Vijf millennia van klimaatveranderingen die het ijs beïnvloeden, worden geregistreerd in turf van een Arctisch eiland
De Beringzee (afgebeeld) kan tegen het einde van de eeuw het hele jaar door ijsvrij zijn. Een nieuwe studie constateert dat toenemende klimaatveranderende CO2 kan zowel in de winter als in de zomer tot minder ijsvorming leiden.
Het zee-ijs in de Beringzee, aan de zuidelijke rand van de Noordelijke IJszee, is in 2018 afgenomen tot de kleinste wintertijd in 5500 jaar, zo blijkt uit nieuwe gegevens.
Het verlies van zee-ijs in de zomer als gevolg van klimaatverandering heeft de krantenkoppen gehaald, maar ook het winterijs in de regio vertoont recente tekenen van achteruitgang. Zowel in februari 2018 als februari 2019 was de omvang 60 tot 70 procent lager dan de gemiddelde omvang van februari tot mei van 1979 tot 2017. Onderzoekers dachten echter dat die dalingen mogelijk verband hielden met ongebruikelijke atmosferische omstandigheden op korte termijn.
In plaats daarvan suggereert de nieuwe studie dat door de mens veroorzaakte klimaatverandering dat ook is helpen om het Beringzee-ijs in de winter te verkleinen. De bevindingen, door geoloog Miriam Jones van de US Geological Survey in Reston, Va., En collega’s, werden op 2 september gepubliceerd in Science Advances.
Jones en haar team verzamelden turfkernen van St. Matthew Island, een afgelegen plek in de Beringzee ten westen van Alaska. In de met turf verpakte overblijfselen van gedeeltelijk afgebroken planten bevatten zuurstofhoudende organische verbindingen, cellulose genaamd, aanwijzingen voor de klimaatgeschiedenis van de regio.
Regen die op het eiland valt, bevat twee verschillende isotopen of vormen van zuurstof: zuurstof-18 en zuurstof-16. De relatieve waarden van die isotopen in de regenval veranderen afhankelijk van de atmosferische omstandigheden, en als planten die zuurstof uit de lucht opnemen, registreren ze die veranderingen. Door de hoeveelheden van die isotopen in de cellulose in de loop van de tijd te analyseren, kon het team veranderingen in neerslag en atmosferische circulatie volgen die 5500 jaar teruggaan.
Vervolgens legde het team het verband vast tussen dit zuurstofisotooprecord en de omvang van het zeeijs.
Van Beringzee-ijs is bekend dat het rechtstreeks verband houdt met verschuivingen in de windrichting. Dus maakten de onderzoekers een computersimulatie met klimaatomstandigheden van 1979 tot 2018, zuurstofisotopenwaarden van cellulose in die tijd en satellietwaarnemingen van zee-ijs. Als de wind sterk uit het zuiden waaide en er minder zee-ijs was, nam de relatieve hoeveelheid zuurstof-18 toe. Toen de winden uit het noorden domineerden en er meer zee-ijs was, zat er minder zuurstof-18 in de cellulose.
Vervolgens gebruikten de onderzoekers de zuurstofisotopen in het veen om het wassende en afnemende zee-ijs in de regio gedurende duizenden jaren te volgen. De meeste regen in het gebied vindt plaats in de winter en de lente, dus die zuurstofisotopen zijn indicatief voor de omstandigheden tussen februari en mei, in plaats van de zomer. De in de winter van 2018 geregistreerde turfcellulose-zuurstof-18-waarden waren de hoogste en het zee-ijs de kleinste in de afgelopen 5500 jaar, ontdekte het team.
In pre-industriële tijden, zo ontdekten de onderzoekers, nam het zee-ijs in de winter geleidelijk af, grotendeels als gevolg van natuurlijke veranderingen in binnenkomend zonlicht tijdens de winter, gerelateerd aan veranderingen in de baan van de aarde. Maar het team ontdekte ook dat atmosferische kooldioxideconcentraties, samengesteld uit eerdere studies, nauw verband hielden met het ijsvolume. Als CO2 Na het begin van de industriële revolutie in het midden van de 18e eeuw begonnen de niveaus boven de 280 delen per miljoen te stijgen, de zuurstof-18-waarden begonnen ook te stijgen, met overeenkomstige afname van het zee-ijs.
Hoe precies het verhogen van CO2 mogelijk verband houdt met het winterijsvolume is minder duidelijk. De verliezen kunnen direct te wijten zijn aan de opwarming van de broeikasgassen. Of meer indirect, veranderingen in atmosferische circulatiepatronen door toenemende CO2 kan ook tot die verliezen leiden.
De studie laat zien hoe uitzonderlijk de recente winterijsverliezen in de regio zijn, zegt Benjamin Gaglioti, een milieuwetenschapper aan de University of Alaska Fairbanks die niet bij de studie betrokken was. “Ondanks dat er [was] een algemene trend naar minder zee-ijs voorafgaand aan antropogene opwarming, recente stijgingen van door mensen veroorzaakte broeikasgassen hebben deze trend versterkt ”, zegt hij. En dat is geen goed nieuws voor de bewoners van de regio.
“Winterijs in deze regio dient als een kritieke habitat voor unieke zeedieren zoals Pacifische walrussen en drieteenmeeuwen”, zegt Gaglioti. Het ijs helpt ook om de impact van intense winterstormen en overstromingen op kustgemeenschappen te dempen, voegt hij eraan toe.
Klimaatverandering door CO2 en andere klimaatopwarmende gassen hebben al een zichtbare tol geëist van het zee-ijs in de zomer in en rond het noordpoolgebied; binnen 10 tot 15 jaar kan de regio tijdens de warmere maanden ijsvrij zijn. Arctisch zee-ijs in september 2019 op een gedeelde tweede plaats met het laagste record in 2007 en 2016; eerste plaats gaat nog naar 2012 (SN: 25/09/19). Het verlies van dat ijs is niet alleen een belletje voor de klimaatverandering in het noordpoolgebied, maar versnelt ook de opwarming van de regio, een proces dat Arctische versterking wordt genoemd (SN: 1-7-20). En het ontbrekende zomerijs veroorzaakt ook een waterval van veranderingen door arctische ecosystemen, ook in de Beringzee (SN: 14/03/19).
Maar de nieuwe studie suggereert dat verliezen op zee-ijs in de winter mogelijk achterblijven bij CO2 veranderingen met decennia, misschien zelfs een eeuw – en dat zou in 2100 kunnen betekenen dat de Beringzee het hele jaar door ijsvrij is.
