AntarcticGlaciers.org

Wat is een ijsplaat? | Wat is een ijsplaat?

Larsen Ice Shelf in 2004

Ice shelves are floating tongues of ice that extend from grounded glaciers on land. Sneeuw valt op gletsjers, die stroomafwaarts stromen onder invloed van de zwaartekracht. IJsplaten komen veel voor rond Antarctica, en de grootste zijn de Ronne-Filchner, Ross en McMurdo Ice Shelves.

Ice shelves surround 75% of Antarctica’s coastline, and cover an area of over 1.561 million square kilometers (a similar size to the Greenland Ice Sheet). De ijsplaten krijgen massa doordat er ijs instroomt van gletsjers op het vasteland, door sneeuwophoping en door bevriezing van zee-ijs (zeewater) aan hun onderkant. Zij verliezen massa door het afkalven van ijsbergen en door het smelten van de basis aan de buitenrand, samen met sublimatie en winddrift op hun oppervlak. De ijsplaten zijn belangrijk, omdat ze een rol spelen in de stabiliteit van de Antarctische ijskap en de massabalans van de ijskap, en omdat ze belangrijk zijn voor de stratificatie van de oceaan en de vorming van bodemwater; dit draagt bij tot de thermohaliene circulatie in de wereld. Het smelten onder de ijsplaten is een van de belangrijkste manieren waarop de Antarctische ijskap massa verliest.

Op het satellietbeeld van de Prince Gustav Ice Shelf hieronder, kunt u zien dat de ijsplaten er heel vlak uitzien. In feite kun je normaal gesproken zien waar het ijs begint te drijven door een scherpe breuk in de helling bij de aanaardingslijn. De ijsplaten bestaan dus uit ijs dat afkomstig is van sneeuwval op het land, maar ook uit zee-ijs dat van onderaf wordt aangevoerd. IJsborden zijn dus te onderscheiden van zee-ijs, dat uitsluitend uit bevriezend zeewater ontstaat. Hieronder ziet u een voorbeeld van het noordelijke Antarctische schiereiland. De Prince Gustav Ice Shelf lag tussen Trinity Peninsula en James Ross Island. Hij stortte in 1995 in. Op de ijsplaat zijn glaciologische structuren te zien, die erop wijzen dat hij uit zijn zijgletsjers stroomt. Er zijn ook veel smeltvijvers op de ijsplaat te zien.

Schematische weergave van een gletsjer die in een ijsplaat uitmondt, met de aanaardingslijn en het afkalven bij de ijsklif aan de rand van de ijsplaat. Glaciologische structuren in de Prince Gustav Ice Shelf. Landsat 4 TM beeld uit 1988. Supraglaciale smeltwatermeren op de McMurdo Ice Shelf. Krediet: Neil Glasser. Smeltwatermeren op McMurdo Ice Shelf

De ijsplaten rond Antarctica zijn tot 50.000 km2 groot, en kunnen tot 2000 m dik zijn. Hun voorste eindpunt is vaak tot 100 m hoog. De ijsplaten doen met tussenpozen grote ijsbergen afkalven, wat een normaal onderdeel van hun afslijting is. Rond Antarctica vormen zich ijsplaten waar de gemiddelde jaartemperatuur lager is dan -9°C, met opeenvolgende breuken van de ijsplaten naarmate de temperatuur stijgt. De geometrie van de kustlijn is vaak belangrijk om te bepalen waar de ijsplaten zullen ontstaan. De Larsen Ice Shelf, bijvoorbeeld, wordt gevormd in een inham.

Ingestorte ijsplaten

Enkele van de ijsplaten rond Antarctica zijn onlangs dramatisch ingestort, in plaats van zich op een langzame en gestage manier terug te trekken. Larsen A stortte in 1995 in, en de beroemde Larsen B Ice Shelf stortte in 2002 in. Deze is gekrompen van 12.000 km2 in 1963 tot 2400 km2 in 2010. In februari 2002 ging 3250 km2 verloren door het afkalven en versplinteren van ijsbergen. In de figuur hieronder ziet u de blauwe, gevlekte verschijning van de ijsplaat in het beeld van 2002, veroorzaakt door het bloot komen te liggen van dieper blauw gletsjerijs.

Landsatbeelden die het instorten van de Larsen Ice Shelf laten zien. Let op de blauwe vlekken in 2002, die het gevolg zijn van het bloot komen te liggen van diepblauw ijs.

Over het Antarctisch Schiereiland zijn nu verschillende ijsplaten ingestort (tabel 1). Door de instorting van deze ijsplaten konden er kernen in de sedimenten van de onderlaag worden genomen om te onderzoeken of deze instortingen deel uitmaken van het normale gedrag van ijsplaten. Het blijkt dat de noordelijker gelegen ijsplaten, zoals de Prins Gustav Ice Shelf, inderdaad al eerder zijn ingestort, waardoor er 5000 jaar geleden gedurende een korte periode open-mariene organismen in het Prins Gustav Kanaal leefden. De zuidelijker gelegen Larsen B Ice Shelf blijkt echter gedurende het hele Holoceen een vaste ijsberg te zijn gebleven. Dit suggereert dat bepaalde drempels zijn overschreden en dat de milieuveranderingen op het Antarctisch Schiereiland nu groter zijn dan ooit tevoren.

In de video hieronder ziet u een animatie van de ineenstorting van de Larsen Ice Shelf aan de hand van Modis-beelden:

Tabel 1. Data van instorting van de ijsplaat

Mechanismen van het instorten van ijsplaten

Er zijn verschillende redenen waarom ijsplaten snel desintegreren in plaats van langzaam en gestaag te krimpen. IJsplaten storten in als reactie op langdurige milieuveranderingen, die een voortdurende verdunning en inkrimping veroorzaken. Wanneer bepaalde drempels worden overschreden, begint de catastrofale desintegratie van ijsplaten door het afkalven van ijsbergen. Voordat ijsplaten instorten, ondergaan ze eerst een periode van langdurige verdunning en basaal smelten, wat ze kwetsbaar maakt. De afzetting van smeltwater aan het oppervlak en de buiging van getijden en platen dragen vervolgens bij tot snelle ijsafkalving en het uiteenvallen van de ijsplaat.

Lange-termijnverdunning en basaalsmelting

Verschuivingen in de dikte van de Antarctische ijsplaat. Let op de snelle verdunning van de ijsplaat van de Pine Island Glacier in West-Antarctica. Uit Pritchard et al., 2012, Nature. Overgenomen met toestemming van Macmillan Publishers Ltd: Nature
(Pritchard et al. 2012), copyright (2012).

Langetermijnverdunning door smelten aan het oppervlak en aan de basis is de voorwaarde voor het instorten van de ijsplaat. Negatieve massabalansen op zijgletsjers kunnen leiden tot het dunner worden van de gletsjers en ijsplaten. De ijsplaten worden het snelst dunner op plaatsen waar relatief warme oceaanstromingen via diepe troggen toegang hebben tot de basis van de ijsplaten. De structuur van de ijskappen lijkt een belangrijke rol te spelen, waarbij de aanhechtingen tussen zijgletsjers leiden tot zwakkere gebieden met dunner ijs, die gevoelig zijn voor rifting.

Een recente analyse van de ijsplaten op Antarctica heeft aangetoond dat de basale smeltsnelheid ongeveer 1325 ± 235 gigaton per jaar bedraagt, met een extra afkalfstroom van 1089 ± 139 gigaton per jaar. Het smelten van de ijskappen is dan ook een van de grootste ablatieprocessen op Antarctica. Dit massale smelten van de basis vindt echter niet gelijkmatig over alle ijsplaten plaats; de reusachtige ijsplaten Ronne, Filchner en Ross beslaan tweederde van het totale ijsoppervlak, maar zijn slechts verantwoordelijk voor 15% van het netto smeltproces. In plaats daarvan vindt het grootste smeltproces plaats rond het Antarctisch Schiereiland en West-Antarctica, van het noordelijke uiteinde van de George VI Ice Shelf tot het westelijke uiteinde van de Getz Ice Shelf. Deze ijsplaten worden ook snel dunner. Op traag bewegende ijsplaten (b.v. George VI, Abbot, Wilkins) is bijna al het oorspronkelijke landijs weggesmolten binnen een paar kilometer van de aanaardingslijn. De helft van het smeltwater is dus afkomstig van slechts tien kleine, warme ijsplaten aan de ZO-Pacifische rand van Antarctica, en deze tien ijsplaten beslaan slechts 8% van de totale oppervlakte van de ijsplaten. Al dit koude water dat in de oceaan terechtkomt, heeft een aanzienlijke invloed op de vorming van zee-ijs, met als gevolg een hogere concentratie van zee-ijs rond Antarctica.

Het smelten van de ijsplaten rond Pine Island Glacier in West-Antarctica is zorgwekkend, omdat de West-Antarctische ijskap onder de zeespiegel is geaard. Een instorting van deze ijsplaat zou kunnen leiden tot instabiliteit van de ijskappen en een snelle wereldwijde stijging van de zeespiegel.

Landsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA) toont de locatie van de belangrijkste ijsplaten.

Smelting en plasvorming aan het oppervlak

Verhoogde temperaturen in de atmosfeer leiden tot smelting en plasvorming aan het ijsoppervlak. Catastrofale instortingen van de ijskap treden meestal op na een relatief warm zomerseizoen, met een verhoogd smelten van het oppervlak. Gebaseerd op de seizoensgebondenheid van het afbreken van ijsplaten en de geografische spreiding van het afbreken van ijsplaten in de buurt van de zuidelijk voortschrijdende -9°C isotherm, lijkt het erop dat het afsmelten van het ijsoppervlak noodzakelijk is voor het afbreken van ijsplaten. Dit smeltwater smelt naar beneden in de ijsplaat, veroorzaakt breuken en leidt tot het snel afkalven van ijsbergen. Toenemend smeltwater aan het oppervlak leidt ook tot verzadiging van de sneeuw, waardoor spleten met water worden gevuld en de hydrostatische druk toeneemt. Infiltratie van pekel kan ook leiden tot het dieper worden van scheuren.

Plaatbuiging en getijdebuiging

Maar smeltwaterophoping alleen verklaart niet de snelle ijsbergfragmentatie. We moeten een derde proces in rekening brengen. Doorbuiging van de frontale rand van de ijsplaat als gevolg van getijdebuiging kan leiden tot de vorming van kleine scheuren parallel aan het ijsfront. Onder de bovengenoemde omstandigheden (verdunning met overvloedig oppervlaktewater) kan een drempel worden overschreden, waardoor de ijsplaat snel uiteenvalt.

Wanneer ijsbergen door de bovengenoemde mechanismen worden gevormd, ontstaan er lange, dunne ijsbergen aan het ijsfront. Deze ijsbergen zullen kapseizen omdat ze dunner zijn dan ze diep zijn. Bij het kapseizen van ijsbergen komt gravitatiepotentiaal vrij en neemt de trekspanning op de ijsplaat toe. Dit kan leiden tot een cascade van fragmentatie, kapseizen en ijsbergbreuk.

Ice shelf buttressing

Glacier-ice shelf interactions: In een stabiel gletsjer-ijsplaat systeem wordt de neerwaartse beweging van de gletsjer gecompenseerd door de opwaartse kracht van het water aan de voorkant van de plaat. Warmere temperaturen destabiliseren dit systeem door de basis van de gletsjer te smeren en smeltplassen te creëren die uiteindelijk de ijsplaat doorsnijden. Zodra de ijsplaat zich terugtrekt tot aan de aanaardingslijn, wordt de opwaartse kracht die vroeger de gletsjerstroom compenseerde, verwaarloosbaar, en de gletsjer versnelt zijn weg naar zee. Original Image by Ted Scambos and Michon Scott, National Snow and Ice Data Center.

Ingestorte ijsplaten dragen niet direct bij aan de wereldwijde zeespiegelstijging. Dat komt omdat ze drijven, en dus leidt hun smelten niet tot zeespiegelstijging. Om dit te controleren, doet u een paar ijsblokjes in een glas en controleert u het waterpeil. Stijgt het water als de “ijsbergen” smelten?

Echter, ijsplaten spelen een zeer belangrijke rol bij het “stutten” van de gletsjers aan hun zijtakken. Gletsjers die in ijsbergen uitmonden, worden tegengehouden door de ijsberg voor hen. Zelfs kleine ijsplaten spelen een belangrijke rol bij het reguleren van de stroming van ijsstromen die in hen uitmonden. Dit is in verschillende gevallen waargenomen, met name na de instortingen van de Larsen Ice Shelf en de Prince Gustav Ice Shelf. Op het Landsat-beeld van de Prince Gustav Ice Shelf hierboven is de snelle terugtrekking van de gletsjer van 1988 tot 2009 te zien.

Wanneer gletsjers dunner worden, versnellen en zich terugtrekken als reactie op het instorten van de ijsplaat, wordt meer ijs rechtstreeks naar de oceanen getransporteerd, wat een directe bijdrage levert aan de zeespiegelstijging. De zeespiegelstijging als gevolg van het instorten van ijskappen is vooralsnog beperkt, maar grote ijskappen rond enkele van de belangrijkste Antarctische gletsjers zouden gevaar kunnen lopen, en hun instorting zou resulteren in een aanzienlijke bijdrage aan de zeespiegelstijging. Zie Instabiliteit van de ijskappen voor meer informatie.

Verder lezen

• Instabiliteit van mariene ijskappen
• George VI Ice Shelf
• Ice shelves: the hidden villan
• Sea level rise
• Glacier recession in Patagonia
• Glacier recession on the Antarctic Peninsula
• Glaciers and climate verandering
• Bijdrage van Antarctica aan wereldwijde zeespiegelstijging
• De groeiende scheur op Larsen C Ice Shelf

Ga naar boven of spring naar Marine Ice Sheet Instability.

Ga naar boven of spring naar Marine Ice Sheet Instability.