Ga niet over één nacht ijs
Wageningen UniversityAfgelopen week bleek uit de cijfers over het klimaat van 2017 dat de bedekking van het zee-ijs op de noordpool nog nooit zo laag was aan het begin en aan het einde van het jaar als in 2017. Dit is niet een op zichzelf staand record, want in het afgelopen decennium werd het ene na het andere record in zee-ijs oppervlakte geobserveerd: negen van de tien minima in zee-ijs bedekking vonden plaats in de afgelopen tien jaar. Toch is het totale oppervlakte maar een deel van het verhaal, want ook de dikte van het ijs speelt een belangrijke rol. Zo zijn sommige delen veel dikker en ouder dan andere delen van het zee-ijs. Maar ook in het totale volume is er sprake van een neerwaartse trend met record laagtes in 2012 en 2017.
Uitdagende vragen: Terugkoppelingen en kantelpunten
Zo lang de temperaturen stijgen, zal het ijs blijven smelten met als mogelijk gevolg dat het zee-ijs helemaal verdwijnt. De wetenschap staat voor een aantal uitdagende vragen: Wanneer maken we de eerste zomer mee waarop de complete noordpool ijsvrij is? Is er een kans dat de afname van zee-ijs steeds sneller gaat door positieve terugkoppelingen? En is de afname van zee-ijs nog omkeerbaar of koersen we af op een ‘kantelpunt’ in het systeem waarna vorming van zee-ijs veel moeilijker wordt, zelfs als we er in slagen om de temperatuurstijging te stoppen of sterk te beperken?
Door de stijgende temperaturen verandert het evenwicht van het zee-ijssysteem. Een systeem in evenwicht kan verstoringen goed opvangen: Zo groeit een gezond bos weer aan na een bosbrand. Maar soms bevindt een systeem zich in de buurt van een tweesprong en kan een klein zetje, zoals een bosbrand, het systeem wegdrijven van het ene evenwicht naar een ander, nieuw evenwicht. Een bos verandert dan bijvoorbeeld in een grasland. Kenmerkend voor zo’n tweesprong, of kantelpunt, is een sterke, positieve terugkoppeling in de dynamiek van het systeem. Dit betekent dat op zo’n moment het systeem de verstoring versterkt waardoor er een grote verandering optreed. Naarmate een systeem richting zo’n kantelpunt beweegt, neemt de veerkracht van het systeem af. Dit houdt in dat het systeem er langer over doet om te herstellen van een verstoring.
Bij de Leerstoepgroep Aquatische Ecologie en Waterkwaliteitsbeheer van de Wageningen University kijken wij met behulp van modellen of je in de periode voordat het ijs helemaal verdwijnt, de veerkracht van het systeem kunt bepalen. Een antwoord op deze vraag helpt bij het beantwoorden van de vraag of er op de noordpool sprake is van een kantelpunt, of dat het proces omkeerbaar is (zie onderstaande filmpje).
Kunnen we een kantelpunt voorspellen?
Eeuwenlang ijsvrij ondanks maatregelen?
Want als er daadwerkelijk sprake is van een kantelpunt, dan is het heel lastig om weer terug te keren naar het oorspronkelijke evenwicht op het moment dat het nieuwe evenwicht bereikt is. Voor het zee-ijs betekent dit dat het mogelijk niet voldoende is om temperatuur te stabiliseren of zelfs te verlagen om het zee-ijs weer terug te krijgen. In dat geval zouden we ondanks eventuele succesvolle acties om klimaatveranderingen teniet te doen, het zee-ijs niet meer terug krijgen. De noordpool zal dan mogelijk ijsvrij blijven.
Tekst: Bregje van der Bolt en Marjolein Sterk, Aquatische Ecologie en Waterkwaliteitsbeheer, Wageningen University
Foto’s: NASA/Robbie Russell