Over de vraag hoeveel de zeespiegel deze eeuw kan stijgen, wordt verhit gedebatteerd. Wordt het niks, een paar decimeter, meer dan een meter? Het IPCC, de klimaatrekenkamer van de wereld, hield het in 2007 nog op 18 tot 59 centimeter.

Die inschatting was alleen gebaseerd op uitzetting van het zeewater door de stijgende temperatuur. De effecten van eventueel smeltend ijs waren er niet in meegenomen, omdat onvoldoende duidelijk was wat het ijs op Groenland en Antarctica de komende negentig jaar gaat doen. En dus ging het IPCC maar uit van het minst verontrustende scenario.

Maar blijft al dat bevroren water echt rustig liggen? Waarschijnlijk niet, blijkt uit nieuw onderzoek. De ijskap op het westelijk deel van Antarctica kan binnen duizend jaar verdwenen zijn, met vijf meter zeespiegelstijging tot gevolg. Zoiets is in het verleden namelijk wel vaker gebeurd, is uit een recente bodemboring af te leiden.

Een nieuw klimaatmodel kan die oude veranderingen bovendien redelijk nabootsten, en ziet het West-Antarctische ijs in de komende millennia verdwijnen als het nog een stukje warmer wordt dan nu. Beide onderzoeken staan deze week prominent in Nature.

Hamvraag

Nieuwe gegevens over het verleden bieden dan wel geen garanties voor de toekomst, maar wel begrip van de processen die daarvoor belangrijk zijn. De hamvraag is natuurlijk: wat doet het ijs als de concentratie CO2 in de lucht verder stijgt en het warmer wordt?

Het heeft niet zo veel zin om voor een antwoord op die vraag te kijken naar de gebeurtenissen in de afgelopen miljoen jaar, waarvan behoorlijk wat bekend is. Toen was het namelijk zelden of nooit zo warm als het in de komende eeuwen kan worden. Maar drie tot vijf miljoen jaar geleden wel. De hoeveelheid CO2 in de lucht was toen ongeveer 400 ppm, een waarde die binnen een jaar of zeven weer gehaald zal worden – de teller staat nu op 387 ppm.

Rond de Zuidpool lag de temperatuur toen soms lager, maar meestal hoger dan vandaag. Iedere veertigduizend jaar werd het, dankzij variaties in de stand van de aarde ten opzichte van de zon, eerst warmer en dan weer kouder. De ijsmassa reageerde daarop met krimp en groei.

Een boorkern uit de bodem van de Ross-zee, omhooggehaald van onder het ijs aan de rand van het immense ijspakket, laat dat mooi zien. De bovenste 600 meter van de bodem is onderzocht. Alles van dieper dan 250 meter stamt van meer dan drie miljoen jaar geleden.

Bijzonder geval

De ijskap op West-Antarctica is een bijzonder geval, omdat hij feitelijk niet op land ligt. De kilometersdikke ijslaag maakt namelijk pas onder de zeespiegel plaats voor grond. Het gewicht van het ijs boven de waterspiegel zorgt dat het ijspakket stevig op z'n plaats gedrukt wordt. Maar aan de randen is het vrij van de bodem. Smelten die randen weg, dan wordt ook het op de grond rustende ijs instabiel, verwachten de meeste kenners.

De plaats waar nu geboord is, was afwisselend bedekt met ijs tot op de bodem, zee met een ijslaag erop of ijsvrije zee. Dat is te zien aan de samenstelling van de bodem en de resten van levensvormen daarin. Het is allemaal goed bewaard gebleven, omdat de aardkorst plaatselijk voortdurend daalde – bij een stijgende bodem zou het zijn afgesleten door schurend ijs.

Uit deze resultaten leiden de onderzoekers, een groot internationaal team, af dat de ijsmassa behoorlijk instabiel is. Een opwarming van een paar graden leidde soms binnen korte tijd – nou ja, minimaal duizend jaar – in een soort kettingreactie tot het verdwijnen van de hele West-Antarctische ijsbedekking. Omdat ook ijs aan de randen van de rest van het continent smolt, steeg de zee in totaal een meter of zeven.

Twee van de onderzoekers uit het team, David Pollard en Robert DeConto, hebben samen nog een tweede publicatie in dit nummer van Nature. Daarin presenteren ze een computermodel dat de ijsbedekking van Antarctica in de afgelopen vijf miljoen jaar nabootst. Vooral de temperatuur van het zeewater, niet de lucht, is daarbij van belang.

In een commentaar bij de beide stukken schrijft collega Philippe Huybrechts dat dit model het werkelijke gedrag van de ijsmassa redelijk benadert. Inclusief het zo nu en dan ineenstorten van de hele West-Antarctische ijskap, in de warmste perioden tussen twee ijstijden in.

Maar perfect is het zeker niet. Het model voorziet ook verdwijnend ijs op tijdstippen waarop dat in werkelijkheid is blijven liggen. Het is nog te simpel, schrijven de modelleurs zelf ook. Toch geeft het een begin van een blik op de toekomst.

Die toekomst ziet er niet geruststellend uit, al blijft het ineenstorten van het ijspakket sowieso nog honderden jaren uit. De stabiliteit van het Antarctische ijs hangt vooral samen met het van onderaf smelten van het ijs dat aan de op land rustende massa vastzit, maar zelf de bodem niet raakt. En dat is sinds het begin van deze eeuw flink aangetast door relatief warm zeewater, schrijven Pollard en DeConto.

Hun model voorspelt dat het ijs op West-Antarctica aan een totale desintegratie zal beginnen als het zeewater daar ongeveer vijf graden warmer wordt. Of en wanneer het zover komt, hangt op z'n minst voor een deel van de mensheid af.

Elmar Veerman

T. Naish e.v.a.: 'Obliquity-paced Pliocene West Antarctic ice sheet oscillations', Nature, 19 maart 2009

David Pollard en Robert M. DeConto: 'Modelling West Antarctic ice sheet growth and collapse though the past five million years', Nature, 19 maart 2009

Philippe Huybrechts: 'West-sice story of Antarctic ice', Nature, 19 maart 2009