Bewijs voor subglaciale meren

July 12, 2017 Glaciale terugtrekking versneld door smeltwatermeren onder de Antarctische ijskap

Het ijs op Antarctica was tijdens de laatste ijstijd veel dikker en strekte zich verder uit dan nu. Wetenschappers hebben gespeculeerd dat er zich onder het ijs subglaciale meren bevonden. Een internationaal team van onderzoekers heeft nu met succes monsters genomen van de metersdikke sedimentlagen die door deze meren op de zeebodem zijn achtergelaten. Dit is het resultaat van een studie van Gerhard Kuhn en collega's, die onlangs werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Honderden subglaciale meren liggen momenteel onder de Antarctische ijskap, waarvan het Vostokmeer het grootste en bekendste is. Het onderzoeken van deze merenstelsels, die duizenden jaren ingesloten zijn gebleven, brengt veel uitdagingen met zich mee. Wetenschappers moeten zich bijvoorbeeld houden aan strenge milieubeperkingen om te voorkomen dat ze de meren vervuilen met iets van de oppervlakte.

Russische onderzoekers hebben alleen monsters verzameld door voorzichtig in het oppervlakte-ijs van het Vostokmeer te boren en alleen het water te testen dat uit het boorgat stroomde en daarna snel weer bevroor. Nu heeft een team onderzoekers onder leiding van marien geoloog Dr. Gerhard Kuhn van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Centrum voor Pool- en Marien Onderzoek (AWI) onomstotelijk bewijs geleverd, in de vorm van poriënwateranalyses, voor de aanwezigheid van een voormalig subglaciaal meer op het Antarctisch continentaal plat.

Tijdens expedities naar de Amundsen Zee met de onderzoeksijsbreker Polarstern in 2006 en 2010 verzamelden AWI-onderzoekers en hun internationale collega's sedimentkernen waarvan ze nu bevestigen dat ze afkomstig zijn van subglaciale meren.

"De kernen, die tot tien meter lang zijn, werden verzameld op een waterdiepte van 750 meter. De sedimenten van de meren liggen momenteel begraven onder een vier meter dikke laag mariene sedimenten op de zeebodem", vertelt Kuhn.

Ze werden gevonden in valleien op de oceaanbodem die zich in een ver verleden onder de Antarctische ijskap bevonden.

"We hebben nu geverifieerd dat er tijdens de laatste ijstijd ook subglaciale meren waren onder een enorm dikke ijskap in Pine Island Bay in de zuidelijke Amundsenzee. Het ijs heeft zich daar nu drastisch teruggetrokken, waardoor we aan boord van de Polarstern paleo-meerafzettingen konden bemonsteren," zegt dr. Kuhn.

Het chloridegehalte in het poriewater als indicator voor het zoutgehalte werd gemeten. In de lagere delen van sommige sedimentkernen was dit extreem laag: een duidelijk teken van zoet water, dat afkomstig is van meren onder het ijs. De unieke sedimenten die het team heeft verzameld, vormen nu een archief van de veranderende milieuomstandigheden op Antarctica en bestrijken een tijdspanne van het heden tot het Laatste Glaciale Maximum (meer dan 20.000 jaar geleden), toen het mondiale zeeniveau ruwweg 130 meter lager lag dan nu. Deze meersedimenten bevatten bestanddelen die vrijwel onmogelijk te dateren zijn, waardoor wetenschappers hun ouderdom minder goed kunnen schatten.

"We weten echter wel dat ongeveer 11.000 jaar geleden de Pine Island-gletsjer zich terugtrok en dunner werd, waardoor het bewegende ijs als een ijsplateau op de oceaan kwam te drijven. Als gevolg daarvan verdwenen de meren die voorheen door gletsjers werden bedekt in de oceaan, toen deze het Antarctisch continentaal plat overspoelde. Alleen de afdruk van de meren in de vorm van diepe bekkens en sedimenten bleef bewaard, die we nu hebben onderzocht," zegt Dr. Claus-Dieter Hillenbrand van de British Antarctic Survey.

Satellietmonitoring laat zien dat de beweging van water van het ene meer naar het andere ervoor kan zorgen dat gletsjers die de Antarctische ijskap draineren sneller bewegen.

"Dit aspect moet worden meegenomen in modellen die zijn ontworpen om voorspellingen te doen over het toekomstige gedrag en de dynamiek van ijsmassa's en daarmee de mate waarin de zeespiegel zal stijgen," legt marinegeoloog Kuhn van AWI uit.

Volgens een tweede studie, waaraan Kuhn heeft bijgedragen en die op 17 maart 2017 is gepubliceerd in Nature Communications, voegt hij eraan toe: "We hebben alle reden om aan te nemen dat er meer subglaciale meren zijn in Antarctica - en meer in de laatste ijstijd - dan tot nu toe is aangenomen. Bovendien reageerden ijskappen zoals die op het sub-Antarctische eiland South Georgia en ijskappen veel gevoeliger en sneller op klimaatveranderingen dan eerder werd aangenomen."

Deze studies werden mogelijk gemaakt door een nauwe samenwerking tussen het Alfred Wegener Instituut en collega-onderzoekers van de British Antarctic Survey (BAS), de Universiteit van Utrecht, het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University (VS) en de Universiteiten van Bremen en Leipzig.