Het kantelpunt voorbij - de grote risico's van klimaatverandering

Vorige week in het nieuws: het point of no return voor de West-Antarctische ijskap (WAIS) is bereikt. Twee recente studies (Joughin et al, 2014, en Rignot et al, 2014) tonen aan dat o.a. de gletsjers Thwaites en Pine Island (Fig. 1) op WAIS steeds sneller afsmelten en dat dit afsmelten onstopbaar geworden is.

Het is meer dan waarschijnlijk dat de rest van WAIS ook volgt. Het gevolg: 1 m zeespiegelstijging bij afsmelten van het deel aan de Amundsenzee (ter hoogte van Thwaites en Pine Island), 3 tot 5 m zeespiegelstijging wanneer ook de rest van WAIS in de oceaan belandt. We hebben nog ‘geluk’ dat deze stijging toch minstens 200 jaar zal duren volgens de modeleerstudie van Joughin et al 2014).

Fig. 1: : Antarctica, met kleuren als indicatie voor de snelheid waarmee het ijs er afsmelt. http://www.antarcticglaciers.org

Deze bevindingen maken dat WAIS de eerste van zo’n 8 zogenaamde politiek-relevante omslagelementen is dat zijn omslagpunt bereikt heeft. Deze omslagelementen zijn elementen binnen het Aardse systeem die aanzienlijk risico lopen om voorbij een omslagpunt geduwd te worden waarna (vaak onomkeerbare) veranderingen met grote impact op grote delen van de wereldbevolking onafwendbaar zijn. Dat laatste maakt ze politiek relevant. Zoals aangegeven in Figuur 2 werd WAIS al eerder beschouwd als een belangrijk omslagelement, al was het niet het element dat verwacht werd eerst zijn omslagpunt te bereiken. Dit komt vooral omdat het zo moeilijk in te schatten is waar het omslagpunt precies ligt, en wanneer het bereikt zal worden.

Fig. 2: Indicatie elk van de acht politiek-relevante omslagelements van de waarschijnlijkheid dat een omslagpunt bereikt wordt.

Voor WAIS hangt het omslagpunt in belangrijke mate af van de ‘grounding line’ van de ijskap (Fig. 3). Op plaatsen waar de grounding line onder zeeniveau ligt, tast het warmere (en opwarmende) oceaanwater de ijskap aan waardoor deze van onderuit afsmelt (alvorens er stukken afbreken die vervolgens verder afsmelten in de oceaan). WAIS zit grotendeels verankerd op land dat zich onder het zeeniveau bevindt, wat betekent dat het aantasten van de gletsjers door het oceaanwater enkel gestopt kan worden wanneer er verhogingen in de ondergrond zijn die een barrière vormen tussen oceaanwater en gletsjer. Rignot et al (2014) vonden in hun recente studie dat er achter de huidige grounding line van een aantal belangrijke gletsjers geen verhogingen in de ondergrond meer zijn. Dit betekent dat het afsmelten van deze gletjers, en waarschijnlijk van de volledige WAIS, onstopbaar geworden is. Dit nieuws werd trouwens vorige week aangevuld door een studie over een ander deel van WAIS, de Larsen B ijskap die in 2002 al van WAIS afbrak, die nu aan een verbazend snel tempo zijn doodstrijd blijkt af te ronden: http://www.nasa.gov/press-release/nasa-study-shows-antarctica-s-larsen-b-ice-shelf-nearing-its-final-act. Klimaatverandering zal bepalen hoe snel WAIS afsmelt, en ook of andere delen van Antarctica zullen volgen.

Fig. 3: De West Antarctische ijskap is heel kwetsbaar omdat hij onder zeeniveau verankerd zit. http://www.antarcticglaciers.org

Tussen de 8 politiek-relevante omslagelementen vinden we nog twee andere componenten van de cryosfeer: het zee-ijs op de Noordpool en de Groenlandse ijskap. Of we het omslagpunt voor deze ijsmassa’s snel zullen bereiken, of misschien zelfs al bereikt hebben zonder het te beseffen, blijft een belangrijk punt van discussie onder wetenschappers. Wetenschappers kijken verbaasd naar de snelheid waarmee het Arctische ijs afsmelt en veel werk gaat nog naar het begrijpen van de verschillende mechanismen waarmee het afsmelten gebeurt (voor een informatief filmpje hierover, zie https://www.youtube.com/watch?v=_PEi0Retg8A). Feit is dat momenteel alle modellen het afsmelten van het ijs op de Noordpool erg onderschatten (Fig. 4). Het zou dus niet verbazen als binnenkort blijkt dat we het point of no return ook voor deze ijsmassa’s al voorbij zijn (zoals sommigen al beweren). Mogelijk bestaan er echter meerdere stabiele condities, en dus ook meerdere omslagpunten, voor de verschillende ijskappen en ook voor andere omslagelementen. Dit betekent dat een deel van de impact van bvb. het afsmelten van de Groenlandse ijskap kan voorkomen worden door snelle actie om de opwarming van de Aarde te beperken.

Fig. 4: Oppervlakte zee-ijs op de Noordpool (zomer). Modellen (zwart) onderschatten steevast het afsmelten (observaties in rood)

De overige omslagelementen gaan, net als de vorige, gepaard met grote onzekerheden over waar het omslagpunt zich bevindt, of er meerdere stabiele condities en dus meerdere omslagpunten zijn, en over de volledige impact van het overschreiden van een omslagpunt. Bovendien kan een verandering in een van deze elementen andere omslagelementen beïnvloeden. Het afsmelten van de Groenlandse ijskap beïnvloedt bvb. in belangrijke mate de thermohaliene circulatie (THC) in de Atlantische Oceaan. De THC is o.a. bekend van het doomscenario uit de film ‘The day after tomorrow’, waar THC stilvalt met ondermeer een sterke en abrupte afkoeling tot gevolg. THC brengt warm water vanuit de Golf van Mexico naar onze contreien en zorgt er zo voor dat we genieten van een warmer klimaat dan de Canadezen die op dezelfde breedtegraad leven. De grote hoeveelheden zoet water die in de Atlantische Oceaan terechtkomen door het afsmelten van de ijskappen daar zorgen ervoor dat THC momenteel al vertraagt, en mogelijks later (maar waarschijnlijk niet meer deze eeuw) stilvalt. Dit zou niet enkel een invloed hebben op de temperatuur in Europa, maar bvb. ook het zeeniveau in het Noord-Oosten van de VS en in Europa met een halve meter doen stijgen, en de moessonregens in Oost-Afrika en India afzwakken.

Veranderingen in El Niño, meerbepaald een toename in frequentie en in sterkte, behoren eveneens tot de verwachtingspatronen in een warmer klimaat. Een sterke El Niño brengt o.a. droogte voor India, West-Australië en voor het Amazonewoud mee. Die laatste is eveneens een omslagelement uit het lijstje, en het is er eentje met interessant kantje wat betreft menselijke invloed. Het recentste IPCC rapport geeft immers aan dat klimaatverandering op zichzelf hoogst waarschijnlijk niet in staat is om het Amazonewoud voorbij het omslagpunt te duwen waarbij het woud onherroepelijk ten dode opgeschreven is. Het omslagpunt in het Amazonewoud wordt in belangrijke mate bepaald door de combinatie van klimaatverandering (vnl. afsterven door droogte en bijhorende bosbranden) en ontbossing (Fig. 5). Ontbossing brengt namelijk een sterke toename van het brandgevaar met zich mee. Het Amazonewoud is een belangrijke opslagplaats van koolstof; de vegetatie bevat er meer dan 100 gigaton koolstof (= 10x de huidige annuele CO2 emissies door de mens) en de intacte delen van het woud nemen jaarlijks nog steeds meer koolstof op dan ze afgeven. Met andere woorden, wanneer het Amazonewoud verdwijnt, verandert deze buffer voor onze CO2 emissies in een belangrijke bron van CO2, en wordt klimaatverandering verder versterkt.

Fig. 5: Klimaatverandering bedreigt tropische wouden, des te meer omdat boomsterfte zichzelf versterkt door verhoogd brandgevaar

Beter voorkomen dan genezen, een wijze raad die zeker opgaat voor klimaatverandering. Voorkomen dat we terechtkomen in een wereld met zelf-versterkende en elkaar-versterkende mechanismen die op hun beurt klimaatverandering vaak ook versterken (het afsmelten van de ijskappen bvb. door een verminderd albedo (=toename van de absorptie van zonlicht), het verdwijnen van het Amazonewoud door een stijging van de broeikasgasconcentraties). Het lijkt een kwestie van gezond verstand om snelle en drastische acties te ondernemen en de weg naar een koolstofneutrale samenleving in te slaan.

 

Referenties:

Joughin et al., 2014. Under way for the Thwaites glacier Basin, West Antarctica. Science 344, 735-738.

Lenton et al., 2011. Early warning of climate tipping points. Nature Climate Change 1, 201-209.

Rignot et al., 2014. Widespread rapid grounding line retreat of Pine Island, Thwaites, Smith and Kohler glaciers, West Antarctica, from 1992 to 2011. Geophysical Research Letters 41, 3502-3509.

IPCC 2013. http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/