Model voorspelt hoe een ijskap smelt
Wie wil weten hoe het smelten van de Groenlandse ijskap in zijn werk zou gaan, moet kijken naar het verleden. Want als een model erin slaagt het verleden goed te reconstrueren, kun je ‘m ook gebruiken om de toekomst te voorspellen. NESSC-onderzoeker Tijn Berends werkt aan zo’n model.
‘Uiteindelijk wil ik uitzoeken wat er gebeurde met het zeeniveau en de ijskappen in het Plioceen, 3 miljoen jaar geleden,’ zegt Tijn, promovendus aan het Institute for Marine and Atmospheric Research (IMAU) van de Universiteit Utrecht. ‘Dat is een interessante periode, want hij lijkt wat op de huidige situatie. De CO2-concentratie was met 400 tot 450 ppm iets hoger dan ons hedendaagse niveau, en het was 2 tot 3 graden Celsius warmer. De zeespiegel was 5 tot 20 meter hoger.’ Het is belangrijk om die periode beter in kaart te brengen, zegt Tijn. Er zijn erg weinig gegevens over die tijd.
Koudste moment
Om te kunnen achterhalen wat de situatie in die periode was, gebruikt Tijn een ijsmodel van het IMAU. Het model kan een onderzoeker vertellen hoeveel ijs ergens ligt, hoeveel er blijft liggen, hoe het smelt en verschuift door rekening te houden met bijvoorbeeld temperatuur en neerslag.
Maar voordat de promovendus het model kan gebruiken voor de periode van zijn belangstelling, het Plioceen, past hij het eerst toe op een andere periode: vanaf het hoogtepunt van de laatste ijstijd, 21,000 jaar geleden, tot het heden. Van die periode is meer bekend, dus kan het model er goed mee getest worden om het te verbeteren.
Kilometers dik
Tijdens een paar ‘oefenrondes’ met het model, toen hij net was gestart met zijn onderzoek, kwam Tijn wat interessants tegen: smeltwatermeren. ‘Modellen houden daar geen rekening mee, maar ze zijn wel cruciaal.’
Om dat uit te leggen, pakt de onderzoeker zijn voorbeeld van een grote ijskap op Noord-Amerika erbij. Hij heeft er zelfs een 3D-print van: een enorme ijskap, die twintig duizend jaar geleden heel Canada bedekte met een laag van bijna 4,5 kilometer dik. Dat enorme gewicht maakt een indruk op de aardkorst, zegt Tijn: een kuil van ongeveer 800 meter diep ontstaat. En daar zit het ‘m in. Omdat een ijskap niet statisch is, maar aan de randen wegsmelt, komen er grote hoeveelheden water vrij aan de rand. En vanwege de badkuip kan dat water niet weg.
Plotselinge leegloop
‘De diepe meren die zo aan de rand van de ijskap ontstaan, hebben invloed op het smelten van het ijs,’ legt Tijn uit. ‘De randen van de ijskap gaan op water drijven, en ijs dat op water drijft, smelt over het algemeen sneller. Gevolg: de ijskap die zich door opwarming terugtrekt, smelt nog sneller.’ Stop je dat effect in het model, dan kun je het smelten van de Noord-Amerikaanse ijskap nog nauwkeuriger reconstrueren. Wat blijkt: de kap smelt niet geleidelijk, door smeltwater dat langszij stroomt. Nee – het smeltwater vreet zich vanwege de diepe kuil door het midden van de ijskap richting zee, en deelt de ijskap in twee. ‘In een periode van een maand werd al het smeltwater, een enorm meer, in één klap geleegd in de zee,’ zegt Tijn. ‘De zeespiegel steeg daardoor twee meter.’
Nooit eerder was die plotselinge leegloop met een model aangetoond. Bij andere modellen liep het smeltwater langs ze zijkant van de kap richting zee. Maar gegevens uit het veld onderbouwen juist het model van Tijn: ter hoogte van de monding van de Hudson Bay is op de zeebodem een enorme gleuf uitgesleten.
Toekomstvoorspellingen
Een interessante uitkomst – zouden we zoiets ook voor de toekomst van Groenland kunnen gebruiken? ‘Voor je iets kunt zeggen over de toekomst, moet je eerst je model controleren met iets dat je al weet. In theorie zou dit model kunnen werken voor de Groenlandse ijskap, maar het moet nog geperfectioneerd worden. We willen het bijvoorbeeld koppelen aan een klimaatmodel.’
Tijn zelf vindt zijn onderzoek naar het verleden minstens zo boeiend als de toekomst. ‘Het klimaat is zo’n enorm complex systeem – terwijl het gebaseerd is op een paar simpele natuurwetten. Dat is super interessant.’