Dat in de Pine Island-gletsjer op Antarctica in 2012 een enorme scheur is ontstaan, weten we al langer. Maar onduidelijk was hoeveel tijd de 10,5 kilometer lange scheur nodig had om te ontstaan. Nieuw onderzoek heldert dat op: de scheur ontstond in ongeveer 5,5 minuut.
Het betekent dat de scheur met een snelheid van zo’n 128 kilometer per uur door het ijs schoot, zo concluderen onderzoekers in het blad AGU Avances. En dat is iets wat ze nog niet eerder hebben gezien. “Dit is, voor zover wij weten, de snelste opening van een kloof (in een gletsjer, red.) die ooit is geobserveerd,” bevestigt onderzoeker Stephanie Olinger. “Het laat zien dat een ijsplaat – onder bepaalde omstandigheden – kan versplinteren.”
IJsplaat
De studie van Olinger en collega’s handelt over de Pine Island-gletsjer. Deze gletsjer bevindt zich op West-Antarctica en mondt uit in de Amundsenzee. Daarbij houdt de gletsjer eenmaal bij zee aangekomen niet abrupt op; een deel van de gletsjer rust nog op het water. Dat drijvende deel wordt ook wel aangeduid als de Pine Island-ijsplaat. Het is een belangrijk onderdeel van de gletsjer, omdat het tegendruk geeft aan het op het land gelegen deel van de Pine Island-gletsjer en deze zo stabiliseert, oftewel voorkomt dat de gletsjer versneld ijs naar zee voert. De laatste jaren wordt deze ijsplaat echter steeds dunner. En dat niet alleen; er breken met regelmaat ook grote stukken ijs van de ijsplaat af. Een proces dat ook wel aangeduid wordt als afkalving.
Afkalving
Voorafgaand aan zo’n afkalving zien we vaak allereerst een flinke scheur in de ijsplaat ontstaan. Zo’n scheur gaat vaak dwars door de honderden meters dikke ijslaag heen en scheurt geleidelijk aan steeds verder, totdat deze de randen van de ijsplaat heeft bereikt. En dat is dan het moment dat het aan de zeezijde van de scheur gelegen deel van de ijsplaat los kan komen van de rest van de gletsjer.
Brekend glas
Op satellietbeelden zagen onderzoekers in 2012 dat in de Pine Island-gletsjer een flinke scheur was ontstaan. Maar omdat de observerende satelliet slechts één keer in de drie dagen over de Pine Island-gletsjer vloog, was onduidelijk hoeveel tijd de scheur nu precies nodig had gehad om een afstand van 10,5 kilometer te overbruggen. Het kon drie dagen zijn. Maar ook veel korter. Wetenschappers wisten het niet. “Is scheurvorming een beetje zoals het breken van glas of meer alsof je silly putty uit elkaar trekt? Dat was de vraag,” aldus Olinger.
Seismometers
Satellieten konden daar geen antwoord op geven en dus gingen de onderzoekers op zoek naar andere getuigen. Daarbij kwamen ze uit bij seismometers die eerder door andere onderzoekers op de Pine Island-ijsplaat waren neergezet en ook in 2012 hun oor te luister hadden gelegd. Door die data te combineren met de satellietbeelden, konden ze een goede inschatting maken van de snelheid waarmee de scheur ontstaan was. Hun berekeningen onthullen dat deze met een snelheid van zo’n 35 meter per seconde, oftewel 128 kilometer per uur door het ijs bewoog.
Verrassend
“Het was enerzijds verrassend, omdat we zo’n snelle scheurvorming nog niet eerder geobserveerd hadden,” vertelt Olinger aan Scientias.nl. “Maar aan de andere kant was het ook weer niet verrassend, omdat we weten dat scheuren in veel andere materialen ook snel ontstaan. Daarnaast waren we ons er ook van bewust dat we ijsplaten slechts beperkt kunnen observeren. En dus hebben we ook altijd geweten dat daar veel dingen gebeuren die we niet kunnen zien.” En één daarvan is dus razendsnelle scheurvorming.
Pine Island is uniek
Daarbij moet wel worden opgemerkt dat het onderzoek zeker niet wil suggereren dat alle scheuren in gletsjer zo snel ontstaan. De Pine Island-gletsjer is waarschijnlijk namelijk wel een verhaal apart, zo legt Olinger uit. “De Pine Island-gletsjer stroomt met een gemiddelde snelheid van 10 meter per dag.” Daarmee is het een zeer snelstromende gletsjer. “Doordat de Pine Island-gletsjer zo snel stroomt, staan de randen ervan ook onder grote druk, waardoor regelmatig scheuren ontstaan en groeien. Daarnaast heeft het ijsfront (het voorste deel van de gletsjer) zich de afgelopen 20 jaar significant teruggetrokken. En als het ijsfront zich terugtrekt, verandert de geometrie van de ijsplaat, waardoor de spanning die op de randen van de ijsplaat van zo’n snelstromende gletsjer staat, opnieuw verdeeld wordt, de gletsjer nog sneller gaat stromen en scheuren destabiliseren. Ter vergelijking: de Ross-ijsplaat – de grootste ijsplaat op Antarctica – stroomt met een maximale snelheid van 3 meter per dag. En deze ijsplaat is qua omvang vrij stabiel en veel scheuren die in deze ijsplaat zijn ontstaan, zijn sinds we ijsplaten zijn gaan observeren qua lengte nauwelijks veranderd.” Kortom: niet alle gletsjers breken als glas, maar de omstandigheden op en rondom de Pine Island-gletsjer zorgen ervoor dat deze dat wel kan doen. “We weten – doordat we gletsjers jarenlang bestudeerd hebben – dat ijs heel langzaam kan stromen,” legt Olinger uit. “Maar we weten ook dat ijs kan breken als glas: laat maar eens ijsklontjes in de keuken vallen of stap maar eens op een net bevroren meertje. Wanneer ijs snel onder grote druk komt te staan, breekt het als glas. En dat is grofweg wat hier (op de Pine Island-ijsplaat, red.) gebeurt.”
Belangrijk onderzoek
Het onderzoek is belangrijk. Want de Antarctische gletsjers herbergen voldoende ijs om – wanneer ze smelten – de zeespiegel behoorlijk te doen stijgen. Hoe het deze gletsjers in de toekomst – door toedoen van de opwarming van de aarde – zal vergaan, is echter niet helemaal duidelijk. En dat heeft deels te maken doordat we nog niet helemaal begrijpen hoe scheuren in ijsplaten ontstaan en groeien en welke impact warmere oceanen daarop kunnen hebben. Het nieuwe onderzoek levert daar geen kant-en-klare-antwoorden op, maar onthult wel dat het onder bepaalde omstandigheden snel kan gaan. “Het is zeker opmerkelijk dat scheuren zich met zo’n grote snelheid kunnen openen,” vertelt Olinger. “Maar het is lastig te zeggen of dat zorgwekkend is, omdat we nog niet weten of deze snelle scheurvorming veel voorkomt. Ook weten we nog niet of het vaker gaat voorkomen als de Antarctische ijskap verder op klimaatverandering gaat reageren. Naarmate oceanen opwarmen en oceaanstromingen veranderen, zullen de Antarctische ijsplaten door smelt steeds dunner worden. Wat gebeurt er dan met bestaande scheuren (zoals die in de Ross-ijsplaat)? We weten het nog niet.”
“Ik denk dat de belangrijkste implicatie van dit onderzoek is dat scheuren zich met zo’n hoge snelheid kunnen openen. Het suggereert dat scheurvorming kan leiden tot snelle veranderingen in de geometrie van ijsplaten en mogelijk zelfs in korte tijd tot totale ineenstorting van zo’n ijsplaat kan leiden. Maar we weten nog niet precies welke omstandigheden nodig zijn om zo’n snelle scheurvorming mogelijk te maken, dus er moet nog veel meer werk verzet worden, voordat we conclusies kunnen gaan trekken over de frequentie waarmee zulke snelle scheurvormingen in de toekomst kunnen gaan plaatsvinden.”
