Golfstroom

Nieuwe ijstijd door smeltend Groenland?

De Golfstroom verzwakt, omdat Groenland smelt. En als gevolg daarvan, moeten we rekening houden met een nieuwe IJstijd, klein of groter. Dat blijkt uit onderzoek, gedeeld in het blad Nature[1].

 

Smeltend Groenland veroorzaakt nieuwe ijstijd

De oorzaak is volgens dit rapport duidelijk. Namelijk, de snel stijgende temperaturen. Want deze laten de Groenlandse ijskap smelten. Hierdoor stroomt zoet smeltwater de zee in. En verdunt zo de Warme Golfstroom. Zo valt het cruciale deel van de “conveyor belt” stil. Namelijk, het omlaag zinken van het zware, zoute tropische water van de Golfstroom, wat de stroming op gang hield. Daardoor verzwakt de Golfstroom weer. En zorgt zo dat Europa afkoelt.

Ook in de middeleeuwen smolt er veel Groenlands ijs. Daarom, door dit smeltwater, denken klimatologen, verzwakte de Golfstroom al eerder. Dat was de oorzaak van de Kleine IJstijd in de achttiende eeuw. En dus, slechtere oogsten en strengere winters. En veel schilderijen met ijspret. 

Gaat de geschiedenis zich herhalen?

En gaat dat nu weer gebeuren? Ja, ook nu weer, zo wijst nieuwe research uit 2018 en 2020 uit. Want niet alleen vonden onderzoekers een blob koud, zoeter smeltwater in de Atlantische Oceaan, die de Golfstroom dreigt te blokkeren [2]. Een andere groep ontdekte ook een hoger zoutgehalte van de zuidelijke Atlantische Oceaan. Ook weer een ander bewijs dat de Golfstroom, die dat zoute water verdunt, afzwakt [3]. 

Grote stroom meanderend smeltwater in het ijs van Groenland. Nieuwe ijstijd door smeltend Groenland?
Grote stroom meanderend smeltwater in het ijs van Groenland. Betekent het ontdooien van Groenland een nieuwe ijstijd? Bron:  Ian Joughin. Polar Science Center, Applied Physics Lab, University of Washington, Seattle, USA. Overname voor niet-commercieel gebruik toegestaan volgens CC 3.0 licentie

Bronnen
1. Rahmstorf, S., Box, J., Feulner, G. et al. Exceptional twentieth-century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation. Nature Clim Change 5, 475–480 (2015). https://doi.org/10.1038/nclimate2554
2. Caesar, L., Rahmstorf, S., Robinson, A. et al. Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation. Nature 556, 191–196 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0006-5
3. Zhu, C., Liu, Z. Weakening Atlantic overturning circulation causes South Atlantic salinity pile-up. Nat. Clim. Chang. 10, 998–1003 (2020). https://doi.org/10.1038/s41558-020-0897-7

Animatie van het gedrag van de landbrug tussen Amerika en Siberië. Bron: NOAA

Landbrug maakte landbouw onmogelijk tijdens IJstijd

De reden dat er geen landbouw werd ontwikkeld tijdens de laatste IJstijd, en er dus geen steden met beschaving konden ontstaan, was dat de aarde in die tijd werd geteisterd door felle klimaatschommelingen. Maar wat veroorzaakte die? Het antwoord: een landbrug in het hoge noorden.

Raadselachtige snelle klimaatsveranderingen
Een groot deel van het laatste glaciaal (zoals datgene wat er in het dagelijks leven een ijstijd noemen officieel heet) werd gekarakteriseerd door felle klimaatschommelingen. Op schijnbaar onvoorspelbare tijden vanaf ongeveer 80 000 jaar gleden, stegen en daalden de gemiddelde jaartemperaturen in en rond het Noord-Atlantische gebied met tien graden of meer in minder dan twintig jaar. Ter vergelijking: de gemiddelde temperatuur in Nederland is negen graden. Die in het uiterste zuiden van Spanje, bij Málaga, is negentien graden. Het klimaat in Spanje kon dus in twintig jaar plotseling veel weg hebben van dat van Nederland. Of dat in Nederland veel weg hebben van het klimaat in Nuuk, de hoofdstad van Groenland, waar de gemiddelde jaartemperatuur -1 graad is. Brrrr.  Niet fijn als je net een olijvengaard hebt gepoot.

Wisselvallig klimaat maakte landbouw onmogelijk
Een boer zou hier met de handen in het haar zitten. Dit verklaart ook waarom er in het Pleistoceen – het tijdperk van de ijsbedekkingen – door de mens geen landbouw werd ontwikkeld en pas in het Holoceen, ongeveer tienduizend jaar geleden, overal ter wereld de eerste landbouwexperimenten begonnen. Landbouw is de enige reden dat  we hier nu met bijna twintig miljoen zeer weldoorvoede mensen in dit drooggelegde moeras kunnen wonen, waar nog geen tienduizend jaar geleden enkele duizenden jagers en verzamelaars een armzalig bestaan bevochten. En als er nu weer net als in het Pleistoceen van deze felle klimaatwisselingen komen, zullen boeren en landbouwkundigen halsbrekende toeren moeten uithalen om zware hongersnoden te voorkomen. Falen ze, dan zullen we weer achter de konijnen en zeemeeuwen aan moeten jagen (grotere dieren hebben we al uitgemoord).

Animatie van het gedrag van de landbrug tussen Amerika en Siberië. Bron: NOAA
Animatie van het gedrag van de landbrug tussen Amerika en Siberië. Bron: NOAA

Landbrug
Klimatologen verzonnen veel verklaringen voor deze plotselinge klimaatschommelingen. Zo zou de zon plotseling veel minder actief zijn geworden of wellicht een instabiele, op hol geslagen klimaatcyclus. Een nieuw onderzoek van klimatoloog Aixue Hu, verbonden aan het Amerikaanse National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, wijst op een simpeler verklaring: een landbrug die de zeestroming blokkeerde. Wat we nu kennen als de Beringstraat was tijdens de vorige IJstijd een landbrug, die Alaska en Siberië met elkaar verbond. Ongeveer tachtigduizend jaar geleden slokten de oprukkende ijskappen in Europa en Noord Amerika zoveel water op, dat het zeeniveau daalde tot vijftig meter onder het huidige peil en de Beringstraat droogviel. Op het hoogtepunt van de ijstijd was deze landbrug tot rond de 1500 km breed.

Hu’s team onderzocht twee simulaties. In één was de Beringstraat open, in de andere afgesloten. In elke simulatie voegden de onderzoekers geleidelijk grote hoeveelheden zoet water toe aan de noordelijke Atlantische Oceaan tussen 20° and 50° noorderbreedte (zeg maar, de oceaan tussen Marokko en Nederland). Deze oceaan ontving grote hoeveelheden smeltwater als de ijskappen periodiek smolten tijdens kortdurende warme perioden. Anno nu loopt door dit gebied de Warme Golfstroom, die maakt dat er op de Britse Eilanden olijven kunnen worden gekweekt. Deze Golfstroom bestaat bij de gratie van het afzinken van het afgekoelde, zoute tropische water dat vervolgens naar het zuiden vloeit. Zonder deze schakel zouden de wereldwijde oceaanstromingen tot stilstand komen en het klimaat hier even akelig worden als dat in Vladivostok, aldus Hu.

In beide simulaties leidden deze korte pieken in smeltwatertoevoer tot een laag zoet, koud water. Dit water was zo zoet dat zelfs als het afkoelde, het nooit zwaarder werd dan het zoute water er onder. Gevolg: een tijdelijk stilvallen van de Golfstroom en dus hevige vrieskou in Europa en Groenland. Echter: als de Beringstraat was afgesloten, duurde deze koude periode 1400 jaar. Als de zeestraat open was, kostte het de oceaanstromen niet meer dan 400 jaar om zich te herstellen. Klaarblijkelijk stabiliseert de landbrug de zeestroming. Als de oceaanstromingen werden stilgelegd in de simulaties, daalden de temperaturen in Groenland plotseling met 12 graden – opmerkelijk genoeg komt dit overeen met de via Groenlandse ijsmonsters vastgestelde periodieke temperatuurdalingen. In de toekomst, voegen de auteurs geruststellend toe, zullen deze uitblijven, omdat de zeespiegel stijgt en de Beringstraat open blijft.

Maar toch. Ook vierhonderd jaar vrieskou in plaats van 1400 jaar  lijkt me persoonlijk geen pretje.

Bron:
Land Bridge Caused Wild Temperature Swings, Science Magazine (2012)
Aixue Hu et al., Role of the Bering Strait on the hysteresis of the ocean conveyor belt circulation and glacial climate stability, PNAS (2012), doi: 10.1073/pnas.1116014109

De Warme Golfstroom houdt Europa behaaglijk.

Golf zoet smeltwater brengt koude in Europa

Britse onderzoekers ontdekten een enorme koepel zoet water in de westelijke Noordelijke IJszee. Het gevolg, denken ze, van sterke poolwinden die het water van de Beaufort zeestroming opzwepen. Wat als deze winden op een gegeven moment gaan liggen? Het gevolg: de Golfstroom wordt afgeremd en een koude winter slaat hard toe in Europa.

De zoetwaterkoepel (de oranje vlek links) kan de sink holes van de Golfstroom (paarse vlek rechts) verstoren.
De zoetwaterkoepel (de oranje vlek links) kan de sink holes van de Golfstroom ten oosten van Groenland (paarse vlek rechts) verstoren.

Zoetwaterheuvel in westelijke IJszee
De onderzoekers maakten gebruik van de ESA-satellieten ERS-2 en Envisat. Deze satellieten maten de hoogte van het zeewateroppervlak in de jaren 1995 tot 2010. Volgens hun berekeningen is de zeespiegel sinds 2002 met zo’n 15 cm gestegen en is het volume aan zoet water met 8000 kubieke kilometer toegenomen. Alweer volgens hun berekeningen is dit ongeveer tien procent van alle zoete water in de Noordelijke IJszee, aldus hoofdauteur Dr Katharine Giles van het Britse Centre for Polar Observation and Modelling (CPOM) aan het University College London. Als deze winden gaan liggen, stroomt de zoetwaterkoepel leeg over de rest van de Noordelijke IJszee en misschien zelfs in de Atlantische Oceaan. Dit heeft ingrijpende gevolgen, onder meer op de Golfstroom.

Golfstroom vertraagd
De Golfstroom, waarvan de oostelijke aftakking West-Europa een aangenaam mild klimaat geeft, bestaat uit warm, zout water, afkomstig uit de Golf van Mexico. Ten oosten van Groenland bevinden zich zogeheten zinkgaten, waar deze enorme watermassa de diepte in zakt en terug naar het zuiden stroomt in de vorm van de zeer koude, maar voedselrijke Labradorstroom. Om deze reden is Oost-Canada, waar de Labradorstroom langs stroomt, alsmede de Amerikaanse oostkust veel kouder dan Europese gebieden op dezelfde breedtegraad. Om een indruk te geven: New York ligt op dezelfde breedtegraad als het veel warmere Madrid en Porto.

De Warme Golfstroom houdt Europa behaaglijk.
De Warme Golfstroom houdt Europa behaaglijk.

Vrieskou door zoet water
Een massa zoet water blokkeert de Golfstroom, waardoor deze wordt afgeremd en minder, of zelfs helemaal geen, warmte meer richting Europa kan voeren. Rond de twaalfduizend jaar geleden (en 8200 jaar  geleden) vond er een korte, scherpe terugval naar een ijstijd plaats: Lake Agassiz, een enorm zoetwatermeer in de noordelijke Verenigde Staten en zuidelijk Canada, stroomde toen in twee keer leeg in de Atlantische Oceaan. Beide keren (het Jongere Dryas en het  ‘8200 Event’) daalden de temperaturen tot ijstijdniveau.  De gevolgen van het stilleggen van de Golfstroom zijn nogal ingrijpend. Ook het afzwakken van de Golfstroom kan al leiden tot een sterke temperatuurdaling.

Invloed wind sterker door smelten poolijs
De  onderzoekers stellen dat de Noordelijke IJszee nu veel gevoeliger is voor windinvloeden door het smelten van het ijs, dat tot voor die tijd de oceaan er onder thermisch en mechanisch isoleerde. Pas toen de wind vrij spel kreeg kon deze het water opstuwen en de koepel vormen. Tot nu toe hebben de winden de koepel intact gehouden, maar als ze gaan liggen, kan dit water de andere kant op gaan stromen. Met ingrijpende gevolgen in Europa.

Kortom: weer heel wat koren op de molen voor hen die geloven dat door smeltwater een nieuwe IJstijd, pardon, glaciaal, kan ontstaan. We kunnen dit verschijnsel maar beter goed in de gaten houden.

Bronnen:
Katharine A. Giles, et al., Western Arctic Ocean freshwater storage increased by wind-driven spin-up of the Beaufort Gyre, Nature Geoscience, 2012
Huge pool of Arctic fresh water could cool Europe, Planet Earth Online (2012)