Smeltende gletsjers remmen de opwarming, was altijd de gedachte. Maar dat valt tegen

Voor klimaatonderzoekers was er lange tijd een sprankje hoop tussen alle sombere klimaatvoorspellingen: naarmate Antarctica opwarmt en gletsjers smelten, zou ijzer vrijkomen in zee. Dat stimuleert de bloei van fytoplankton, dat grote hoeveelheden CO2 uit de atmosfeer opneemt. Maar die theorie houdt geen stand.

Mariene wetenschappers van Rutgers University hebben de tot dusver nauwkeurigste meting gedaan van ijzer dat vrijkomt uit een Antarctische gletsjer. Hun conclusie: smeltwater van een Antarctische ijsplaat levert veel minder ijzer aan het omringende zeewater dan tot nu toe werd gedacht.

Volgens de onderzoekers zet de studie vraagtekens bij de herkomst van ijzer in de Zuidelijke Oceaan rond Antarctica en kan dat gevolgen hebben voor klimaatmodellen. “Er werd algemeen aangenomen dat gletsjers die onder ijsplaten smelten aanzienlijke hoeveelheden biologisch beschikbaar ijzer leveren, in een proces van natuurlijke, door gletsjers aangedreven ijzerbemesting”, zegt hoofdonderzoeker Rob Sherrell, hoogleraar mariene en kustwetenschappen. “Maar we moeten die aannames helaas bijstellen.”

De Zuidelijke Oceaan rond Antarctica is, ondanks maandenlange duisternis in de winter, een opvallend productieve regio. Fytoplankton vormt er de basis van het voedselweb: krill voedt zich ermee en pinguïns, zeehonden en walvissen eten de krill. Tijdens fotosynthese nemen deze algen enorme hoeveelheden CO2 op. De regio geldt dan ook als ’s werelds grootste oceanische opslagplaats van dit broeikasgas. De beschikbaarheid van ijzer is daarbij cruciaal: zonder voldoende ijzer geen grootschalige algengroei.

Expeditie naar de Dotson Ice Shelf

Eerdere studies naar ijzerbronnen in de Zuidelijke Oceaan waren vooral gebaseerd op simulaties en computermodellen. Sherrell en collega’s kozen een andere aanpak: direct meten bij de bron. In 2022 reisde het team aan boord van de inmiddels uit dienst genomen Amerikaanse ijsbreker Nathaniel B. Palmer naar de Dotson Ice Shelf in de Amundsenzee op West-Antarctica. De Amundsenzee is verantwoordelijk voor het grootste deel van de zeespiegelstijging door smeltend Antarctisch ijs.

In dit gebied stroomt relatief warm oceaanwater onder drijvende ijsplaten waardoor ze van onderaf smelten. Er is gekeken waar zeewater een holte onder de ijsplaat binnenstroomt en waar het, verrijkt met smeltwater, weer naar buiten komt. Op beide punten werden watermonsters genomen.

Terug op de universiteit werd het ijzergehalte vastgesteld, zowel opgelost als in zwevende deeltjes. Ook zijn de isotopenverhoudingen gemeten om als het ware een vingerafdruk van de ijzerbron te maken. Vervolgens berekenden de onderzoekers hoeveel extra ijzer de holte verliet ten opzichte van wat erin stroomde en welke smeltprocessen daarvoor verantwoordelijk waren.

Verrassende uitkomst

De resultaten waren onverwacht. Slechts 10 procent van het opgeloste ijzer in het uitstromende water bleek afkomstig van het smeltwater. Het grootste deel kwam van binnenstromend diep oceaanwater (62 procent) en van sedimenten op het continentale plat (28 procent). “Ongeveer 90 procent van het opgeloste ijzer dat uit de holte onder de ijsplaat stroomt, komt uit diep water en sedimenten buiten de holte, niet uit het smeltwater zelf”, zegt hoofdauteur Venkatesh Chinni.

Bovendien wijzen de ijzerisotopen erop dat zich ergens onder de gletsjer een laag vloeibaar smeltwater bevindt zonder opgeloste zuurstof. Zulke omstandigheden bevorderen het oplossen van vaste ijzeroxiden uit het onderliggende gesteente. Die subglaciale processen lijken een belangrijkere ijzerbron dan het smelten van de ijsplaat zelf.

“Wij stellen dat het smeltwater zelf heel weinig ijzer bevat en dat het meeste ijzer dat het wél meeneemt afkomstig is van het vermalen en oplossen van gesteente in de vloeibare laag tussen het gesteente en de ijskap, niet van het ijs dat bijdraagt aan zeespiegelstijging”, aldus Sherrell.

Gevolgen voor klimaatmodellen

De bevindingen ondermijnen daarmee het idee dat toenemende smelt automatisch leidt tot extra natuurlijke ijzerbemesting en dus meer CO2-opname door fytoplankton. Dat kan belangrijke implicaties hebben voor klimaatmodellen, waarin dergelijke processen soms als compenserend mechanisme worden meegenomen.

Vervolgonderzoek is nodig om beter te begrijpen hoe deze processen, die zich onder het ijs afspelen, precies bijdragen aan de ijzerkringloop. Maar één ding lijkt duidelijk: het optimistische scenario waarin smeltende gletsjers de klimaatverandering deels afremmen via ijzerbemesting, blijkt een stuk minder waarschijnlijk. “Voor sommige collega’s zal dit een zeer verrassende uitkomst zijn”, besluit Sherrell.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Smeltende ijskappen Antarctica zorgen voor toename fytoplankton (en dat helpt bij CO2-opname) en Waarom Antarctica op een kantelpunt staat. Of lees dit artikel: IJskernen op Antarctica tonen aan: mogelijk hebben we 1,5 graden opwarming vorig jaar al bereikt.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: