Het ijs op Antarctica smelt steeds sneller

Bijna 7 miljoen kilo per seconde. Zoveel ijs verloor de Antarctische ijskap netto tussen 2012 en 2017. Per jaar werd de ijskap daarmee 219 miljard ton lichter – ruim drie keer zoveel als het jaarlijkse ijsverlies in de twintig jaar daarvoor. Dat schrijft een groot internationaal onderzoeksteam deze week in het tijdschrift Nature, in een themanummer over de veranderingen in het Antarctische ijs en de gevolgen daarvan voor de rest van de wereld.

Op het continent Antarctica ligt genoeg ijs om, als het allemaal zou smelten, de zeespiegel wereldwijd met 58 meter te laten stijgen. Het landijs is gemiddeld twee kilometer dik; op sommige plekken zelfs bijna vijf kilometer. De ijskap is niet statisch. Enerzijds komt er voortdurend ijs bij doordat verse sneeuw zich ophoopt en wordt samengeperst tot ijs. Anderzijds stromen er rivieren van ijs richting zee. „Het ijs stroomt onder invloed van zijn eigen gewicht heel langzaam naar de randen van het continent, als een pudding die uitzakt”, vertelt Michiel van den Broeke, hoogleraar polaire meteorologie aan de Universiteit Utrecht. Hij is een van de hoofdauteurs van de Nature-studie. „Langs twee derde van de Antarctische kustlijn stroomt dat ijs de oceaan op, waar het drijvende ijsplaten vormt van honderden meters dik.”

Als drijvend ijs smelt, dan heeft dat geen invloed op de zeespiegel, benadrukt Van den Broeke. „Maar deze ijsplaten ondervinden weerstand van eilandjes en baaien. Dus ook als ze drijven, hebben ze invloed op de stroming van ijs vanaf het land richting zee”, zegt hij. „Ze fungeren als een rem op die ijsstroom. Als deze ijsplaten dunner worden of verdwijnen, dan valt die rem weg. Dan kan het landijs gemakkelijker naar zee stromen en verliest de ijskap massa. Dat is wat er nu gebeurt – en dat verlies gaat steeds sneller.”

Aan het artikel in Nature werkten 80 onderzoekers mee uit onder meer de VS, Groot-Brittannië, Frankrijk, Duitsland, Noorwegen, Canada en Nederland. Het kernteam, onder wie Van den Broeke, publiceerde ook in 2012 al in Nature. „Toen combineerden we twaalf verschillende bepalingen van het ijsverlies over de periode 1999-2011”, vertelt hij. „Daaruit bleek al dat het ijsverlies enorm is, en potentieel een belangrijke bron van zeespiegelstijging. Dit nieuwe artikel combineert twee keer zoveel bepalingen en neemt ook de laatste paar jaar mee. Nu zien we dat het ijsverlies sterk aan het versnellen is.”

Drie verschillende meetmethodes

De 24 bepalingen zijn gebaseerd op drie verschillende methoden. Ten eerste meten wetenschappers de veranderende hoogte van de ijskap met behulp van satellieten. Daarnaast meten ze de veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde, eveneens vanuit satellieten. „De gigantische massa van de Antarctische ijskap beïnvloedt plaatselijk het zwaartekrachtsveld, en daarmee de snelheid van satellieten in hun baan rond de aarde”, vertelt Bert Wouters, collega van Van den Broeke en mede-auteur van het artikel. „Door die snelheidsveranderingen extreem nauwkeurig te meten, kunnen we van maand tot maand bepalen hoe het zwaartekrachtsveld rond Antarctica verandert en afleiden hoeveel ijs er verdwijnt.”

De derde methode omvat metingen aan sneeuwval, ijs- en smeltwaterstromen, omgerekend naar de hele ijskap met behulp van modellen. „Alle satellietwaarnemingen en modellen controleren we via grondwaarnemingen”, benadrukt Van den Broeke.

De nieuwe studie heeft laten zien dat de drie methoden dezelfde resultaten opleveren. „Dat is op zichzelf een van de belangrijkste uitkomsten”, vindt Dewi le Bars van het KNMI. Hij is gespecialiseerd in het modelleren van zeespiegelstijging en was zelf niet bij de Nature-studie betrokken. „Collega’s gebruiken deze data wereldwijd als input voor hun modellen”, zegt Le Bars. „De kwaliteit van die input bepaalt de geloofwaardigheid en de bruikbaarheid van de modellen. Daarin is nu een grote stap gezet. Dit is echt wetenschap van de bovenste plank.”

De onderkant smelt

De satellietmetingen wezen ook uit wat de belangrijkste oorzaak van het ijsverlies is: de ijsplaten worden snel dunner door afsmelten aan de onderkant. Blijkbaar wordt het zeewater daar warmer, of bereikt het warme water makkelijker de onderkant van de ijsplaten. „Dat was nieuwe informatie”, zegt Van den Broeke. „Er worden wel metingen gedaan aan de oceaantemperatuur rond het continent, maar niet op honderden meters diepte, ver onder die ijsplaten. Daar kun je nauwelijks komen. Ja, hooguit met onbemande onderzeeërs. Maar dat onderzoek staat nog in de kinderschoenen.”

Ook in het verleden heeft de Antarctische ijskap al blootgestaan aan klimaatveranderingen, bijvoorbeeld na de laatste ijstijd. „Dat weten we uit onderzoek aan boorkernen uit de zeebodem”, vertelt Van den Broeke. „Ook daaruit komt een beeld naar voren van een ijskap die zeer gevoelig is voor fluctuaties in het klimaat.” Nu zijn er sterke aanwijzingen, zo benadrukt hij, dat er in West-Antarctica – het gedeelte van Antarctica dat onder Zuid-Amerika ligt – een zogeheten kantelpunt is bereikt: het ijsverlies is onomkeerbaar, ook als de klimaatomstandigheden veranderen.

Zeespiegelstijging

In Oost-Antarctica, waar het meeste Antarctische ijs ligt opgeslagen, is de massabalans ongeveer nul. „Voorlopig”, nuanceert Bert Wouters. „Als we doorgaan met onze huidige CO₂-uitstoot, dan blijft Oost-Antarctica waarschijnlijk ook niet stabiel.” Alleen al een smeltend West-Antarctica kan de zeespiegel binnen een paar eeuwen met 3,5 meter laten stijgen – significant voor laagliggende landen. De Utrechters spraken er al over met de Deltacommissaris. „In Nederland zijn we erg goed in dijken bouwen”, zegt Van den Broeke, „maar de cruciale vraag is hoe lang we de zeespiegelstijging kunnen bijbenen. Dat maakt dit onderzoek zo belangrijk: we willen dat tempo zo goed mogelijk voorspellen. Antarctica lijkt wel ver weg, maar wat daar gebeurt is ook voor ons van groot belang.”