Antarctica smelt: de kust is niet veilig

De hoeveelheid ijs die de Antarctische Thwaites-gletsjer verliest is de voorbije drie decennia verdubbeld’, meldde NASA in februari. ‘Wetenschappers denken dat nog meer dramatische veranderingen in de toekomst mogelijk zijn.’ Verschillende satellieten houden de gletsjer in West-Antarctica nauwlettend in de gaten. Hij strekt zich uit over ruim 175.000 vierkante kilometer, of bijna zes keer België. Op de plaats waar hij in zee uitmondt is hij zo’n 120 kilometer breed. Dat is alsof je van Brussel naar Oostende zou rijden en enkel een muur van ijs zou zien.

De vaststelling door de NASA-wetenschappers is het zoveelste onrustwekkende bericht over de zuidpool. ‘Opwarming stuwt Antarctica richting onomkeerbaar ijsverlies’, kopte het vakblad Nature eind vorig jaar. Duitse wetenschappers draaiden de aardse thermostaat virtueel omhoog en leidden uit hun modellen af dat al bij een opwarming van rond de 2 graden onomkeerbare processen in gang worden gezet die de West-Antarctische ijskap op lange termijn deels doen verdwijnen. ‘Als we het klimaatakkoord van Parijs niet naleven, zal de bijdrage van Antarctica aan de zeespiegelstijging dramatisch toenemen. Dat zal alle andere invloeden overtreffen’, besluiten ze.

Als ze volledig verdwijnt, zou de West-Antarctische ijskap de zeespiegel met ruim 3 meter doen stijgen. Volgens recente analyses zelfs met 5 meter. De Thwaites-gletsjer en de naburige Pine Island-gletsjer zijn momenteel de grootste zorgenkindjes. Samen zijn ze al goed voor een potentiële zeespiegelstijging van 1,2 meter. Dat maakt van de West-Antarctische ijskap de grootste bron van onzekerheid bij projecties over de toekomstige zeespiegel.

Wetenschappers vrezen dat als bepaalde kantelpunten worden overschreden het afsmelten van de West-Antarctische ijskap niet meer te stoppen is. Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ligt de drempel waarbij onomkeerbaar verlies van de West-Ant-arctische ijskap in gang wordt gezet ‘waarschijnlijk’ tussen een opwarming met 1,5 en 2 graden. Het kan millennia duren voor het ijs volledig is verdwenen, maar het kan ook sneller. ‘Hoe snel en hoeveel Antarctica zal bijdragen tot de zeespiegelstijging blijft onzeker’, schrijft glacioloog Frank Pattyn (ULB) in het tijdschrift Science. ‘Maar bij een opwarming rond de 2 graden is een stijging met meerdere meters op enkele eeuwen mogelijk.’

Het Antarctische ijs blijkt veel minder stabiel dan lange tijd werd gedacht. ‘Klimaatwetenschappers gingen er lang van uit dat bij een opwarmend klimaat de ijskap zou aangroeien’, zegt Pattyn. Het is op Antarctica namelijk zo extreem koud – gemiddeld –10 graden aan de kust en –60 graden in het binnenland – dat het zelfs bij een temperatuurstijging van pakweg 5 graden nog steeds gewoon ijzig koud is. Een iets warmere atmosfeer kan echter meer vocht bevatten, en dat betekent meer sneeuwval en dus potentiële groei van de ijskap.

‘Maar in de jaren 2000 maakten observaties duidelijk dat er wel degelijk ijs verdwijnt’, zegt Pattyn. En dan vooral in de Amundsenzee, waarin de Thwaites- en Pine Island-gletsjer uitmonden. Niet omdat het daar zo warm wordt, maar doordat warmer oceaanwater het ijs langs onderen aanvreet.

De West-Antarctische ijskap rust op de zeebodem en staat dus in direct contact met het zeewater. Door het gewicht van het ijs helt de rotsbodem landinwaarts af. De reden waarom dat zoveel zorgen baart is een proces dat mariene ijskapinstabiliteit heet. Op een bepaald punt, de zogenoemde scharnierlijn, gaat de op de zeebodem rustende ijskap over in een drijvende ijsplaat. Warm oceaanwater verdunt die plaat en vreet aan de basis van de ijskap, waardoor die loskomt van de bodem en de scharnierlijn naar achteren verschuift. Daardoor begint meer ijs richting zee te schuiven.

Op een landinwaarts hellende bodem komt zo een zichzelf versterkend proces op gang waarbij steeds meer ijs wegvloeit en de ijskap zich steeds verder terugtrekt. ‘Door die instabiliteit kan de West-Antarctische ijskap volledig verdwijnen’, zegt Pattyn. ‘En dat kan vrij snel gaan.’

Gelukkig bevinden zich in de Amundsenbaai ook drijvende ijsplaten. ‘Die werken als een kurk op een fles en houden het zeewaarts bewegende ijs tegen. De vraag is hoe lang ze dat nog zullen doen.’ In 2002 viel in het noordwesten van Antarctica de Larsen B-plaat uit elkaar, goed voor ruim 3.000 vierkante kilometer ijs van meer 200 meter dik. ‘Gelukkig stelden de gletsjers die in die ijsplaat vloeiden niet zoveel voor’, zegt Pattyn. ‘Maar dat is in West-Antarctica anders.’

Vorig jaar toonden wetenschappers op basis van satellietbeelden aan dat enkele platen die de Thwaites- en Pine Island-gletsjer in bedwang houden in slechte staat zijn. Ze ontdekten zones met grote spleten en scheuren. ‘Die zwakke plekken werken verdere schade in de hand’, zegt glacioloog Stef Lhermitte (TU Delft), die het onderzoek leidde. ‘Ze vergroten het risico dat de ijsplaten afbrokkelen of uit elkaar vallen.’

In 2016 zorgden Amerikaanse wetenschappers Rob DeConto en David Pollard voor ophef. In Nature hadden ze een analyse gepubliceerd van de bijdrage die Antarctica aan de zeespiegelstijging kan leveren. ‘Antarctica kan de zeespiegel tegen 2100 potentieel met meer dan een meter laten stijgen, en met meer dan 15 meter tegen 2500’, besloten ze. ‘Het is wellicht de enige studie over klimaatverandering die alle kustburgemeesters gelezen hebben’, lacht Lhermitte.

De Amerikanen hielden rekening met een tot dan toe onderbelicht proces waarbij ijskliffen bezwijken onder hun eigen gewicht. Sommige wetenschappers vermoeden dat kliffen instabiel worden en afbreken wanneer ze meer dan 90 meter over de zee uittorenen. Zo verliezen de gletsjers niet alleen ijs doordat ze langzaam richting zee schuiven en smelten, maar ook doordat er steeds grotere ijsbergen afbreken. Elke breuk leidt immers tot een nog hogere, instabielere ijsklif, die op zijn beurt afbreekt, enzovoort. Opnieuw een zichzelf versterkend proces. Ook in dit geval is het een vereiste dat eerst de als steunbeer functionerende platen verdwijnen.

Met een model dat rekening houdt met ijsklifinstabiliteit slaagden DeConto en Pollard erin de zeespiegelstijging te reconstrueren tijdens het laatste interglaciaal – toen de zeespiegel 6 à 9 meter hoger lag – en tijdens het plioceen. In die periode, zo’n 3 miljoen jaar geleden, was de CO₂-concentratie in de atmosfeer vergelijkbaar met de huidige en lag de zeespiegel 10 tot 30 meter hoger.

Anders dan ijskapinstabiliteit is ijsklifinstabiliteit minder goed bestudeerd en begrepen. De precieze rol die het proces kan spelen, is controversieel. ‘Het was vijf jaar geleden misschien te vroeg om daar zo mee uit te pakken’, zegt Pattyn. ‘Maar die studie heeft iedereen wel wakker geschud en heel wat onderzoek in gang gezet. Over de rol van instabiele kliffen is het laatste woord nog niet gezegd.’

‘De Antarctische ijskap werd lange tijd gezien als een slapende reus’, zegt Lhermitte. ‘Inmiddels is duidelijk dat dat allesbehalve het geval is. We weten alleen niet of de reus met een teen uit bed komt, of met zijn hele lijf.’ Hoe de ijskap interageert met de atmosfeer en de oceaan, hoe zeestromingen zullen veranderen, hoe het ijs zich voortbeweegt: daarover bestaat nog heel wat onzekerheid. Dat geldt bijgevolg ook voor de zeespiegelstijging waaraan we ons mogen verwachten. Hoe je die processen in de modellen stopt, bepaalt hoe dramatisch de uitkomst wordt. Steeds betere en langdurigere waarnemingen laten wel toe de modellen te verfijnen.

In zijn speciale rapport over ijs en oceanen besluit het IPCC dat tegen 2100 een zeespiegelstijging met 30 à 60 centimeter ‘waarschijnlijk’ is. Dat is in het beste geval, namelijk bij een snelle daling van de broeikasgasuitstoot. Blijft die uitstoot daarentegen toenemen, dan is 60 à 110 centimeter waarschijnlijk. Bij een minder waarschijnlijke sterkere stijging speelt de West-Antarctische ijskap een sleutelrol.

In Nature Climate Change toonden Britse onderzoekers vorig jaar aan dat de bijdrage aan de zeespiegelstijging van zowel de Groenlandse als de Antarctische ijskap vooralsnog eerder tegen de bovengrenzen van de IPCC-projecties aanschurkt. ‘Dat komt vooral door de instabiliteit in Ant-arctica en doordat de projecties de smelt tijdens de zomer in Groenland hebben onderschat’, licht auteur Thomas Slater (Leeds University) toe. Sinds de jaren 1990 hebben beide ijskappen de zeespiegel met iets minder dan 18 millimeter verhoogd.

‘Als deze trend zich doorzet, zou dat betekenen dat we ons tegen het eind van deze eeuw mogen verwachten aan 40 centimeter zeespiegelstijging als gevolg van de smeltende poolkappen alleen al’, zegt Slater. ‘In verschillende steden langs de kusten van Noord-Amerika en Europa zou de frequentie van overstromingen door stormvloed verdubbelen.’

‘Het is niet te laat om extreme scenario’s te vermijden’, benadrukt Slater. ‘IJs is een van de onderdelen van het klimaatsysteem die het snelst op uitstootreducties zullen reageren. Om de zeespiegelstijging te beperken is het cruciaal dat we dat zo snel mogelijk doen.’

Later dit jaar verschijnt een nieuw IPCC-rapport, op basis van de recentste wetenschappelijke inzichten. ‘Wat we de voorbije jaren hebben bijgeleerd over Antarctica heeft vooral een impact op wat er na 2100 gebeurt’, zegt Pattyn. ‘De meeste atmosferische modellen wijzen uit dat wijdverspreide oppervlaktesmelt zich niet voordoet voor 2100, waardoor de meeste grote ijsplaten intact blijven.’

Op dit moment zijn het vooral het warmere, uitzettende oceaanwater, de Groenlandse ijskap en smeltende gletsjers elders die de zeespiegelstijging aanvuren. Maar Antarctica zal een steeds grotere rol spelen.

Het IPCC focust doorgaans op 2100. Maar de klimaatverandering stopt niet op het einde van de eeuw. Beleidsmakers kijken misschien niet ver in de toekomst, experts die kustverdediging plannen doen dat wel. ‘Je bouwt een dijk of stormvloedkering normaal voor honderd à honderdvijftig jaar’, zegt adaptatie-expert Marjolijn Haasnoot (Deltares en Universiteit Utrecht).

De waaier aan projecties én de snelheid waarmee veranderingen zich in sommige scenario’s kunnen voordoen, maken het planwerk knap lastig. ‘Ofwel bereid je je voor op het ergste, maar dan loop je het risico dat je nodeloos heel grote investeringen doet’, zegt Haasnoot. ‘Ofwel hou je de vinger aan de pols en pas je je stapsgewijs aan. Maar dan heb je mogelijk te weinig tijd – dergelijke projecten nemen makkelijk dertig jaar in beslag. En tegen de tijd dat je klaar bent, zijn misschien alweer nieuwe aanpassingen nodig.’

Het huidige Belgische masterplan kustveiligheid gaat uit van een zeespiegelstijging met 80 centimeter tegen het einde van de eeuw. Het project Kustvisie onderzoekt mogelijke oplossingen bij een stijging tot 3 meter tegen 2100. Die zullen in april worden voorgesteld en nadien verder onderzocht en tegen elkaar afgewogen. Een van de cruciale vragen is waar de toekomstige kustlijn komt te liggen. Je kunt proberen die te behouden of land prijsgeven. Of je kunt zeewaarts opschuiven door nieuw, en hogergelegen land te creëren.

Ook het Nederlandse onderzoeksinstituut Deltares blikt al vooruit op een stijging met 3 meter tegen het eind van de eeuw en 8 meter in 2200. Die toekomstverkenning legt al enkele pijnpunten bloot. Bij een hogere zeespiegelstijging is steeds meer zand nodig om de kust te verstevigen en moeten stormvloedkeringen frequenter of zelfs permanent sluiten. Dat laatste hindert niet alleen de scheepvaart maar ook de stroming van rivieren zoals de Maas en de Rijn. Die kunnen dan niet meer natuurlijk in zee stromen. Enorme volumes water moeten dan worden verpompt.

‘We kunnen de dijken wel ophogen, maar het water komt ook langs de achterdeur binnen’, zegt Haasnoot. ‘Ons onderzoek maakt duidelijk dat we hier nu al grondig over moeten nadenken. En het onderstreept nogmaals hoe belangrijk het is om de opwarming onder de 2 graden te houden, willen we onze kusten bewoonbaar houden.’