Het zeewater rond Antarctica werd het afgelopen decennium steeds zouter, blijkt uit een nieuwe studie. Hoe dat kan, kunnen de onderzoekers nog niet verklaren. Wat betekent dit voor het klimaatprobleem?
Jarenlang zagen onderzoekers de Zuidelijke Oceaan, het water ten noorden van Antarctica, steeds een beetje zoeter worden. Dat kwam met name door klimaatverandering. Zoetwater uit smeltende poolkappen en toegenomen neerslag mengde zich met zout oppervlaktewater, waardoor het algehele zoutgehalte van de oceaan langzaam daalde. Maar sinds tien jaar is er iets geks aan de hand, blijkt uit recent wetenschappelijk onderzoek. Volgens een groep Britse onderzoekers is het oppervlak van de Zuidelijke Oceaan sinds 2015 juist zouter aan het worden. Een abrupte verandering waarvoor de wetenschap nog geen verklaring heeft gevonden.
De wetenschappers, verbonden aan de Universiteit van Southampton, namen voor hun onderzoek satellietdata van het Europees Ruimteagentschap onder de loep. Daaruit bleek dat het zoutgehalte van oceaanwater tussen Zuid-Amerika en Antarctica ongeveer tien jaar geleden een duidelijke ommezwaai heeft gemaakt. Dat proces wordt verzilting genoemd.
Hoewel ze niet weten wat de oorzaak van die verzilting is, zien de onderzoekers wel dat het proces zijn weerslag heeft op omliggende ijskappen. Die smelten namelijk in een schrikbarend hoog tempo. In de afgelopen tien jaar zou er al een ijsoppervlakte ter grootte van Groenland zijn verdwenen.
Wak
Opvallend is ook dat de onderzoekers de toename van zout water zagen samenvallen met het ontstaan van een ‘polinia’, een gigantisch wak in het Antarctisch ijs. Zo’n wak werd voor het laatst waargenomen in de jaren zeventig en verdween daarna voor lange tijd. Dat het nu weer terug is, laat volgens de onderzoekers zien dat de Zuidelijke Oceaan zich in een ongewone toestand bevindt.
Dat zout water leidt tot smeltend zee-ijs, heeft te maken met een fenomeen dat stratificatie heet: water dat uit verschillende lagen bestaat. Zoet oppervlaktewater fungeert dan als een deken die warmer, zout water in de diepte tegenhoudt en dus voorkomt dat die warmte naar de oppervlakte rijst. Maar als het oppervlaktewater zouter wordt, kunnen de waterlagen makkelijker mengen en kan de warmte zich sneller naar boven verplaatsen. Daardoor smelt zee-ijs van onderaf. Volgens de wetenschappers versnelt dat een gevaarlijke vicieuze cirkel in het klimaatsysteem: minder zee-ijs betekent dat de temperatuur op aarde toeneemt, wat op zijn beurt weer zorgt voor meer smeltend ijs.
‘Het toegenomen zoutgehalte van de Zuidelijke Oceaan zou kunnen betekenen dat er juist meer CO2 de oceaan ingaat’
Volgens oceanograaf Erik van Sebille (Universiteit Utrecht), niet betrokken bij de studie, is het begrijpelijk dat een verklaring voor deze vondst nog even op zich laat wachten. De oceaan is een uiterst ingewikkeld systeem dat zich lastig laat modelleren, zegt hij. ‘Met name diepzeestromingen zijn extreem moeilijk in kaart te brengen. Het effect van regenwater op oppervlaktewater is nog wel te begrijpen, maar de wisselwerking tussen stromen die veel dieper in de oceaan plaatsvinden, is echt heel complex.’
Daar komt bij dat we niet veel weten van de Zuidelijke Oceaan. Van alle oceanen worden daar de minste metingen gedaan, zegt Van Sebille. Het gebied ligt ver weg en er komen weinig schepen. Bovendien zijn de omstandigheden vaak onstuimig, wat het plaatsen van meetapparatuur lastiger maakt.
Intuïtief denkt Van Sebille dat het zouter worden van de oceaan te maken heeft met een verandering van de complexe dieptestromingen. ‘Je zou bij een verandering van bovenaf, door regenval of smeltend zee-ijs, juist verwachten dat het water zoeter wordt. Het is dus waarschijnlijker dat er een ander soort dieptewater de Zuidelijke Oceaan instroomt waardoor het water zouter wordt.’
Verassingen
Diepzeestromen zijn van groot belang in het klimaatsysteem omdat ze optreden als ‘carbon sink’. Dat betekent dat ze CO2 opslaan uit de atmosfeer en daarmee het broeikaseffect verzwakken. Zonder de oceaan zou de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer nog hoger zijn, en klimaatverandering daarmee nog sterker. ‘Een toegenomen zoutgehalte van de Zuidelijke Oceaan zou kunnen betekenen dat er juist meer CO2 de oceaan ingaat’, denkt Van Sebille.
Daardoor hoeft de vondst van de Britse wetenschappers niet gelijk zorgelijk te zijn. Als het inderdaad zo is dat een zoutere oceaan gepaard gaat met een hogere opname van CO2, dan zou het netto-effect voor het klimaat zomaar positief kunnen zijn. Wat wel zorgelijk is, zegt Van Sebille, is dat de resultaten laten zien dat het netwerk van oceaanstromingen nóg complexer in elkaar steekt dan gedacht. Voor klimaatmodelleurs is dat geen goed nieuws.
‘Het is aannemelijk dat het zoutgehalte ook op andere plekken verandert’
‘Het klimaatprobleem is al zo lastig te voorspellen, en kantelpunten in het gedrag van de oceaan voegen alleen maar extra complexiteit toe. Dat er bijvoorbeeld ineens zo’n enorm wak ontstaat in het zee-ijs, dat verrast klimaatwetenschappers enorm. En zulke verrassingen zien we de laatste jaren helaas steeds vaker.’
Hoewel het onderzoek zich op de Zuidelijke Oceaan richtte, denkt Van Sebille dat ook andere gebieden in de oceaan kunnen verzilten. In de tropen bijvoorbeeld, waar het systeem van regenval en verdamping een grote invloed heeft op het zoutgehalte van oppervlaktewater. ‘Regenpatronen en oceaancirculaties veranderen overal ter wereld, niet alleen in de Zuidelijke Oceaan. Dat het zoutgehalte ook op andere plekken verandert, is dus heel aannemelijk.’
