Sinds 2015 is het Antarctische zee-ijs gestaag aan het afnemen. Een nieuwe studie onthult dat het onverwachte fenomeen het begin van een nieuwe fase in het klimaatsysteem zou kunnen inluiden die geen enkel model had voorspeld.
De ongekende toename van het zoutgehalte van het water rond Antarctica zet vraagtekens bij wat tot nu toe bekend was over zee-ijs. Een onderzoek dat deze week is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) onthult dat de ijskap rond het witte continent zich sinds 2015 gestaag terugtrekt en dat dit fenomeen mogelijk geen voorbijgaande schommeling is, maar het begin van een nieuwe fase van het zuidelijke klimaatsysteem dat het smelten versnelt.
Volgens het team van wetenschappers wordt het oppervlaktewater rond Antarctica zouter en deze toename van het zoutgehalte veroorzaakt een terugkoppelingslus die voorkomt dat het zee-ijs zich herstelt, zelfs in de winter.
Wetenschappers gebruikten satellietgegevens en onderwaterrobotmetingen om na te gaan hoe het zoutgehalte, de temperatuur en de omvang van het ijs zich de afgelopen 15 jaar hebben ontwikkeld.
Het Antarctische zee-ijs heeft sinds 2015 een oppervlakte verloren die vergelijkbaar is met die van Groenland en vertoont geen tekenen van herstel.
“We verwachtten dat door het smelten meer zoet water in de oceaan zou komen en dat het zoutgehalte aan het oppervlak zou dalen, zoals we altijd hadden waargenomen”, zegt Alessandro Silvano, oceanograaf aan de Universiteit van Southampton en lid van het onderzoeksteam. “Maar we hebben het tegenovergestelde gevonden: het oppervlaktewater wordt zouter, en dat is een game-changer.
Van stabiele lagen naar verticale menging
De Antarctische Oceaan heeft, net als veel andere oceanen, de neiging om koeler, minder zout en dus minder dicht oppervlaktewater te hebben dat bovenop warmer, zouter water drijft dat dieper blijft. Wetenschappers noemen dit stratificatie. Deze structuur en samenstelling voorkomt dat warmte van de bodem opstijgt en helpt het oppervlak koel te houden, een noodzakelijke voorwaarde voor de vorming van zee-ijs.
Maar als de bovenste laag zouter wordt, wordt ze ook dichter. Door die extra dichtheid kan het zinken en de onderste lagen doorboren. Het resultaat is een proces dat verticale circulatie wordt genoemd, waarbij warmer, dieper water naar het oppervlak stijgt.
Wetenschappers waarschuwen dat een nieuwe terugkoppelingslus het verlies van ijs van onderaf versnelt.
Die warmte, die van onderaf in contact komt met het zee-ijs, doet de drijflaag smelten, zelfs tijdens de koudste maanden van het jaar. Tegelijkertijd trekt de opwelling van diep water meer zout omhoog, waardoor het zoutgehalte aan het oppervlak toeneemt.
Zo werkt de cyclus terug: meer zoutgehalte zorgt voor meer menging, die meer warmte genereert, waardoor meer ijs smelt, waardoor meer zonne-absorptie mogelijk is, enzovoort.
Een keerpunt in 2015
Volgens het onderzoek begon dit mechanisme sterk te werken vanaf 2015, toen een abrupte en aanhoudende ineenstorting van de omvang van het Antarctische zee-ijs werd waargenomen. Sindsdien is een oppervlakte ijs verloren gegaan die vergelijkbaar is met die van Groenland. In tegenstelling tot andere schommelingen is deze terugtrekking niet omgekeerd.
“We zouden te maken kunnen hebben met een verandering in de toestand van het systeem,” waarschuwt het team. Tot voor kort gingen klimaatmodellen ervan uit dat de opwarming van de aarde zou leiden tot meer neerslag en smelt aan het oppervlak, waardoor zoet water in de oceaan zou komen en de stratificatie zou worden versterkt. Maar dit nieuwe fenomeen laat het tegenovergestelde zien: meer warmte en meer zout aan het oppervlak, waardoor ijs sneller verloren gaat.
Een verandering die de hele planeet beïnvloedt
Het verdwijnen van het Antarctische zee-ijs is niet alleen een polair probleem. Het fungeert als een grote spiegel die een deel van de zonnestraling terugkaatst naar de ruimte. Zonder ijs absorbeert de donkere oceaan meer energie, waardoor de opwarming van de aarde toeneemt. Bovendien komt er, naarmate een groter deel van het oceaanoppervlak wordt blootgesteld aan de lucht, meer warmte vrij in de atmosfeer, wat zich vertaalt in meer energie voor stormen en veranderingen in mondiale weerpatronen.
Er zijn ook ecologische gevolgen. Antarctisch krill, de basis van de Antarctische mariene voedselketen, voedt zich met algen die onder het ijs groeien. Zonder zo’n drijvend platform zouden de krillpopulaties kunnen instorten, wat gevolgen zou hebben voor vissen, pinguïns, zeehonden en walvissen. Vooral keizerspinguïns hebben zee-ijs nodig om te broeden en hun jongen groot te brengen.
Wat op Antarctica gebeurt, blijft niet op Antarctica
De onderzoekers herinneren eraan dat veel van deze processen in het veld werden waargenomen in de winter van 2016, toen een polynya – een soort gat in het ijs – opnieuw werd geopend in het Maud Rise-gebied. Dat ijsvrije venster maakte het mogelijk om direct te meten hoe warmte van de bodem naar boven kwam en het ijs van onderaf deed smelten .
Hoewel de precieze oorzaak van de toename van het zoutgehalte nog onbekend is – het zou verband kunnen houden met veranderingen in de oceaancirculatie, winden of ijsdynamica – benadrukken de wetenschappers dat dit gedrag niet werd voorspeld door de huidige modellen.
“Het Antarctische systeem verandert sneller dan we hadden verwacht,” concludeerde Silvano. “We moeten onze modellen herzien, onze monitoring versterken en ons voorbereiden op abrupte veranderingen die al aan de gang zijn.
