ERC Synergy project bestudeert de impact van steeds meer smeltwater op de Groenlandse ijskap

De ijskap van Groenland ondergaat vele veranderingen, en één daarvan is duidelijk zichtbaar: de laag van samengedrukte sneeuw die bijna negentig procent van het oppervlak bedekt. Deze laag fungeert normaal gesproken als een spons die smeltwater opnieuw bevriest en is dus van groot belang voor het lot van de ijskap. Toch verandert deze laag op manieren die onderzoekers nog niet volledig begrijpen. Dankzij een subsidie van dertien miljoen euro van de European Research Council (ERC Synergy Grant) kan een internationaal consortium dit probleem nu grondig onderzoeken. 

Het project staat onder leiding van hoogleraar Michiel van den Broeke van de Universiteit Utrecht en onderzoekers van de Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS), de Universiteit van Fribourg en het Alfred Wegener Instituut.

De bovenste laag van de Groenlandse ijskap, tot wel 100 meter dik, bestaat uit firn: samengeperste sneeuwkorrels met daartussen veel lucht. Deze firnlaag werkt normaal gesproken als een enorme spons die ongeveer de helft van het smeltwater opneemt dat elke zomer op het ijsoppervlak ontstaat. Zo’n negentig procent van de ijskap is bedekt met firn, maar naarmate de Arctische temperaturen stijgen, dringt meer smeltwater door in de firn dan ooit tevoren.

“De firnlaag van de Groenlandse ijskap krimpt en raakt verzadigd met smeltwater. We verwachten daarom dat de firn veel van haar huidige vermogen om smeltwater vast te houden, zal verliezen. Het is belangrijk om inzicht te krijgen in de manier waarop de hele ijskap hierop reageert,” zegt professor William Colgan van GEUS. Met hun verschillende vakgebieden bundelen de projectleiders hun krachten om de belangrijkste vraagstukken in de ijskap-hydrologie op te lossen, van firnprocessen tot subglaciale afvoer en ijsstromingsdynamiek. De data die het consortium, genaamd FirnMelt, verzamelt, zijn openbaar toegankelijk en zullen bijdragen aan het volgende IPCC-rapport.

Verdere verbeteringen aan firnmodellen vereisen nieuwe en innovatieve observaties en een geheel nieuw modelkader

De kloof dichten

De veranderingen in de firnlaag van de Groenlandse ijskap worden momenteel onvoldoende gemonitord, aldus de onderzoekers. Eerdere studies richtten zich meestal op de hoogste delen van de ijskap, waar weinig smeltwater voorkomt, of juist op de smeltzones aan de randen. Tussen deze gebieden ligt echter een enorm, snel veranderend gebied waarover weinig bekend is.

“FirnMelt is het eerste grootschalige project dat onderzoekt hoe dit gebied verandert en hoe die veranderingen de gehele ijskap beïnvloeden,” zegt professor Horst Machguth van de Universiteit van Fribourg in Zwitserland. Hij legt uit dat de toenemende hoeveelheid smeltwater uit het binnenland mogelijk de ondergrond van de gletsjer kan bereiken en zo het hydrologische systeem van de hele ijskap kan veranderen, bijvoorbeeld door de snelheid van het ijs te beïnvloeden. Veranderingen in de ijsstroomsnelheid hebben vervolgens invloed op de hoeveelheid ijs die in de oceaan terechtkomt en dus op de zeespiegelstijging.

Tekst gaat verder onder de afbeelding

Het simuleren van smeltwaterafvoer van de firn naar de oceaan is al lange tijd een uitdaging binnen de klimaatwetenschap. Van den Broeke merkt op: “Recent onderzoek toont aan dat de huidige firnmodellen te simplistisch zijn en veel belangrijke processen negeren. Verdere verbeteringen vereisen nieuwe en innovatieve observaties en een geheel nieuw modelkader. Dat is precies wat FirnMelt gaat doen.”

Observaties en nieuwe projecties

Volgens Van den Broeke heeft de extreme variabiliteit van de Groenlandse ijskap onderzoekers recentelijk verrast. Nieuwe observaties en modellen zijn noodzakelijk om de toekomst van firn en smeltwater onder klimaatverandering te kunnen voorspellen. FirnMelt plant uitgebreide activiteiten om dit te bereiken: vliegtuig- en satellietwaarnemingen, lokale metingen met innovatieve voertuigen, koppeling van firnmodellen met hydrologische en dynamische ijskapmodellen, gebruik van AI om simulaties van complexe firnprocessen te maken en nieuwe projecties van de Groenlandse ijskap tot het jaar 2300.

Dit stelt het team in staat het meest uitgebreide hydrologische model van de Groenlandse ijskap te ontwikkelen en de gevolgen voor de hele ijskap te begrijpen. “Het simuleren van de volledige ijskap-hydrologie met al haar componenten is wat mij echt drijft. Het wordt een uitdaging, maar het is dé uitdaging die we moeten aangaan,” zegt professor Angelika Humbert van het Alfred Wegener Instituut in Duitsland. Zij legt uit dat het project minstens twintig onderzoekers tot 2031 zal bezighouden, grotendeels gefinancierd door de ERC. Het project start formeel in het voorjaar van 2026.

Naderende kantelpunten

Voor de meeste mensen lijkt het smelten van de Groenlandse ijskap misschien een ver-van-mijn-bedshow, maar de teamleden benadrukken dat de gevolgen voor de zeespiegelstijging direct onze leefomgeving raken. “Er zal een kantelpunt komen in de reactie van de Groenlandse ijskap op toenemend smeltwater,” zegt Colgan. “Op een gegeven moment raakt de poreuze firnlaag verzadigd met herbevroren smeltwater; iets wat we al zien bij kleinere gletsjers. Dit betekent dat extra smeltwater niet langer wordt vastgehouden, maar direct naar de oceaan afvloeit. Hopelijk kunnen we binnen zes jaar beter bepalen waar en wanneer dat kantelpunt optreedt.”