Smeltende gletsjers blijken een onverwacht effect te hebben: zo’n 10.000 jaar geleden, aan het eind van de laatste ijstijd, versnelden ze de drift van het Noord-Amerikaanse continent.
Voor de nieuwe studie van de University of Colorado Boulder gebruikten geofysici Tao Yuan en Shijie Zhong computersimulaties om ongeveer 26.000 jaar terug in de tijd te gaan. In die periode begon de enorme Laurentide-ijskap, die zich uitstrekte over Noord-Amerika tot aan Pennsylvania, zich terug te trekken. Het smeltende ijs stroomde in de oceaan, waardoor de zeespiegel wereldwijd gemiddeld met ongeveer 1 centimeter per jaar steeg. Dit had onverwachte gevolgen voor de plaattektoniek, het proces dat al miljarden jaren continenten uit elkaar drukt en samenvoegt.
Gevolgen op relatief korte termijn
Volgens de berekeningen van de onderzoekers begon de Noord-Amerikaanse continentale plaat tijdens het smelten van het ijs 25 procent sneller te bewegen. Tussen ongeveer 12.000 en 6.000 jaar geleden nam de spreiding bij de Mid-Atlantische Rug – die tussen de Noord-Amerikaanse en Euraziatische platen ligt – mogelijk zelfs met 40 procent toe.
“Toen de hoeveelheid ijs sterk afnam, veroorzaakte dat een enorme beweging in de aardkorst”, zegt Yuan, promovendus aan CU Boulder. “Wetenschappers wisten al dat het smeltende ijs de platen omhoog liet komen, maar wij tonen aan dat ze ook horizontaal bewogen.”
De resultaten, die in Nature zijn gepubliceerd, kunnen ook een rol spelen in onze tijd. De ijskappen op Groenland smelten opnieuw in rap tempo. Dat kan leiden tot meer vulkaanuitbarstingen in het nabijgelegen IJsland. “Het verhaal dat we al heel lang vertellen, namelijk dat processen zoals zeebodemspreiding en continentale drift zich voltrekken over miljoenen jaren, klopt nog steeds”, zegt Zhong, hoogleraar natuurkunde. “Maar wij laten zien dat smeltende gletsjers ook aanzienlijke bewegingen kunnen veroorzaken op relatief korte tijdschalen van 10.000 jaar.”
Bekend getal uit de studieboeken
Het onderzoek richt zich op de Mid-Atlantische Rug. Deze onderzeese bergketen is duizenden kilometers lang en ligt in het midden van de Atlantische Oceaan. Hij loopt dwars door IJsland, dat eigenlijk een stukje van de bergrug is dat boven water uitsteekt. Het is een onrustig gebied waar magma uit het binnenste van de aarde omhoog komt door de aardkorst, afkoelt tot gesteente en de continenten Noord-Amerika en Europa uit elkaar duwt.
Generaties lang gingen wetenschappers ervan uit dat dit proces vrij constant verliep, met een jaarlijkse spreiding van zo’n 2 centimeter over de afgelopen miljoenen jaren. “Dat is een vrij bekend getal uit de handboeken”, zegt Zhong.
Maar of het ook klopt? Om dat te onderzoeken, gebruikten Zhong en Yuan computermodellen om de aarde van duizenden jaren geleden na te bootsen. Ze simuleerden wat er zou gebeuren als de kilometers dikke gletsjers van het huidige Canada en Groenland helemaal verdwijnen. Dat verplaatst een enorme massa van het land naar de oceaan.
Net een matras
Je kunt het vergelijken met een traagschuimmatras. Als je erop ligt en opstaat, veert het schuim langzaam terug naar zijn oorspronkelijke vorm. Volgens Zhong en Yuan gebeurde iets soortgelijks met de aarde toen de ijskappen smolten.
Toen het gewicht van de Laurentide-ijskap over de planeet werd verdeeld, begonnen delen van Noord-Amerika omhoog te komen. Nu nog steeds stijgt het land rond Hudsonbay in Canada met ongeveer 1 centimeter per jaar vanwege dit proces. Maar volgens de studie beïnvloedde de dooi ook de horizontale beweging van Noord-Amerika én van de Mid-Atlantische Rug.
Vulkaanuitbarstingen
De dooi had mogelijk ook explosieve gevolgen voor IJsland, dat niet ver van Groenland ligt, aldus Yuan en Zhong. Geologisch bewijs laat zien dat het eiland aan het einde van de laatste ijstijd een periode van intense vulkanische activiteit doormaakte, die sindsdien is afgenomen. De versnelde spreiding bij de Mid-Atlantische Rug als gevolg van het smelten van Groenlands ijs, kan daaraan hebben bijgedragen. Meer magma kon naar het oppervlak stijgen, wat vulkaanuitbarstingen en geisers verergerde. “Dit patroon van vulkanisme kan deels te wijten zijn aan de gletsjersmelt die wij hebben onderzocht”, vertelt Zhong.
Op dit moment smelt het ijs boven Groenland nog niet snel genoeg om de continentale drift merkbaar te beïnvloeden. Maar de gevolgen voor IJsland kunnen de komende honderden jaren alsnog groot zijn, vooral als het tempo van het smelten versnelt. “IJskappen op Groenland en West-Antarctica smelten nog steeds”, zegt Yuan. “Wij denken dat dit de zeebodemspreiding en het vulkanisme in de toekomst kan verergeren.”
Zeebodemspreiding, officieel oceanische spreiding geheten, is een proces waarbij nieuwe oceaanbodem ontstaat doordat magma uit het binnenste van de aarde omhoog komt bij mid-oceanische ruggen, lange scheuren of bergketens op de zeebodem, zoals de Mid-Atlantische Rug. Onder de oceaanbodem zit gesmolten gesteente (magma). Bij een mid-oceanische rug komt dat magma omhoog door spleten in de aardkorst. Het stolt zodra het het koude zeewater bereikt. Zo ontstaat nieuw gesteente. Dit nieuwe gesteente duwt de bestaande oceaanbodem langzaam opzij. Daardoor worden de tektonische platen aan weerszijden van de rug uit elkaar gedrukt. Dit is een van de drijvende krachten achter de verschuiving van de continenten. Het verklaart waarom bijvoorbeeld Europa en Noord-Amerika elk jaar een paar centimeter verder uit elkaar drijven. En het beïnvloedt vulkanisme, aardbevingen en de vorming van oceanen. Het smelten van gletsjers heeft mogelijk dit proces tijdelijk versneld, doordat de aardkorst minder zwaar werd en dus makkelijker kon bewegen.
