Kunnen wetenschappers klimaatgegevens redden van snel smeltende gletsjers?

Op een speedboot in de Noordelijke IJszee snelt een team van wetenschappers naar een gletsjer die bekendstaat als Blomstrandbreen, een achttien kilometer lange rivier van blauw en grijs ijs. De gletsjer bevindt zich op Spitsbergen, een eiland op 79 graden noorderbreedte in de Noordelijke IJszee. Het eindpunt van de gletsjer grenst aan zee – en om dichterbij te komen, moet de boot zich een weg banen tussen brokken ijs ter grootte van auto's, die onlangs van de gletsjer zijn afgebroken.

Wanneer de boot vaart mindert, vervangt het geluid van de brokken snel smeltend gletsjerijs het gezoem van de motor. De klanken die voortkomen uit het ijs kan je vergelijken met een koor van druppelende kranen. Op de achtergrond weerklinkt een vreemd krakend en knallend geluid, als van popcorn in een magnetron. 

Wetenschapper Dorothea Moser: “De lucht in het ijs is waarschijnlijk bijna 200 jaar oud, opgeslagen in de Victoriaanse tijd”

“Dat geluid zijn de luchtbellen in het ijs die ontsnappen terwijl het smelt”, zegt Dorothea Moser, wetenschapper bij de British Antarctic Survey. “De lucht is waarschijnlijk bijna 200 jaar oud, opgeslagen in de Victoriaanse tijd.” De luchtbellen die in het gletsjerijs gevangen zitten, vertellen een verhaal over de geschiedenis van de aarde. De samenstelling van de gassen in elke bel kan wetenschappers informatie geven over het CO2-gehalte in de atmosfeer op het moment dat het ijs werd gevormd. 

Onderzoekers bestuderen de unieke historische gegevens in gletsjers door ijskernen aan te boren en te verwijderen. Deze informatie dreigt verloren te gaan doordat het gletsjerijs snel smelt als gevolg van klimaatverandering. Moser maakt deel uit van een team van onderzoekers dat haastig onderzoekt in hoeverre klimaatverandering van invloed is op de gegevens die in gletsjerijs zijn opgeslagen – en of er een manier is om deze informatie te redden als het smelten eenmaal zijn tol heeft geëist.

Tot in de kern

Gletsjers ontstaan wanneer sneeuw zich gedurende vele jaren ophoopt, waarbij de bovenste lagen op de onderste lagen drukken en ze samenpersen tot ijs. Dit ijs bevat luchtbellen, chemicaliën, stof en andere deeltjes die wetenschappers kunnen bestuderen om essentiële informatie te verkrijgen over het klimaat van honderden tot duizenden jaren geleden. Dit zijn zogenaamde “proxy-gegevens” omdat ze een indirecte registratie vormen van het klimaat van de aarde in het verleden. Om deze informatie te bestuderen, halen wetenschappers met boormachines grote cilinders ijs uit ijskappen en gletsjers, zogenaamde "ijskernen". 

Via ijskernen kunnen onderzoekers de relatie tussen mondiale temperaturen en CO2-niveaus in de atmosfeer gedurende duizenden jaren in kaart brengen

Aan de hand van die ijskernen kunnen onderzoekers de nauwe relatie tussen de mondiale temperaturen en de CO2-niveaus in de atmosfeer gedurende duizenden jaren in kaart brengen. De informatie in ijskernen komt echter in gevaar door de klimaatverandering, die wereldwijd tot een dramatische terugtrekking van gletsjers leidt. Door de stijgende luchttemperaturen en de frequentere hittegolven smelt het oppervlak van gletsjers sneller weg.

Ondertussen heeft de stijgende temperatuur van de oceanen een bijzonder grote impact op gletsjers zoals Blombstrandbreen die in zee uitmonden. Warmer water klotst tegen het uiteinde van deze gletsjers, waardoor ze van onderaf smelten en er vaker ijsafkalvingen plaatsvinden, waarbij het ijs afbreekt.

Onderzoek toont aan dat het netto ijsverlies van gletsjers sinds 2000 meer dan verdubbelde. Als de temperatuur meer dan 1,5°C boven het pre-industriële niveau stijgt – de meest ambitieuze doelstelling van het klimaatakkoord van Parijs – zal naar verwachting de helft van de gletsjers in de wereld tegen het einde van de eeuw verdwenen zijn. (De wereld is momenteel op weg naar een opwarming van 2,7°C.)

De gletsjers in Spitsbergen – waarvan er duizenden zijn – zijn bijzonder kwetsbaar. De Arctische Archipel is de snelst opwarmende plek op aarde, met een opwarming die zeven keer sneller gaat dan het wereldwijde gemiddelde. De dramatische achteruitgang van de gletsjers heeft wetenschappers ertoe aangezet om ijskernen met waardevolle klimaatgegevens aan te boren en te bewaren zolang dat nog mogelijk is. Maar er is een probleem. 

De Arctische Archipel is de snelst opwarmende plek op aarde

Onderzoekers ontdekten dat het snel smelten van gletsjers ertoe heeft geleid dat er meer smeltwater diep in het ijs dringt. Daar spoelt het smeltwater verbindingen weg en kan het het klimaatsignaal verstoren. “Als je je een ijskern voorstelt als een boek met belangrijke informatie, dan is het bijna alsof iemand een kop thee over alle pagina's heeft gemorst”, legt Moser uit.

Smelten zin geven 

Voor haar doctoraatsonderzoek werkt Moser samen met een team om te achterhalen of het mogelijk is klimaatgegevens te redden uit door smelting beschadigde ijskernen. “We bevinden ons in een cruciale periode, net voor de gegevens volledig verloren gaan”, zegt ze. “Ik probeer te begrijpen of en hoe we nog zin kunnen geven aan de informatie die we hebben.” Als onderdeel van haar onderzoek reisde Moser naar het Noordpoolgebied om experimenten uit te voeren op de locatie van de gletsjers.

Moser: “Ik heb gletsjers zien terugtrekken. Ik heb landschappen gezien die kaal zijn geworden en hun vroegere schoonheid hebben verloren. Ik denk dat dat mijn kijk op de dingen heeft veranderd"

Tijdens lange dagen veldwerk simuleert Moser de impact van smeltwater op ijskernen door een vloeistof met kleurstof aan de bovenste laag sneeuw boven de gletsjer toe te voegen. De blauwe kleur van de kleurstof toont Moser het pad dat het smeltwater door de sneeuw aflegt. Door de samenstelling van de sneeuw voor en na deze experimenten te vergelijken, kan Moser ook observeren hoe het toegevoegde smeltwater de klimaatinformatie beïnvloedt die in het sneeuwmonster bewaard is gebleven. Deze observaties kunnen wetenschappers op een dag inzetten om beter te begrijpen hoe smeltwater zich door ijs verplaatst en welke invloed dit heeft op de aanwezige deeltjes. Deze inzichten kunnen wetenschappers op hun beurt helpen om de invloed van smeltwater te onderscheiden van de waardevolle klimaatgegevens die nog steeds aanwezig zijn in de aangetaste ijskernen.

“Ik ben vastbesloten om aan te tonen dat we hier nog steeds iets zinnigs uit kunnen halen”, zegt Moser. “Het smelten van ijskernen is een groot probleem en we moeten alarm slaan, we kunnen ze nog niet opgeven.”

Snelle veranderingen

Aan boord van de boot die langs de brokken ijs drijft – met op de achtergrond de druppel voor druppel smeltende gletsjer – is de stemming somber. Het onderzoek van Moser confronteert haar voortdurend met landschappen die snel veranderen als gevolg van de door de mens veroorzaakte klimaatverandering. Ze beschouwt het als haar plicht die impact te documenteren. “Elke wetenschappelijke observatie kan een emotioneel tegenwicht hebben”, vertelt ze. “Ik doe hier onderzoek naar – en ik meet objectief wat ik zie – maar ik voel ook de veranderingen.”

“Ik heb gletsjers zien terugtrekken. Ik heb landschappen gezien die kaal zijn geworden en hun vroegere schoonheid hebben verloren. Ik denk dat dat mijn kijk op de dingen heeft veranderd. Het heeft me aan het denken gezet over de vraag of klimaatverandering een verloren zaak is, of dat er nog hoop is. Ik denk dat sommige mensen dat 'eco-angst' noemen.”

Desondanks blijft ze hoopvol over de toekomst. “Ik denk dat het werk dat ik doe ertoe doet”, zegt ze. “We zijn niet machteloos. Er is een diepe urgentie, maar we hebben invloed – en dat geeft me hoop.”