Er was open water en leven in het Noordpoolgebied, zelfs in de koudste ijstijden

Jarenlang gingen wetenschappers ervan uit dat de Noordelijke IJszee tijdens de koudste ijstijden volledig bedekt was met een gigantisch, kilometersdik pak ijs. Maar een nieuwe studie zet dat idee op losse schroeven.

Verrassend genoeg bleef het Arctische water tijdens de koudste periodes van de afgelopen 750.000 jaar deels open in de zomermaanden. Zo was er ruimte voor licht, leven en zee-ijs dat met de seizoenen aanvroor en weer wegsmolt.

Diepzeekernen
Wetenschappers van het Europese project ‘Into the Blue – i2B’ analyseerden sedimentkernen (diepzeekernen) die zijn opgeboord uit de zeebodem van de centrale Noordse Zeeën en het Yermak-plateau, ten noorden van Spitsbergen. Dit zijn cilindervormige monsters van marien sediment die worden gebruikt om de geschiedenis van de Aarde te bestuderen. Ze zijn als het ware een tijdslijn van afzettingen, waarbij de diepere lagen ouder zijn dan de bovenste lagen. In deze modderlagen zitten chemische restjes van algen die er in een ver verleden groeiden. En die vertellen een verrassend verhaal.

“Sommige van die algen kunnen alleen leven in open water, andere doen het juist goed onder seizoensijs”, legt hoofdonderzoeker Jochen Knies uit, verbonden aan The Arctic University of Norway in Tromsø (UiT). “Onze sedimentkernen laten zien dat er zelfs tijdens de koudste tijden sprake was van marien leven. Dat betekent dat er licht was en open water aan het oppervlak. Deze mate van leven is niet mogelijk als alles onder een kilometers dikke ijsplaat ligt.”

Een van de belangrijkste aanwijzingen is het molecuul IP25, geproduceerd door algen die leven in seizoensgebonden zee-ijs. De regelmatige aanwezigheid ervan in de sedimentlagen wijst erop dat het ijs niet permanent aanwezig was, maar jaarlijks aangroeide en weer verdween.

Virtuele duik in de ijstijd
Het team testte hun ontdekkingen met behulp van een complex klimaatmodel: het AWI Earth System Model. Daarmee bootsten ze de omstandigheden in de Arctische regio tijdens twee extreem koude perioden na: het Laatste Glaciale Maximum (LGM), dat zo’n 21.000 jaar geleden plaatsvond, en een nog oudere ijstijd van ongeveer 140.000 jaar geleden. “De modellen bevestigen wat we in de sedimenten zagen”, vertelt Knies. “Zelfs tijdens deze extreme ijstijden bleef warm Atlantisch water de Arctische regio instromen. Hierdoor bleven delen van de oceaan ijsvrij.” De simulaties laten ook zien dat het ijs zich verplaatste met de seizoenen. Er ontstonden openingen in het ijsdek, waar zonlicht het wateroppervlak kon bereiken en leven mogelijk bleef.

Het idee van een enorme, alles bedekkende ijskap is zeker niet nieuw. Sommige onderzoekers zien in littekens op de zeebodem bewijs voor dit idee, maar dat beeld wordt nu ernstig in twijfel getrokken. “Het zou goed kunnen dat er tijdelijke ijsplaten in sommige delen van de Arctische Oceaan ontstonden tijdens bijzonder strenge fasen”, zegt Knies. “Maar we vinden geen enkel bewijs voor een gigantische, aaneengesloten ijsplaat die duizenden jaren standhield.” De wetenschappers reppen in hun studie nog wel over een uitzonderlijke situatie die dateert van ongeveer 650.000 jaar geleden, toen de biologische activiteit in de sedimenten tijdelijk sterk afnam. Maar ook dat lijkt een kortdurend fenomeen te zijn geweest en geen langdurige bevriezing van het hele gebied.

Lessen voor de toekomst
Waarom is deze ontdekking zo belangrijk? We weten nu meer over de manier waarop het Noordpoolgebied zich gedraagt onder extreme klimaatomstandigheden. En deze kennis is onmisbaar om de nabije, middellange en verre toekomst van onze planeet te begrijpen. “Deze reconstructies helpen ons te begrijpen wat wel en niet mogelijk is als het gaat om ijsbedekking en oceaandynamiek”, zegt onderzoeker Gerrit Lohmann van het Alfred Wegener Institute. “Dat is cruciaal als we willen voorspellen hoe ijsplaten en zee-ijs zich gedragen in een opwarmende wereld.”

Knies voegt daaraan toe: “Het is erg belangrijk om te snappen hoe de Arctische Oceaan reageert onder druk en waar de kantelpunten liggen. Want de veranderingen die we nu zien, zijn beter te begrijpen als we het verleden goed in kaart brengen.”