Ongekende smelt van de Groenlandse ijskap

ONDERZOEK - Op onze aardbol zijn twee hele grote ijskappen te vinden, op Antarctica en Groenland. Het plaatje hierboven van de Groenlandse ijskap is afkomstig uit een video over een 3D analyse van NASA. De ijskap van Groenland is in het midden zo’n 3 km dik en bevat totaal ca. 3 miljoen km³ ijs (ca. 2,7 miljoen gigaton), wat genoeg is om het zeeniveau met 7,4 m te laten stijgen. Gelukkig is dat niet iets dat in de komende eeuw zal gebeuren, het smelten van zo’n ijskap is een traag proces. In een wereld die warmer en warmer wordt, zal logischerwijs de hoeveelheid ijs verminderen. Dat zien we ook terug bij de ijskap van Groenland, het massaverlies van Groenland (gemeten met de GRACE-satellieten) bedroeg tussen april 2002 en juni 2017 circa 260-270 gigaton per jaar (een gigaton is 1000 miljard kilogram). Dit heeft uiteraard bijgedragen aan de zeespiegelstijging, wetenschappers schatten de bijdrage van Groenland aan de zeespiegelstijging in de afgelopen jaren op ongeveer 25%.

Er spelen diverse processen een rol bij het groeien en smelten van een ijskap. Heel in het kort: Op de hoogste gebieden van de ijskap valt er meer sneeuw dan er smelt, dit heet het accumulatiegebied. Het gebied waar er meer sneeuw wegsmelt (of sublimeert) dan er valt, heet het ablatiegebied. Het ijs in de ijskap beweegt onder invloed van de zwaartekracht naar de rand van de ijskap. Indien de ijskap eindigt in zee, zullen er uiteindelijk stukken ijs afbreken en ijsbergen vormen en via dit proces verliest de ijskap dus ook massa. De som van alle processen is de massabalans en een ijskap groeit als deze massabalans positief is en krimpt als deze negatief is. Het image hierboven geeft een overzicht van deze processen voor de Groenlandse ijskap.

Onderstaande grafiek geeft een overzicht van de componenten van de massabalans van de ijskap op Groenland over de periode 1958 t/m 2015 (afkomstig uit Van den Broeke et al. 2016). De processen die bijdragen aan de massabalans van alleen het oppervlak is de oppervlakte massabalans, in het Engels aangeduid met SMB, de oranje lijn in de grafiek. Het afkalven van ijsbergen wordt in de grafiek aangeduid met de D van Discharge, de blauwe lijn. Een positieve waarde betekent hier meer afkalving, dus meer massaverlies. De totale massabalans (MB = SMB – D) is de rode lijn, vanaf 1998 tot en met 2015 is de MB niet meer positief geweest. Van den Broeke et al. geven aan dat 60% van het massaverlies vanaf 1991 veroorzaakt is door veranderingen in de SMB. Deze veranderingen zitten hem voornamelijk in een toename van de oppervlaktesmelt en het daaropvolgende wegstromen van het smeltwater.

Gebruikmakend van temperatuurdata, modellen en satellietdata (remote sensing, GRACE) hebben wetenschappers dus inzicht gekregen in het verloop van de massabalans van de Groenlandse ijskap. In het artikel van Van den Broeke et al. is men daarmee teruggaan tot 1958. Het recente smelten van de Groenlandse ijskap is uitzonderlijk over de geobserveerde periode van 1958 t/m 2015, maar hoe zit het dan in al die eeuwen hiervoor? Een vraag waar onlangs antwoord op is gekomen. In een recent Nature artikel, Trusel et al. 2018, geven onderzoekers inzicht in de hoeveelheid smelt op Groenland vanaf maar liefst 1650. Uiteraard zou ik bijna zeggen, zijn bij dit onderzoek ook mensen van de Universiteit van Utrecht betrokken, Brice Noël en de eerdergenoemde professor polaire meteorologie, Michiel van den Broeke. Het jaarlijkse smelten en weer aanvriezen kan afgeleid worden uit laagjes van ijskernen; smelten beïnvloedt namelijk de dichtheid van de laag. De volgende foto is een voorbeeld van een stuk van een ijskern (Trusel et al. 2018, Extended Fig. 1a), de donkere gedeelten komen overeen met perioden met meer smelt (hogere dichtheid).

De weggestroomde hoeveelheid smeltwater (runoff) is bepaald via analyses van vier ijskernen afkomstig van verschillende plekken van Groenland en wordt weergegeven via de blauwe lijn in de grafiek hieronder. De vorm van deze grafiek komt me wel heel erg bekend voor…
De gekleurde lijnen zijn modelberekeningen van het wegstromen van het smeltwater. De start van de opwarming in het Arctische gebied is weergegeven door middel van de donkerrode verticale balk en de grijze balk geeft de start van de toename van het wegstromen van het smeltwater weer. Dit wegstromen is nu 50% groter dan tijdens de pre-industriële periode en ongekend qua grootte in de periode vanaf 1650. In het artikel stelt men zelfs dat het waarschijnlijk is dat de huidige smelt ongekend groot in de laatste 7 millennia. In de Volkskrant vertelde Michiel van den Broeke dat de smelt van de Groenlandse ijskap van de laatste decennia niet toe te schrijven is aan natuurlijke variatie, maar het gevolg is van de door mensen teweeggebrachte klimaatverandering.

De oppervlakte smelt van Groenland hangt sterk samen met de temperatuur in de zomer zoals de grafiek hieronder laat zien. Helaas is de relatie niet lineair maar exponentieel. Dat betekent dat een bepaalde stijging in de temperatuur in de huidige tijd zal leiden tot meer wegstromen van smeltwater dan bij een vergelijkbare temperatuurstijging in het verleden. Het valt derhalve te verwachten dat de bijdrage van het smelten van de Groenlandse ijskap aan de zeespiegelstijging in de toekomst zal toenemen, daar de klimaatopwarming nog wel enige tijd door zal gaan.

Luke Trusel en collega’s hebben een website gemaakt waarop de resultaten van het onderzoek gepresenteerd worden. De video hieronder, afkomstig van deze website, geeft een uitleg over hun onderzoek en bevindingen.