De sterkste ijsafsmeltfases uit het verleden van Antarctica als graadmeter voor de komende zeespiegelstijging
Interacties tussen ijs en oceaan: het geschiedenisboek van het klimaat in West-Antarctica
Van alle poolgebieden is de West-Antarctische ijskap het meest gevoelig voor een opwarmende oceaan als gevolg van klimaatverandering. Nu al zorgt dat voor een langdurige ijskapafsmelt, en de vraag is hoe snel dat smeltproces zich gaat voltrekken. Misschien is deze enorme ijsmassa zelfs al voorbij het kantelpunt waarbij het afsmelten onomkeerbaar snel gaat verlopen. Dat zou in de nabije toekomst de zeespiegelstijging wel eens sterk kunnen doen versnellen, maar de processen die dit veroorzaken zijn nog niet goed in kaart. Daarom hebben Utrechtse paleoklimatologen van de faculteit Geowetenschappen de handen ineengeslagen met geologen van de British Antarctic Survey (BAS), het Britse nationale instituut voor Zuidpoolonderzoek. Samen maken ze geologische reconstructies van de allersnelste periodes van snelle klimaatopwarming en ijskapafsmelt. Daarmee hopen ze de onderliggende processen van klimaatgestuurde ijskapafsmelt beter te begrijpen. Want, veroorzaakte de ijskapafsmelt nou veranderingen in de oceaan of andersom? En hoeveel zeespiegelstijging komt er nu echt op ons af?
Aan de hand van boorkernen uit de oceaanbodem nabij West-Antarctica onderzoeken de wetenschappers de ijs- en oceaanveranderingen tijdens twee warme periodes in het Pleistoceen en Plioceen, respectievelijk 130.000 en 3.000.000 jaar geleden. “Als we beter begrijpen hoe het klimaat en de oceaan dichtbij de ijskap destijds veranderden, kunnen we beter inschatten hoe de ijskap in het zuidpoolgebied en daarmee de wereldwijde zeespiegel in de toekomst gaat reageren op de huidige klimaatverandering,” aldus dr. Peter Bijl, leider van het Nederlands-Britse project. Het onderzoek is mogelijk geworden dankzij een samenwerkingsovereenkomst tussen de Nederlandse wetenschapsfinancier NWO en BAS.
Oceaanbodem als archief
Met de samenwerking tussen de Utrechtse en de Britse onderzoekers komen cruciale expertises bijeen. Het onderzoek naar tijdsperiodes in het verleden is sterk afhankelijk van de beschikbaarheid van boorkernmateriaal: diep verscholen onder de golven ligt het archief van wat er met de oceaan, de ijskap en het klimaat is gebeurd, in de vorm van lagen oceaanbodem. Hierin zitten resten van fossiel plankton, fossiele moleculen, en de afbraakproducten van het landijs. De British Antarctic Survey is de afgelopen jaren heel succesvol geweest in het nemen van boorkernen voor de kust van de West-Antarctische ijskap. Hiermee is zeer waardevol materiaal verzameld.
Unieke expertise
De Utrechtse onderzoekers Francesca Sangiorgi en Peter Bijl, initiatiefnemers van dit onderzoeksvoorstel, ontwikkelden de afgelopen jaren technieken waarmee ze aan de hand van fossiel plankton in detail de oceaancondities in de zuidelijke oceaan kunnen reconstrueren voor het geologische verleden. “Daarbij kijken we onder andere naar de soortensamenstelling, want de aanwezigheid van bepaalde soorten plankton wijst op een bepaalde zeewatertemperatuur, of specifieke zee-ijscondities “ verduidelijkt dr. Sangiorgi. Dit is een unieke expertise die al meerdere doorbraken opleverde in het zuidpool- en het noordpoolgebied. “Al die gegevens vertellen iets over de reeks terugkoppelingen tussen oceaan, ijskap en klimaat over tijdschalen van eeuwen tot millennia,” legt Sangiorgi uit. “En dat we daarbij kunnen samenwerken met zo’n topinstituut als de BAS biedt ons geweldige kansen om betere klimaatreconstructies te kunnen maken voor de meest prangende vraagstukken naar het klimaat en de zeespiegel van de toekomst.”
Zand en klei
De British Antarctic Survey heeft een lange geschiedenis van onderzoek in dat gebied, en heeft gedurende talrijke oceaanexpedities veel sedimentboorkernen omhooggehaald, juist in die regio van West-Antarctica die zo gevoelig is voor klimaatverandering. En daar waar Bijl en Sangiorgi het verleden van de oceaan kunnen reconstrueren, daar zijn de Britse onderzoekers juist experts in het herleiden van de ijscondities. Bijl: “Dat doen ze aan de hand van sedimentologische metingen. Het zand en de klei in de boorkernen zijn namelijk directe afbraakproducten van de ijskap.”
Duurzaam onderzoek
Op deze boorkernen gaat het team de komende jaren hun expertise bundelen. En daar kijken de onderzoekers erg naar uit. “De samenwerking heeft echt cruciale toegevoegde waarde: ieder afzonderlijk zijn de reconstructies niet compleet en niet precies genoeg." Het project sluit ook nog eens prima aan bij het nieuwe Nederlandse klimaatonderzoek naar terugkoppelingsmechanismen, waarin vijf Nederlandse onderzoeksinstellingen participeren en dat onlangs ook door NWO is gefinancierd. "En, ook niet onbelangrijk,” zo besluit Bijl, “we gaan bestaande boorkernen onderzoeken en hoeven daarvoor dus niet speciaal naar Antarctica. Daarmee heeft ons onderzoek ook nog eens een kleine voetafdruk.”