Een blik in het verleden suggereert dat grote delen van de ijskap wegsmelten wanneer de atmosferische CO2-concentratie boven de 400 ppm uitkomt; een drempelwaarde die we al in 2013 overschreden.

Om nauwkeurige voorspellingen over de toekomst te kunnen doen, werpen wetenschappers regelmatig een blik in het verleden. Dat komt omdat het verleden ons belangrijke aanwijzingen kan geven over wat ons in de toekomst te wachten staat. Zeker met het oog op het veranderende klimaat, kan dergelijke informatie belangrijk zijn. In een nieuwe studie besloten onderzoekers daarom de temperaturen van de Atlantische Oceaan over een tijdspanne van maar liefst 45 miljoen jaar in kaart te brengen. Wat dit zou ons belangrijk, nieuw inzicht kunnen verschaffen in het reilen en zeilen van de de Antarctische ijskap en de daarmee samenhangende veranderingen van de zeespiegel.

Temperatuur van de Antarctische Oceaan
Het team analyseerde fossiele moleculen uit gesteenten en uit sedimentmonsters, afkomstig uit oceaankernen, die tijdens verschillende boorexpedities zijn genomen. Aan de hand van deze monsters konden de onderzoekers vervolgens de temperatuur van de oceaan bepalen in de periode waarin deze fossiele moleculen werden afgezet. “We hebben nu over een periode van 45 miljoen jaar een temperatuurregistratie van de Antarctische Oceaan,” vertelt onderzoeker Francesca Sangiorgi. “Dit geeft een gedegen overzicht van de variatie van deze temperaturen en hoe deze samenhangt met veranderingen in de hoeveelheid ijs en het landschap van Antarctica. Dankzij onze resultaten zijn betere schattingen van toekomstige trends mogelijk.”

Ontdekkingen
De onderzoekers slaagden erin de temperaturen van de oceaan te reconstrueren voor periodes waarin de ijskappen aangroeiden en krompen. En dat leidt tot enkele interessante ontdekkingen. Zo blijkt dat de variaties in oceaantemperaturen, atmosferische CO2 en de hoeveelheid ijs op Antarctica de laatste 45 miljoen jaar grotendeels gelijk opgingen. Doorgaans versterkte een warmere periode zoals te verwachten is de krimp van de ijskap. Maar verrassend genoeg leidde een afkoeling van de oceaan niet altijd tot een toename van het Antarctisch ijs.

Warm water
Uit de bevindingen blijkt dat gedurende een periode van één miljoen jaar in het late Oligoceen (een geologische tijdschaal die duurde van 25 tot 24 miljoen jaar geleden), de oceaan afkoelde, maar de Antarctische ijskap niet groeide. Hoe dat kan? “We vermoeden dat tektonische daling van West-Antarctica de instroom van nog relatief warm oceaanwater in het gebied van de Rosszee bevorderde,” verklaart Sangiorgi. “En dit belemmerde de uitbreiding van de ijskap. Pas één miljoen jaar later, toen de oceaan voldoende afkoelde bij lage CO2-concentraties in de atmosfeer – minder dan 400 ppm – kon de ijskap zich uitbreiden.”

Drempelwaarde
Deze resultaten wijzen erop dat er een drempelwaarde bestaat voor atmosferische CO2, waaronder ijskappen op Antarctica groeien en waarboven de opwarming van de oceaan hun terugtrekking verergert. En die drempelwaarde ligt volgens de onderzoekers rond de 400 ppm. Dit betekent dat het deel van de ijskap dat in direct contact met de oceaan staat, zal verdwijnen wanneer de atmosferische CO2-concentratie boven de 400 ppm uitkomt. En dat is slecht nieuws. De drempelwaarde van 400 ppm hebben we namelijk al in 2013 overschreden.

CO2-concentraties
Al jaren achtereen stijgt de CO2-concentratie echter gestaag. In 2019 kwam de gemiddelde CO2-concentratie uit rond de 411 ppm en in 2020 rond de 412,45 ppm. In 2021 steeg de hoeveelheid atmosferische CO2 wederom naar recordhoogte en bereikte een gemiddelde van 414,17 ppm. Dat is maar liefst 2,3 ppm meer dan in 2020 het geval was. In mei van dit jaar werd vervolgens de grens van 420 deeltjes ppm overschreden. De verwachting is dat het jaargemiddelde van 2022 wederom records zal breken.

Het onderzoek bevestigt dat wat wetenschappers al vreesden. En dat is dat de Antarctische ijskap een kantelpunt nadert. Een steeds warmere oceaan, veroorzaakt door stijgende atmosferische CO2, zal leiden tot het catastrofale smelten van de delen van de Antarctische ijskappen die onder de zeespiegel liggen. En dat kan op zijn beurt een forse zeespiegelstijging veroorzaken. Het is vrij alarmerend. Als de Antarctische ijskappen namelijk volledig smelten, kan dit leiden tot een zeespiegelstijging van maar liefst 20 meter.

Ondertussen op Antarctica
Eerder deze week concludeerden onderzoekers al dat we aan de vooravond van enkele kantelpunten staan, waar de smelt van de West-Antarctische ijskappen er één van is. De situatie is daar nu al nijpend. “We kunnen momenteel veranderingen zien in het ijs op Antarctica,” vertelt Sangiorgi. “Denk aan het verlies van ijsplaten en de recente scheuren in de Thwaites-gletsjer, een van de grootste gletsjers in de regio.”

De studie biedt dan ook belangrijke lessen voor de toekomst. “Als we grote hoeveelheden CO2 blijven produceren, zal dit ertoe leiden dat er in de komende decennia en eeuwen veel ijs aan de rand van Antarctica zal smelten,” concludeert Sangiorgi. “We kunnen dan een forse wereldwijde zeespiegelstijging verwachten.”