Het afkalffront van Totten Glacier. Esmee van Wijk / CSIRO

Antarctica voelt nu al de hitte van de klimaatverandering snel smelten en terugtrekken van gletsjers de afgelopen decennia.

Het verlies van ijsmassa's uit Antarctica en Groenland draagt ​​ongeveer 20% bij aan de huidige koers van wereldwijde zeespiegelstijging. Dit ijsverlies is zal naar verwachting de komende eeuw toenemen.

In een recent artikel over The Conversation werd het concept "klimaat kantelmomenten": Drempels in het klimaatsysteem die, zodra ze worden overtreden, tot substantiële en onomkeerbare veranderingen leiden.

Een dergelijk omslagpunt van het klimaat kan optreden als gevolg van de steeds snellere afname van de Antarctische ijskappen, wat leidt tot een snelle stijging van de zeespiegel. Maar wat is deze drempelwaarde? En wanneer bereiken we het?

Hoe ziet het kantelmoment eruit?

De Antarctische ijskap is een grote ijsmassa, tot 4 km dik op sommige plaatsen, en is geaard op gesteente. IJs stroomt over het algemeen van het binnenland naar de marges, en versnelt terwijl het vaart.

Waar de ijskap de oceaan raakt, beginnen grote delen van aangesloten ijsplateaus te zweven. Deze smelten uiteindelijk uit de basis of kalven af ​​als ijsbergen. Het hele vel wordt aangevuld door sneeuw op te stapelen.

Drijvende ijsplaten gedragen zich als een kurk in een wijnfles, het vertragen van de ijskap terwijl deze naar de oceanen stroomt. Als ijsplaten uit het systeem worden verwijderd, zal de ijskap snel naar de oceaan versnellen, waardoor er meer verlies van ijsmassa ontstaat.

Een kantelpunt treedt op als er teveel van het ijsplaatje verloren gaat. In sommige gletsjers kan dit onomkeerbare retraite veroorzaken.

Waar is het omslagpunt?

Een manier om een ​​kantelmoment te identificeren, is uitzoeken hoeveel shelfijs Antarctica kan verliezen en waar vandaan, zonder de algehele ijsstroom substantieel te veranderen.

Een recente studie heeft aangetoond dat 13.4% van ijs op de Antarctische plank - regionaal verspreid over het continent - geen actieve rol speelt in de ijsstroom. Maar als deze "veiligheidsband" werd verwijderd, zou dit resulteren in een aanzienlijke versnelling van de ijskap.

Antarctische ijsplateaus zijn geweest dunner met een totale snelheid van ongeveer 300 kubieke km per jaar tussen 2003 en 2012 en zullen naar verwachting nog verder verdunnen over de 21ST eeuw. Door dit uitdunnen verplaatst Antarctische ijsplaten zich naar een kantelpunt, waar onomkeerbare ineenstorting van de ijsplaat en toename van de zeespiegel kan volgen.

Hoe voorspellen we wanneer het zal gebeuren?

Sommige delen van West-Antarctica liggen mogelijk al dicht bij het kantelpunt. Bijvoorbeeld ijsplaten langs de kust van de Amundsen en Bellingshausen Zeeën zijn het snelst dunner en hebben de kleinste "veiligheidslijnen" van alle Antarctische ijsplaten.

Om te voorspellen wanneer de "veiligheidsgroep" van ijs verloren kan gaan, moeten we veranderingen in de toekomst projecteren. Dit vereist een beter begrip van processen die ijs van de ijskap verwijderen, zoals smelten aan de basis van ijsplaten en ijsbergen.

Smelten onder ijsplaten is de belangrijkste bron van ijsverlies door Antarctica. Het wordt aangedreven door contact tussen warmere zeewateren en de onderkant van ijsplaten.

Om erachter te komen hoeveel ijs verloren gaat in de toekomst, moet je weten hoe snel de oceanen opwarmen, waar deze warmere wateren zullen stromen en de rol van de atmosfeer bij het moduleren van deze interacties. Dat is een complexe taak waarvoor computermodellering vereist is.

Voorspellen hoe snel ijsplaten uiteenvallen en ijsbergen vormen, is minder goed begrepen en is momenteel een van de grootste onzekerheden in het toekomstige massale verlies van Antarctica. Veel van het ijs verloren toen ijsbergen kalven optreedt in de sporadische vrijlating van extreem grote ijsbergen, die tientallen of zelfs honderden kilometers breed kunnen zijn.

Het is moeilijk om precies te voorspellen wanneer en hoe vaak grote ijsbergen zullen afbreken. Modellen die dit gedrag kunnen reproduceren, worden nog steeds ontwikkeld.

Wetenschappers onderzoeken actief deze gebieden door modellen van ijskappen en oceanen te ontwikkelen, en bestuderen ook de processen die massale verliezen van Antarctica veroorzaken. Deze onderzoeken moeten langetermijnwaarnemingen combineren met modellen: modelsimulaties kunnen vervolgens worden geëvalueerd en verbeterd, waardoor de wetenschap sterker wordt.

Het verband tussen ijsplaten, oceanen, zee-ijs en de atmosfeer is een van de minst begrepen, maar belangrijkste factoren in het omslagpunt van Antarctica. Door het beter te begrijpen, kunnen we ons voorstellen hoezeer de zeespiegel zal stijgen en uiteindelijk hoe we ons kunnen aanpassen.