De bodem stijgt nu snel op Antarctica

De bodem van West-Antarctica komt onverwacht snel omhoog. Dat proces kan het smelten van de bovenliggende ijskap in de loop van deze eeuw vertragen, of misschien zelfs stoppen. Dat hebben wetenschappers deze vrijdag in Science berekend.

Het proces dat ze bestudeerden staat bekend als glacio-isostasie. Tijdens ijstijden vormen zich enorme ijskappen, die de onderliggende aardkorst naar beneden drukken, de aardmantel in. Daar wordt het visceuze gesteente opzij gedrukt. Net buiten de ijskap wordt de aardkorst dan omhoog gedrukt – net als wanneer je op een lucht- of waterbed gaat liggen. Als de ijskappen tijdens het interglaciaal smelten en in massa afnemen, veert de aardkorst weer terug, en stroomt het opzij gedrukte visceuze mantelgesteente weer terug.

Hoe snel dat gaat, hangt af van de viscositeit van het gesteente – hoe groter de viscositeit, hoe stroperiger het materiaal, hoe trager de reactie. Deze ‘glacio isostatische aanpassing’ is al gaande sinds de laatste ijstijd zijn hoogtepunt bereikte, zo’n 19.000 jaar geleden. Maar het is nu op sommige plaatsen aan het versnellen. Door de opwarming van de aarde is de ijskap op West-Antarctica versneld aan het smelten. Vorige week meldden onderzoekers in Nature dat de jaarlijkse massa-afname van de ijskap op West-Antarctica is verdrievoudigd in de periode 1992-2017.

Tot 41 millimeter per jaar

Hoe de bodem reageert op de versnelde afname van de ijskap, is nu in kaart gebracht voor de Amundsen Sea Embayment, een baai in West-Antarctica waar twee grote gletsjers (Pine Island Glacier en Thwaites Glacier) op uitkomen. De geologen gebruikten gegevens van zes gps-stations op West-Antarctica, die tussen 2003 en 2013 waren geplaatst. Eén station ging jaarlijks 41 millimeter omhoog, anderen zaten tussen de 6 en 35 mm. Eén station ging iets omlaag.

„Een stijging van 41 millimeter per jaar is een van de grootste tot nog toe gemeten wereldwijd”, licht Marc Rovira-Navarro toe. Hij is promovendus aan de TU Delft en mede-auteur van het nu gepubliceerde artikel.

Uit die hoge waarde leidden de onderzoekers af dat het mantelgesteente lokaal een zeer lage viscositeit moet hebben, en vermoedelijk erg heet is. Misschien, zo suggereren ze, bevindt zich er een mantelpluim, een honderden kilometers lange opwaartse stroming van heet gesteente. Door die lage viscositeit reageert de mantel snel op massa-veranderingen van de ijskap.

Snelst smeltende gletsjer

De bodem onder Pine Island Glacier, momenteel de snelst smeltende gletsjer op Antarctica, kan deze eeuw met misschien wel 8 meter stijgen, zo berekenden de onderzoekers met computermodellen. Die stijging kan de afname van de gletsjer remmen. Dat kan doordat de Pine Island Glacier, net als veel gletsjers op Antarctica, in een dikke ijsplaat uitloopt in zee. Opwarmend oceaanwater vreet het ijs aan de voor- en onderkant weg. Het deel van de ijsplaat dat contact maakt met de bodem, komt los en gaat drijven. De gletsjer glijdt daardoor makkelijker in zee. En omdat de bodem onder de gletsjer landinwaarts afloopt, vormt het water daar een reservoir dat de ijsplaat en de gletsjer van onder kan blijven wegvreten. Dat scenario is te vertragen, of misschien te voorkomen, als de bodem meters omhoog komt. Rovira-Navarro: „Modelleurs van de ontwikkeling van ijskappen moeten berekenen wat de implicaties zijn voor West-Antarctica.”

Verder komen de wetenschappers tot de conclusie dat de huidige smelt op West-Antarctica nog erger is dan vorige week gemeld. Omdat het mantelgesteente minder visceus is dan gedacht, is er door het glacio-isostatisch effect méér (dus meer massa) van teruggestroomd richting West-Antarctica. Die toestroom maskeert deels de massa-afname van de ijskap, zoals die is afgeleid van metingen met satellieten die lokale veranderingen in het zwaartekrachtveld meten. Omgerekend blijkt de massa-afname van de ijskap 10 procent groter dan vorige week gemeld. Rovira-Navarro: „Voor nu is de smelt dus erger, straks wordt-ie wellicht een stuk minder.”