Het ijs op de Noordpool is sinds 1979 met 42 procent afgenomen (laat dat even tot je doordringen). Toen begonnen de officiële metingen, maar onderzoekers hebben nu ontdekt dat ze met behulp van stof uit de ruimte nog veel verder terug in de tijd kunnen kijken.
Als het ijs smelt komt er logischerwijs meer water dat wordt blootgesteld aan zonlicht. En waar ijs de zonnestralen weerkaatst, absorbeert het donkere water die juist. Daardoor warmt de aarde nog sneller op en smelt er nog meer ijs. Het is een negatieve feedbackloop, die ervoor zorgt dat de Arctische Oceaan vermoedelijk al binnen enkele decennia in de zomer ijsvrij zal zijn. Maar is dat erg? Met andere woorden: wat betekent het voor het leven op aarde? Daar zijn wetenschappers nog steeds niet helemaal uit. Ze hopen daar meer over te weten te komen door te achterhalen hoeveel ijs er in het verre verleden op de pool lag.
Het volgen van ruimtestof
Dat brengt ons terug naar het ruimtestof: dit stof wervelt door de ruimte nadat sterren ontploffen en kometen botsen. Als het langs de zon beweegt, komt er een zeldzame vorm van helium bij: helium-3. Wetenschappers meten helium-3 om kosmisch stof te onderscheiden van aardse deeltjes. Dit ruimtestof zakt uiteindelijk weg in de oceaanbodem. “Het is alsof je naar een speld in een hooiberg zoekt”, zegt onderzoeksleider Frankie Pavia van de University of Washington. “Er daalt overal een klein beetje kosmisch stof neer, maar tegelijkertijd stapelen aardse sedimenten zich heel snel op.”
Maar in dit onderzoek was Pavia juist geïnteresseerd in de afwezigheid van kosmisch stof. “Tijdens de laatste ijstijd zat er bijna geen kosmisch stof in de Arctische sedimenten”, legt hij uit. Dus door te volgen waar dit kosmisch stof wel en niet is neergekomen, begrijpen onderzoekers hoe het zee-ijs in de afgelopen duizenden jaren groeide en kromp.
IJs houdt stof tegen
Het idee is eigenlijk heel simpel: ijs blokkeert kosmisch stof, terwijl het in open water juist naar de zeebodem kan zakken. Door de hoeveelheid kosmisch stof in sedimentkernen van drie locaties te analyseren, konden de onderzoekers zo de geschiedenis van het zee-ijs van de afgelopen 30.000 jaar reconstrueren.
De eerste locatie, dicht bij de Noordpool, is het hele jaar door met ijs bedekt. De tweede lag aan de rand van het ijs tijdens het jaarlijks minimum in september en de derde was in 1980 nog volledig bevroren, maar is nu in de zomer ijsvrij.
De onderzoekers ontdekten dat jaarrond ijsbedekking samenhing met minder kosmisch stof in het sediment. Dat gold ook tijdens de laatste ijstijd, zo’n 20.000 jaar geleden. Toen de aarde begon te ontdooien, verscheen het kosmisch stof weer in de monsters.
Minder voedingsstoffen
Dat is punt 1. Punt 2 is de koppeling van de ijsbedekking aan de beschikbaarheid van voedingsstoffen. Daaruit bleek dat het verbruik van voedingsstoffen piekte wanneer er weinig zee-ijs was en afnam naarmate het ijs weer groeide.
De gegevens over de nutriëntenkringloop kwamen uit kleine schelpjes die ooit bewoond werden door foraminiferen. Dit zijn eencellige organismen die stikstof verteren. Chemische analyses van hun schelpen laten zien welk percentage van de beschikbare voedingsstoffen werd verbruikt toen ze nog leefden. “Als het zee-ijs in de toekomst verder afneemt, verwachten we dat fytoplankton in het Noordpoolgebied meer voedingsstoffen verbruikt”, zegt Pavia. “Dat zal gevolgen hebben voor de voedselketen.”
De toekomst
Er is nog meer onderzoek nodig om te begrijpen wat precies de veranderingen in de hoeveelheid voedingsstoffen veroorzaakt. Mogelijk leidt het verdwijnen van zee-ijs tot meer gebruik van voedingsstoffen door organismen aan het oppervlak, omdat er meer fotosynthese plaatsvindt. Een andere hypothese stelt juist dat smeltend ijs de voedingsstoffen verdunt. Beide scenario’s leiden tot meer consumptie, maar alleen het eerste duidt op een toename van de mariene productiviteit.
“Als we het tijdsverloop en de ruimtelijke patronen van afnemende ijsbedekking in de toekomst kunnen voorspellen, helpt dat ons beter te begrijpen hoe de opwarming werkt, hoe voedselketens en visserij veranderen en hoe we ons kunnen voorbereiden op geopolitieke verschuivingen”, besluit Pavia.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
