat is een groot probleem, want de ‘smeltlijn’ bereikt binnenkort de hoogte waar het grootste gedeelte van de Groenlandse ijskappen zich bevindt.” Noël richtte zich in zijn onderzoek op de ijsmassa’s langs de kust. “Het overgrote deel van de grote ijskap in het binnenland ligt veel hoger en doet het nog wel goed. Maar ook daar zien we dat de ‘smeltlijn’ hoger en hoger komt te liggen.”

De ‘smeltlijn’ bereikt binnenkort de hoogte waar het grootste gedeelte van de Groenlandse ijskappen zich bevindt.

Gedetailleerder model

Noël ontwikkelde een gedetailleerder model om de ijskappen te bestuderen, omdat het eerder gebruikte model te grof was om de topografisch complexe ijsmassa’s langs de kust van Groenland goed te kunnen bestuderen. “Het nieuwe model komt heel goed overeen met onze observaties”, zegt de Utrechtse onderzoeker Bert Wouters, die hoogtemetingen van satellieten zoals de Europese CryoSat-2 gebruikte om de veranderingen in het ijskapvolume te berekenen. “Dat betekent dat het model de veranderingen betrouwbaar weergeeft.” Noël analyseerde met het model een aantal variabelen op gedetailleerd genoeg niveau om niet alleen het massaverlies te kunnen laten zien, maar ook de onderliggende oorzaken. Door de resolutie van 11 km te verfijnen naar 1 km, zagen de onderzoekers dat het massaverlies direct verband houdt met een stijging in de hoeveelheid wegstromend smeltwater, wat op zichzelf weer direct beïnvloed wordt door temperatuurstijging.

Eenvijfde tot een kwart

Ongeveer eenderde van de huidige zeespiegelstijging is afkomstig van het smelten van ijs op Groenland. Als de klimaatopwarming doorzet, zullen de ijskappen aan de rand van Groenland naar verwachting eenvijfde tot een kwart van hun volume kwijt zijn in het jaar 2100, met een extra 4 cm zeespiegelstijging tot gevolg.

Publicatie

A tipping point in refreezing accelerates mass loss of Greenland’s glaciers and ice caps
Brice Noël*, W. J. van de Berg*, S. Lhermitte, B. Wouters*, H. Machguth, I. Howat, M. Citterio, G. Moholdt, J. T. M. Lenaerts* & M. R. van den Broeke*
* Verbonden aan de Universiteit Utrecht

Gepubliceerd in Nature Communications, vrijdag 31 maart, 10.1038/NCOMMS14730.

Links: Schematische weergave van smeltwaterprocessen op de ijskappen. IJskappen winnen massa door neerslag (PR) in de vorm van regen en sneeuw. Ondertussen ontstaat er ook smeltwater (ME), dat deels herbevriest  in de firnlaag (RF) en deels wegstroomt richting de oceaan (RU). De massa van de ijskap blijft onveranderd als de hoeveelheid neerslag gelijk is aan de hoeveelheid smeltwater die wegstroomt.

Rechts: Als de sneeuwlaag is verzadigd met bevroren smeltwater, kan deze nieuw smeltwater niet meer herbevriezen, waardoor al het smeltwater wegstroomt naar de oceaan. In dit geval verliest de ijskap massa, omdat de hoeveelheid neerslag kleiner is dan de hoeveelheid smeltwater die wegstroomt.

Perscontact

Nieske Vergunst, persvoorlichter Faculteit Bètawetenschappen, 06-2490 2801, N.L.Vergunst@uu.nl
B.g.g. perscommunicatie Universiteit Utrecht, +31 30 253 9300, news@uu.nl