Nieuw onderzoek van Noorse wetenschappers toont aan dat warme zeewatervallen verborgen onder de ijsplaten van Antarctica het ijs van het continent veel sneller doen smelten dan verwacht, een ontdekking die voorspellingsmodellen voor de mondiale zeespiegelstijging zou kunnen herschrijven. Onderzoek wijst uit dat relatief warm water het smeltproces van de bodem van ijsplaten aanzienlijk versnelt, waardoor de mondiale zeespiegel veel sneller stijgt dan eerder door de wetenschappelijke gemeenschap werd geschat.
IJsplaten zijn enorme drijvende ijsstructuren die zich uitstrekken van gletsjers tot in de zee en een belangrijke barrièrerol spelen bij het vertragen van de stroom van grote hoeveelheden landijs naar de oceaan. Een onderzoeksteam uit Noorwegen ontdekte dat lange kanaalstructuren op de bodem van ijsplaten warme zeewateropvangplaatsen kunnen vormen en de smeltintensiteit in specifieke gebieden aanzienlijk kunnen verhogen. Zodra deze ijsplaten dunner en minder stabiel worden, zullen de gletsjers erachter sneller de oceaan in stromen, waardoor de mondiale zeespiegelstijging aanzienlijk zal versnellen, boven de meeste huidige projecties.
Het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering van de Verenigde Naties heeft onstabiele poolijsplaten geïdentificeerd als een grote bedreiging voor het klimaat, maar het proces blijft moeilijk volledig te begrijpen en te modelleren. Het onderzoeksteam concentreerde zich op de Finbrisson-ijsplaat in Oost-Antarctica en voerde een diepgaande analyse uit van het onderwatersmeltmechanisme. De resultaten laten zien dat de vorm van de bodem van de ijsplaat een belangrijke invloed heeft op de circulatie van zeewater eronder. Wanneer er onderaan een kanaalstructuur aanwezig is, zal de waterstroom een klein circulatiesysteem vormen, waardoor warm water aan het oppervlak van de ijslaag blijft in plaats van wegstroomt. Deze continue warmteophoping intensiveert het smeltproces aanzienlijk.
De onderzoekers ontdekten dat de smeltsnelheid binnen deze kanalen lokaal met ongeveer een orde van grootte kan worden verhoogd. “We ontdekten dat de vorm van de basis van de ijsplaat niet slechts een passief kenmerk is, maar actief de hitte van de oceaan vasthoudt op locaties die het meest kritisch zijn voor smelteffecten”, legt hoofdauteur van het onderzoek, Torey Hartmann, van het iC3 Center for Polar Research in Tromsø, Noorwegen, uit. “De Finbrisson-ijsplaat bevindt zich in Oost-Antarctica, een regio die over het algemeen als kouder en minder gevoelig voor inslagen wordt beschouwd dan andere delen van het Antarctische continent.
"We hebben onder de Finbrisson-ijsplaat waargenomen dat zelfs kleine hoeveelheden warm water het smelten in de kanalen aanzienlijk kunnen verhogen. Het resultaat is dat de kanalen kunnen uitzetten en, in het ergste geval, de stabiliteit van de hele ijsplaat kunnen verzwakken", aldus Hartmann. “Het is schokkend dat wanneer er kanalen aan de voet van de ijsplaat aanwezig zijn, zelfs een bescheiden instroom van warm diep water een enorme impact kan hebben”, zegt Qin Zhou, mede-eerste auteur van het onderzoek. "Dit betekent dat wat sommige wetenschappers over het algemeen denken dat een koudere ijsplaat kwetsbaarder kan zijn dan verwacht."
Om dit fenomeen te bestuderen combineerden de onderzoekers gedetailleerde kaarten van de bodem van het Finbrisson-ijsplateau met computermodellen met hoge resolutie van de oceaanholte eronder. Het team vergeleek het gebruik van een gladde onderkant van het ijs met een gesimuleerde versie met echte kanalen onder koudere en iets warmere oceaanomstandigheden, een aanpak waarmee ze konden isoleren hoe de kanalen de watercirculatie, het mengen en het smelten beïnvloedden. Het werk integreert ook eerdere veldwaarnemingen in de regio. Onderzoekers zeggen dat het combineren van langetermijnmetingen met geavanceerde modellering van cruciaal belang is voor het begrijpen van de kleinschalige kenmerken die verborgen zijn onder de Antarctische ijsplaten. Hartmann zelf heeft honderden dagen veldwerk verricht op de Antarctische ijsplaten.
Wetenschappers waarschuwen dat sterker smelten in het kanaal gevaarlijke cycli kan veroorzaken. Naarmate het kanaal zich verdiept en verbreedt, kan er ongelijkmatig dunner worden in delen van de ijsplaat, waardoor de algehele structuur van de ijsplaat verzwakt. Kwetsbare ijsplaten zijn niet in staat de stroom gletsjers erachter effectief te vertragen, waardoor mogelijk meer landijs in de oceaan terechtkomt. “De huidige klimaatmodellen slagen er niet in dit effect vast te leggen”, waarschuwt Hartmann. "Dit betekent dat ze de gevoeligheid van 'koude' ijsplaten langs de Oost-Antarctische kustlijn voor kleine veranderingen of opwarming van het zeewater aan de kust mogelijk onderschatten. Dergelijke veranderingen zijn al waargenomen en zullen naar verwachting in de toekomst intensiveren."
De ontdekking zou grote gevolgen kunnen hebben voor de klimaatwetenschap en kustplanning. IJskap- en klimaatmodellen moeten beter rekening houden met deze kleinschalige smeltprocessen om toekomstige voorspellingen van de zeespiegel te verbeteren, zeggen de onderzoekers. Veranderingen in de smeltwaterstromen kunnen ook de oceaancirculatie en de mariene ecosystemen rond Antarctica beïnvloeden. Het onderzoeksartikel, "Gechannelde topografie versterkt de smeltgevoeligheid van koude Antarctische ijsplaten", is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications. Het onderzoek werd mede geleid door Tore Hartmann van het iC3 Polar Research Center en Qin Zhou van Akvaplan-niva. Beide wetenschappers zijn gevestigd in Tromso, de Arctische hoofdstad van Noorwegen.