Beeld: De befaamde Zwitserse Morteratschgletsjer in 2021. Sinds 1860 is de gletsjer met 2.700 meter teruggetrokken. Credit: Lander Van Tricht

Dit artikel verscheen in februari 2022 in Eos Wetenschap.

‘Meestal krijg ik zulke vragen in de zomer’, antwoordt Lander Van Tricht op de vraag naar het effect dat de opwarming op het leven in de bergen heeft. De gletsjeronderzoeker aan de VUB en weervoorspeller bij sneeuwhoogte.nl is een beetje verrast door de timing. ‘De zomer is in de Alpen het seizoen van de grote landschapsveranderingen’, bevestigt geograaf en permafrostexpert Hanne Hendrickx van de UGent.

Het klimaat warmt toch het hele jaar door op? ‘Zeker, maar mensen zien en voelen de effecten van de opwarming in de bergen tot nu toe meer in de zomer’, vertelt Van Tricht. Vroeger boden tal van skigebieden bijvoorbeeld zomerski op gletsjers aan. ‘Zowel natuurlijke sneeuw als kunstsneeuw blijft daar door de kou beter liggen. Verschillende gebieden besloten onlangs om de gletsjerpistes niet meer open te houden in te zomer, omdat de gletsjers krimpen door de opwarming.’

Zomerski is niet meer overal rendabel, er gaat te veel energie en water naar altijd besneeuwde pistes. ‘Veel gletsjers worden door de opwarming trouwens instabiel, en daardoor kunnen skiliften of pistes gaan schuiven.’ Op plaatsen waar gletsjers al verdwenen zijn, maakt ijs plaats voor valleibodem. ‘Dat verandert wandelroutes naar berghutten en klimroutes naar sommige toppen.’

Voor de wandelroutes speelt ook permafrostdooi een rol. Bij permafrost denken de meeste mensen aan het Hoge Noorden, maar in gebergten komt die ook voor. ‘In de Alpen begint permafrost grofweg vanaf 2.500 meter hoogte’, legt Hendrickx uit. Op die grens, waar de permafrost minder koud is, verdwijnt hij stilaan. ‘Dat is nu net de hoogte waarop heel veel wandelpaden liggen.’

Bergwandelaars zullen het al gemerkt hebben: de paden in sommige berggebieden worden tegenwoordig elk jaar aangepast. Soms blijven ze ook een tijdje of zelfs permanent gesloten. Een eerste belangrijk gevolg van permafrostdooi zijn immers vallende rotsen. ‘Voor de veiligheid sluiten de gemeentes routes waar rotsval verwacht wordt. En nadat de rotsen gevallen zijn, is er dikwijls geen doorkomen meer aan.’ Ook modderstromen komen meer voor.

‘De opwarming van rotsgletsjers veroorzaakt dan weer meer puinlawines.’ Rotsgletsjers zijn puinhellingen met permafrost, een massa rotsblokken in een ijsmatrix. ‘Ze kunnen veel ijs bevatten, tot wel 50 procent. En ze kunnen zich gedragen als een gletsjer en langzaam omlaag kruipen.’ Als ijs in zo’n puinhelling opwarmt, wordt het minder viskeus en dus beweeglijker. Daarvoor hoeft het nog niet te ontdooien. ‘Dan begint de rotsgletsjer sneller te schuiven. Soms zie je zo een wandelweg zomer na zomer naar beneden zakken, richting afgrond.’

‘We moeten ons voortdurend aanpassen aan de realiteit waarin we leven’, zo verwoordt geoloog en berggids Philippe Gay het.

Voorzijde van de Persgletsjer. Tot 2015 was die verbonden met de Morteratschgletsjer, maar het front trekt zich jaar na jaar terug. Credit: Lander Van Tricht

Kipfilet en ijsblokjes

‘Voor alle duidelijkheid,’ zegt Hanne Hendrickx, ‘permafrost is niet iets tastbaars. De definitie steunt op een temperatuurgegeven.’ Alles wat twee jaar of langer een temperatuur heeft van maximaal nul graden noemen de specialisten permafrost. ‘De kipfilet die jij al twee jaar vergeten bent in het vriesvakje van je ijskast hoort daar ook bij.’

Permafrost is dus niet noodzakelijk bevroren water, het kan ook rots of bodem zijn waarbij de temperatuur onder het vriespunt ligt. Al komt er in de bergen dikwijls (water)ijs bij kijken. ‘Een massieve rotswand kom je in de natuur niet of nauwelijks tegen. De geologie van de Alpen is heel complex, met veel breuken en barsten.’ Water dat in die spleten sijpelt na een zomerse regenbui kan in de winter bevriezen. ‘Ook sneeuw kan erin terechtkomen en bevriezen.’

Soms zit het ijs zo diep in de rotswand dat het honderden jaren niet met een zomertemperatuur boven nul in aanraking komt. Maar nu geraakt de permafrost volgens de experts ‘uit evenwicht met het huidige klimaat’. ‘De permafrost in de Alpen is opgebouwd over een lange periode met een ander klimaat dan het huidige. Zo hoog in de Alpen is het ondertussen al 2 graden warmer dan in het pre-industriële tijdperk. Na tien, twintig, dertig jaar geraakt die opwarming tot aan permafrost en kan een bergwand onstabiel worden.’

Met vallende stukken steen tot gevolg. Het contact tussen rots en ijs is heel sterk als het koud is, maar zal minder stevig worden als het ijs opwarmt. ‘Het mechanisme is gemakkelijk te begrijpen als je denkt aan ijsblokjes in zo’n plastic bakje met vakjes. Als het bakje net uit de diepvries komt, krijg je de blokjes er slecht uit. Na enkele minuten op het aanrecht vormt zich een smeltlaagje tussen ijs en plastic en vallen de blokjes er vanzelf uit. In een rotswand met permafrost die opwarmt gebeurt eigenlijk hetzelfde.’

In twee opeenvolgende zomers (2019 links en 2020 rechts) stortte een groot deel van deze rotswand naar beneden door opwarming van de permafrost. De digitale terreinmodellen, gemaakt met een terrestrial laser scanner, tonen hoe een gat ontstond in de bergkam. Zo’n 200.000 m3 puinmateriaal (ongeveer 800 huizen) ligt nu onder de rotswand op een wandelpad.

Onevenwichtige gletsjers

Volgens Lander Van Tricht zijn ook de gletsjers wereldwijd in onevenwicht met het klimaat. ‘Een gletsjer ontstaat op plaatsen waar er meer sneeuw valt dan er wegsmelt. De sneeuw stapelt zich op, verandert na tien tot twintig jaar in firn en uiteindelijk in ijs. Zodra er genoeg ijs is, gaat de zwaartekracht op een helling haar ding doen. Dan begint de ijsmassa naar beneden te stromen.’

Lager op de berg komt de ijsmassa in een warmer klimaat, waar de sneeuw smelt. ‘Als een gletsjer in een zone komt waar zich geen sneeuw meer opstapelt, dan verdwijnt er netto ijs. Dat is het ablatiegebied’, vervolgt Van Tricht. ‘De voorzijde is het gletsjerfront.’ Een gletsjer in evenwicht wint bovenaan evenveel massa als hij onderaan verliest, en door de zwaartekracht stroomt er de hele tijd ijs van boven naar beneden. ‘Die gletsjer blijft dus in de loop van de tijd ongeveer op dezelfde plaats, met dezelfde lengte en dikte.’

Door de klimaatopwarming en vooral de veel hogere zomertemperaturen smelt er onderaan bij gletsjers meer ijs weg dan er bovenaan op de berg wordt aangevoerd. ‘Zo ontstaat een onevenwicht. Het leidt ertoe dat gletsjers onderaan massa verliezen. Het gletsjerfront trekt zich terug. Het zal dat blijven doen tot de balans tussen aanvoer en smelt weer nul is.’

Van Tricht begon met gletsjeronderzoek in de Alpen, waar hij een methode hielp ontwikkelen om gletsjers nauwkeurig te monitoren met drones. Traditioneel staan er meetstokken in gletsjers, waarop de smelt of verdikking elk jaar aan het einde van de zomer afgelezen wordt. ‘Dat werkt prima, maar je kan niet de hele gletsjer vol stokken zetten. Bovendien is die stokken gaan aflezen flink wat werk. Zo is het moeilijk om veel gletsjers te monitoren.’

De glacioloog en zijn collega’s slaagden erin om met drones hoogtemodellen te maken met een nauwkeurigheid van 5 tot 10 centimeter. ‘Door de hoogtes uit de modellering voor verschillende jaren van elkaar af te trekken, weten we precies hoeveel de gletsjer op elke plaats dunner of dikker is geworden. Zo kunnen we het hele oppervlak monitoren, niet alleen de plaats waar de stokken staan. Dat geeft een heel gedetailleerd beeld van hoe gletsjerafbraak gebeurt.’

Gletsjeronderzoekers willen niet alleen nauwkeuriger werken, ze willen ook opschalen. ‘Vandaag volgen we wereldwijd vijftig à honderd gletsjers op. Binnenkort zullen we ze alle tweehonderdduizend kunnen monitoren.’ De satelliettechnologie staat ondertussen immers ook niet stil. ‘Traditioneel hadden satellietbeelden een resolutie van 25 meter of meer, maar over enkele jaren zitten we daar ook in het centimeterbereik. Dat zal pas echt wereldwijd onderzoek mogelijk maken.’

Alpen en Pyreneeën

Die monitoring is belangrijk, want gletsjers wereldwijd trekken zich jaar na jaar terug. ‘Een gletsjer reageert met grote vertraging op klimaatverandering. Zelfs als de temperatuur en neerslag nu constant zouden blijven, dan nog zouden gletsjers nog tientallen jaren kleiner worden’, zegt Van Tricht. Dat komt omdat ijs van bovenaan er zo lang over doet om beneden aan te komen. Hoe groter de gletsjer, hoe langer het duurt. ‘Reken op dertig jaar bij kleine exemplaren. Het ijs op de Aletschgletsjer, de grootste van Europa, doet er meer dan honderd jaar over.’

In West-Europa waren de gletsjers rond 1850 op hun maximum, sindsdien trekken ze terug. ‘In de 19de en het begin van de 20ste eeuw ging dat traag, maar vanaf de jaren 1970 is de afsmelting versneld. Zeker de laatste tien à vijftien jaar gaat het steeds sneller.’ De evenwichtslijn tussen aanvullen en smelten ligt momenteel tussen 2.800 en 3.200 meter hoogte. ‘Hoe groter de gletsjer, hoe lager het gletsjerfront nog reikt. Dan kan de grote hoeveelheid ijs die zich bovenaan opstapelt de smelt onderaan makkelijker compenseren.’

Onderzoekers gebruiken drones om veranderingen in het landschap door permafrostdooi te registreren. Credit: Hanne Hendrickx

Van meer dan 95 procent van de gletsjers ter wereld neemt de massa af. En er zijn er ook al heel wat verdwenen. ‘Eerst wordt een gletsjer zo dun dat hij niet meer stroomt. Dan is hij al gereduceerd tot een ijs- of sneeuwveld. Uiteindelijk verdwijnt het ijs helemaal.’ Hoe ziet de toekomst van de Alpengletsjers eruit? ‘Om dat te weten kunnen we naar de Pyreneeën kijken. Daar heb je nu nog een tiental gletsjers, terwijl er rond 1850 enkele honderden waren. Tegen 2035 zal al het ijs in de Pyreneeën weg zijn.’

Vanwege de hogere temperaturen en het wat drogere klimaat lopen de Pyreneeën zo’n 75 jaar voor op de Alpen. ‘We kunnen daar ook zien hoe een gletsjerlandschap eruitziet als alle ijs gesmolten is. Gletsjers schuren een bedding uit. Als de gletsjer terugtrekt, ontstaan er op die plekken meren. Bijna alle kleine meertjes in de Pyreneeën zijn van oorsprong gletsjermeren.’

Interessant om te weten: ook het meer van Genève en het Gardameer zijn uitgeschuurd door ijs, maar dan door gigantische gletsjers tijdens de ijstijden.

Zullen er in 2100 nog gletsjers zijn in de Alpen? ‘Tegenwoordig verdwijnt daar jaarlijks 1 à 2 procent van het ijs. Als we zoveel CO2 blijven uitstoten als we nu doen, blijft er nog maximaal 5 procent van de huidige ijsmassa over in de Alpen. Boven de 3.800 à 4.000 meter zullen er nog enkele ijsvlakten overblijven. Als we optimaal bijsturen en de klimaatopwarming zoveel mogelijk beperken, kunnen we nog 30 procent van het ijs overhouden tegen 2100.’

Wankele eeuwen

Hoe zit het in 2100 met de permafrost in de Alpen? Dat is volgens Hanne Hendrickx wat moeilijker in te schatten – permafrostonderzoek in de bergen is een jong wetenschapsveld. Of er bevroren condities zijn in de ondergrond is meetbaar via elektrische weerstand. ‘Je hamert ijzeren staven in de rotswand, daarop sluit je een zware machine aan, die elektriciteit door de ondergrond stuurt. IJs heeft een hogere soortelijke weerstand dan water, en zo kan je het detecteren.’

‘Dat is heel uitdagend veldwerk, ik heb dat zelf gedaan als terreinhulp voor andere wetenschappers.’ Al het materiaal moet immers de berg op, en zelfs een enkele meting neemt heel veel tijd in beslag. ‘In de bergen gaan die metingen dus niet verder terug in de tijd dan twintig of dertig jaar, en slechts op enkele punten. Die zijn dus niet echt bruikbaar als vergelijking.’

Omdat permafrost zich niet aan de oppervlakte afspeelt, kan je hem niet zien op oude luchtfoto’s. ‘Als geomorfologen bestuderen wij de permafrost dus indirect. Als er ijs verdwijnt, verandert het landschap. Als de bodem met enkele centimeters per jaar verzakt, zie je dat na twintig jaar wél op luchtfoto’s. Zo kunnen we toch inschatten waar er permafrost verdwenen is.’

De onderzoekers monitoren ook rotswanden en -gletsjers met webcams. ‘Zo kunnen we kleine veranderingen waarnemen die wijzen op instabiliteit, en kunnen we extra letten op het landschap na hevige regen of de eerste sneeuw.’ Op die camerabeelden kan je natuurlijk niets kwantificeren. ‘Daarvoor gebruiken we terrestrial laser scanner- en dronebeelden. Die leveren beide een digitaal terreinmodel met een heel hoge resolutie op. Als er ook maar een blokje verrolt, zie je dat in je data.’

Vanwege het gebrek aan metingen is de toekomst van de permafrost moeilijk te modelleren. Heel af en toe zijn er metingen gedaan om te bepalen hoe de luchttemperatuur de temperatuur binnenin de rots beïnvloedt. ‘Met boorgaten tientallen meters diep in de rots!’, zegt Hendrickx. ‘Een week warm weer dringt bijvoorbeeld maar een meter diep in de rotswand door.’

Op basis van zulke temperatuurmetingen waagden Zwitserse onderzoekers zich aan een modellering van de permafrost in de Matterhorn. ‘Met een lineaire opwarming van 3°C per honderd jaar zien ze na tweehonderd jaar een temperatuurseffect tot 250 meter diep. Rots dieper dan 250 meter blijft onveranderd. Op de Matterhorn zou er dan nog wat permafrost overblijven op grote hoogte aan de noordkant. Maar dat betekent ook dat er in de Alpen over tweehonderd jaar nog steeds geen evenwicht zal zijn tussen landschap en klimaat.’

Watertorens

Of het nu in de vorm van permafrost of van gletsjers is: over het belang van koude in de bergen zijn beide geografen het eens. De bergen zijn de waterbuffers van de wereld. ‘In drogere bergstreken in Azië of Zuid-Amerika leidt verdwijnend ijs nu al tot problemen voor landbouw- en drinkwatervoorraden’, vertelt Hendrickx. Maar ook hier hangen we sterk af van water uit de Alpen. ‘Ze worden weleens de watertorens van Europa genoemd’, aldus Van Tricht.

‘De Rijn, Po en Donau ontspringen allemaal in de Alpen. Als de gletsjers verdwijnen kan ook het debiet van die rivieren fors zakken. Dat veroorzaakt stroomafwaarts droogte.’ In de Alpen zelf is het rivierdebiet van belang voor de waterkrachtcentrales, voor een voldoende hoge waterstand van de stuwmeren.

‘Bij de gletsjers die wij monitoren is er vooral invloed op het toerisme. Het bergklimaat is heel lang vrij stabiel geweest, maar verandert nu heel snel.’ Gletsjers zien er elk jaar anders uit, en dat zorgt soms voor verrassingen. Bovendien bedreigt hun instabiliteit ook mensen in het dal. ‘In de zomers van 2019 en 2020 haalde een gletsjer op de Mont Blanc meermaals het nieuws omdat hij op afbrokkelen stond, en een ijslawine een camping bedreigde.’

In de winter is het effect anders. ‘Door de opwarming worden gletsjers dunner en stromen ze trager. Dan worden ze net minder gevaarlijk, omdat ze minder spleten hebben. Dus in de winter zijn sommige gletsjers juist toegankelijker geworden.’

De gletsjers liggen voorlopig ook nog boven de sneeuwgrens, al is die dan gestegen. ‘Je mag ervan uitgaan dat de sneeuwgrens in Zwitserland gemiddeld al 300 meter gestegen is’, zegt Van Tricht. ‘Hoe korter er sneeuw ligt, hoe minder lang het zonlicht weerkaatst wordt en hoe meer impact de zon heeft op het gletsjerijs. Maar voorlopig is de impact van de stijgende temperaturen op gletsjers in de winter eerder klein.’

En hoe zit het met de winterse sneeuwvakanties? De glacioloog bestudeert nu ook gletsjers in Kirgizië. Zullen zulke ijzige regio’s de enige plaatsen zijn waar liefhebbers in 2100 nog kunnen skiën? ‘Waar het koud genoeg is, voorspellen klimaatmodellen genoeg sneeuw’, zegt Van Tricht. ‘Immers: hoe hoger de temperatuur, hoe meer vocht de lucht kan bevatten. Dat zorgt voor meer neerslag, bij kou dus sneeuw. De opwarming van de Middellandse Zee veroorzaakte de laatste jaren bijvoorbeeld in Italië heel goede skiwinters, met pakken sneeuw.’

Voor de winterski in de Alpen zal het dus zo’n vaart niet lopen. ‘Maar: als we over sneeuwzekerheid spreken, dan bedoelen we dat je minstens veertig dagen hebt met minstens 30 centimeter natuurlijke sneeuw. De hoogte van die omstandigheden zal ongetwijfeld stijgen. Wellicht gebeurt dat met enkele honderden meters aan de noordkant, en misschien wel 500 tot 1.000 meter aan de zuidkant.’

Skiërs – en skigebieden – zullen dus alsmaar hoger moeten gaan. Tegen 2100 verwachten we dat de temperaturen zelfs in Scandinavië en de Himalaya in die mate stijgen dat het te warm wordt voor sneeuw op lagere hoogtes.’

Onder controle

Volgens Hendrickx zijn de veranderingen van de permafrost vooral belangrijk voor de veiligheid van de mensen in de bergen. ‘Ze zullen nog minstens tweehonderd jaar rekening moeten houden met snel veranderende landschappen. En in de Alpen wonen véél mensen, die bovendien voor een groot deel van toeristen leven. Zwitserland bijvoorbeeld zet enorm sterk in op waarschuwingssystemen die de gevolgen van de klimaatverandering moeten beperken, door tijdige evacuatie bijvoorbeeld.’

‘Anderzijds lijken de mensen daar beter dan wij te beseffen dat het niet in onze macht ligt om een berglandschap naar onze hand te zetten voor onze veiligheid. Traditioneel liggen de dorpen daar ook op de veiligste plaatsen, terwijl mensen hier al snel denken: ‘Overstromingsgebied, maar ja, hoe dikwijls gebeurt dat?’ Waarna ze het landschap toch volbouwen.’

Berggids Philippe Gay bekijkt de gevolgen van de klimaatverandering eerder filosofisch. ‘Ik leef ermee. Pas sinds enkele decennia weten we zo veel over wat er zich in onze bergen afspeelt. Vroeger bestonden al die websites met digitale kaarten en de observeringssystemen niet. Toch leefden hier toen ook mensen.’

In zijn dagelijkse werk mag er dan misschien wel heel veel veranderen, het principe blijft hetzelfde. ‘Als berggids moet je altijd voorbereid zijn op verrassingen. Je moet kunnen inspelen op de situatie en snel beslissingen nemen. Dat was vroeger zo, voor er satellieten en drones waren, en dat is nu weer zo, of nog steeds. Denken dat we op voorhand alles onder controle hebben, is hoogmoed.’