|
1. Amazone-oerwoud, point of no return may be
closer than we think.
2. Hansen, Global warming twenty years later.
3. Wat is de toestand? Omslagpunten bij Fred
Pearce.
4. Oceans acidifying 10 times faster than though.
5. Unquiet Ice speaks volumes on global warming.
1. Amazoneoerwoud, point of no return may be closer than we think (WWF). 2008.
1) Many changes underway in the Amazon today could lead to extensive conversion and degradation of Amazon forest over the next 15-25 years, well ahead of the late-century forest dieback predicted by some models. Current trends in agriculture and livestock expansion, fire, drought, and logging could clear or severely damage 55 per cent of the Amazon rainforest by the year 2030.
2) Extensive degradation of forest could be speeded trough the synergistic influence of several vicious feedback loops that excist within and among the ecosystems and climate of the Amazon region. If the Amazon forest tipping point is reached, the prospect of conserving the Amazon rainforest will be greatly diminished, while the loss of biodversity and the emission of greenhouse gases from the region will increase.
3) The ecological tipping point will be reached when fire-resistant native forests are degraded into fire-prone brush through repeated forest damage from drought, logging, or fire.
This tipping point is favoured by vicious cycles within the Amazon fire regime. Forests that burn are more susceptible to further burning beceause fire-induced tree death allows more sunlight to reach the forest interior, drying dead leaves and branches on the forest floor.
Forest invasion by flammable grasses, ferns, and bamboo following fire reinforces the vicious cycle of burning by increasing the amount of fuel on the forest floor.
The ecological tipping point is favoured by fire-dependent agriculture practices that provide abundant spources, such as extensive cattle ranching and swidden (slash-and-burn) agriculture.
4) The climatic tipping point is reached when deforestation; smoke; sea surface temperature anomalies, such as El Nino episodes; and global warming itself inhibit rainfall on a regional scale. This climate tipping point is self –pertuating because it favours the degradation and burning of forests that reduces the release of water vapour and increases smoke emission to the atmosphere, both of wich suppress rainfall. Inhibition of rainfall driven by deforestation appears to become stronger as forest clearing exceeds 30 percent.
5) Amazon deforestation may accelerate in the future through two major trends.
First, the growing world demand for soybeans, biofuel, and meat are increasing the profitability of agriculture and livestock production in the Amazon, thereby strenghtening the incentive for farmers and ranchers to convert their legally-required forest reserves to agriculture and pasture.
Second, the risk of accidental fire discour-ages landholders from investing in fire-intensive tree crops, forest management, or forage improvement as it reinforces a dependence on extensive cattle ranching (with low grazing densities) and swidden agriculture that, in turn, further increase the risk of accidental fire.
6) These synergies among Amazone forests, economies, and climate favour large-scale forest dieback in the next 15 to 25 years. In a dieback scenario, forest fires are increasingly common, fire-dependent extensive cattle ranching and swidden agriculture provide an expanding frontier of ingnition sources, and regional droughts are more frequent because of lowered transpiration and greater smoke production. Growing demands for soybeans, biofuels, and meat increase the profits to made from deforestation.
7) Large-scale degradation of Amazon forests could speed the global climate disruption, influencing the rainfall in far-flung places around the planet. The predictions for the period
from now to 2030 described in (1) would release 15-26 billion tonnes of carbon to the atmosphere equivalent to 1.5 to 2,6 years of current worldwide carbon emissions. With further destruction of the Amazon forest, changes in rainfall are anticipated in other places around the world. Some models indicate that rainfall could decline in India and Central America, and that rainfall during the crop growing season may decline in the grain belts of Brazil and the United States of America.
8) Current economic trends and climate change at regional and global scales could also destroy important ecoregions of the Amazon region, such as the Maranhao babacu forests of Bolivia. Given current trends, many species of animal, including several primates, will lose more then 80 percent of their primary forest habitat over the next few decades.
The intimate link between the Amazon forest and climate.
1) The Amazon forest complex is intimately connected to the worlds climate.
First, it influences climate by acting as a giant consumer of heat close to the ground, absorbing half of the solar energy that reaches it through the evaporation of water from its leaves.
Second, it is a large, fairly sensitive reservoir of carbon that is leaking into the atmosphere through deforestation, drought, and fire, contributing to the build up of atmospheric heat-trapping gases that are the cause of global warming.
Third, the water that drains from these forests and into the Atlantic Ocean is 15-20 percent of the world’s total river discharge, and may be enough to influence some of the great ocean currents that are, themselves, important regulators of the global climate system.
Amazon forest conservation wil be necessary to stabilize the world s climate.
2) The Amazon is at the crusp of a period of dramatic transformation through climate change.
Global warming will probably reduce rainfall in eastern Amazonia by more than 20 percent and increase the overall Amazon region’s temperature by more than 2 graden C, and perhaps by as much as 8 graden C, aan het eind van deze eeuw, als de gemeenschap faalt om de diepe insnijdingen in broeikasgasemissies te maken die nodig zijn als we willen dat gevaarlijke klimaatverandering achterwege blijft.
The drying will be most severe in the eastern Amazon. This drying and heating trend may be reinforced by the large-scale die-back of eastern Amazon rainforests as they are replaced by savanna-like and semi-arid vegetation.
Stabilization of the world’s climate wil be necessary to conserve Amazon forests.
2. Hansen, de opwarming van de aarde. Twintig jaar later.
Mijn presentatie vandaag is exact 20 jaar na mijn getuigenis tot het congres van 23 juni 1988, welke het publiek erop attent maakte dat Global Warming onderweg was. Er zijn veel overeenkomsten tusen toen en nu, maar er is een groot verschil.
Wederom is er een groot gat ontstaan tussen wat door de relevante wetenschappelijke gemeenschap begrepen wordt en wat wordt gekend door de beleidsmakers en het publiek.
Onlangs verschenen informatie vanuit wetenschappelijke bron houden conclusies in welke schokkend zijn voor de samenleving.
Nu zoals toen kan ik wederom zeggen dat de waarschijnlijkheidsgraad van de waarheid van deze gegevens 99% is.
Het verschil met toen is dat we nu alle ruimte voor twijfel en uitstel van actie ten aanzien van de tijdbom van de global warming hebben opgebruikt.
De volgende president en het congres moeten een koers definieren –volgend jaar- in welke koers het leiderschap van de USA tot uiting komt, en dit overeenkomstig onze verantwoordelijkheid die we hebben voor de huidige gevaarlijke situatie.
Anders wordt het vrijwel onmogelijk om de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer, welke door fossiele brandstof verbranding in de atmosfeer komen, op een niveau te handhaven dat voorkomt dat het klimaatstelsel tipping points passeert welk tot desastreuze
klimaatveranderingen leidt, welke klimaatveranderingen buiten de invloed van controle door de mens gaan vallen.
De veranderingen die nodig zijn om de schepping en de planeet op welke de samenleving zich ontwikkeld, te behouden, zijn duidelijk.
Doch de veranderingen zijn geblokkeerd door speciale belangen welke gefocust zijn op korte termijn winst, welke belangen hun basis hebben in Washington en in andere steden.
Ik beweer dat een pad gebaseerd op energie-onafhankelijkheid en een gezonder milieu nog steeds goed mogelijk is.
Het vereist echter een transformerende verandering van richting in Washington in het volgende jaar.
Op 23 juni 1988 getuigde ik tot een gehoor geleid door senator Tim Wirth van Colorado, dat mbt het klimaat op aarde een langdurige opwarmingstrend was begonnen, en dat door de mens geproduceerde broeikasgassen daar vrijwel zeker verantwoordelijk voor waren.
Ik vertelde dat de opwarming van de aarde extremen van de water circulatie met zich mee zouden brengen, wat aan de ene kant sterke droogtes en bosbranden zou inhouden, maar ook zwaardere regenbuien en vloedgolven. Mijn getuigenis twee decennia geleden werd met scepcis begroet.
Maar waar scepcis het levensbloed van de wetenschap is, kan het het publiek in verwarring brengen. Wanneer wetenschappers een onderwerp van alle kanten beschouwen, lijkt het erop dat niets met zekerheid wordt geweten. Maar vanuit zulke open mind bestudering van alle gegevens kunnen toch valide conclusies getrokken worden.
Mijn conclusies in 1988 waren gebaseerd op een brede ranche van invoer van basische fysieken, planeetstudies, obeservaties van alsmaar doorgaande veranderingen, en op klimaatmodellen. Het bewijs was sterk genoeg om te kunnen zeggen: “Stop met het geklets”.
Ik was er zeker van dat de tijd de wetenschappelijke gemeenschap tot een gemeenschapelijk standpunt zou brengen, wat ook gebeurd is.
Terwijl internationale herkenning van de opwarming van de aarde duidelijk was, hebben acties gefaald. De Verenigde Staten weigerden grenzen aan te brengen in zijn emissies, en ontwikkelingslanden als China en India vergrootten snel hun emissies.
Wat stat erop het spel?
Opwarming van twee graden fahrenheit boven landgebieden schijnt bijna ongevaarlijk, zijnde minder dan een van dag tot dag weersverandering.
Maar meer opwarming zit alreeds in de pijplijn, slechts vertraagd door de grote traagheid van de wereldoceaan. En..het klimaat is dichtbij gevaarlijke omslagpunten. Elementen van een perfecte storm, een wereldwijde omwenteling, worden verzameld.
Het klimaat kan punten bereiken die feedbacks zodanig versterken dat grote snelle veranderingen op gang komen.
Het Noordpoolijs is een huidig voorbeeld daarvan. De werelwijde opwarming van de aarde zorgt ervoor dat zee ijs smelt, wat een donkere oceaan als gevolg heeft, welke meer zonlicht absorbeert, waardoor weer meer ijs smelt. Als resultaat hiervan, zonder iets van toegevoegd broeikasgas, zal de Noordpool spoedig ijsvrij in de zomer zijn.
Meer dreigende onheilspellende omslagpunten doemen op.
De West Antarctische en Groenlandse ijskappen zijn kwetsbaar voor zelfs kleine toegenomen opwarmingshoeveelheden. Deze twee mijlen dikke behemoths ( ) reageren in het begin langzaam maar als de desintegratie onderop eenmaal op gang gekomen is, wordt deze niet meer te stoppen.
Het debat onder wetenschappers gaat er alleen maar over hoeveel zeespiegelstijging er op een geven datum zal zijn.
Naar mijn mening –als emissies een doorgaan op de bestaande weg volgen- is een zeespiegelstijging van op zijn minst twee meter deze eeuw zeer waarschijnlijk. Honderden miljoenen mensen zouden vluchteling worden.Geen enkele kuststrook zou
in voldoene mate kunnen worden aangepast, ongeacht het tijdsbestek dat de mensheid nog krijgt.
Dierlijke en plantaardige levensvormen zijn alreeds aangetast door de klimaatverandering.
Polaire en Alpine levensvormen zullen van de planeet verdwijnen, als de opwarming doorgaat. Andere levensvormen pogen te verhuizen, maar als sommigen zijn uitgedoofd, kunnen hun onderlinge afhankelijkheden er toe leiden dat ecosysemen instorten.
Massale uitsterving, ter grootte van meer dan helft van alle levensvormen op de aarde, dat is al eerder gebeurd, verschillende keren zelfs, als de aarde opwarmde zoveel als verwacht wordt als broeikasgassen doorgaan met groeien. Biodiversiteit bloeide weer op, doch het vereiste honderden duizenden jaren voordat het zover was.
De in beroering brengende conclusie neergeschreven in een document wat ik met verscheidene van de in de wereld leidinggevende klimaatexperts heb geschreven is dat het veilige niveau van broeikasgassen in de atmosfeer niet meer dan 350 ppm bedraagt, en het kan ook nog minder zijn.
Ofwel: het doel om de wereldwijde opwarming onder de twee graden te houden is een recept voor wereldwijde rampen, niet voor redding.
Deze conclusies zijn gebaseerd op hoe de wereld op dit moment reageert op hedendaagse broeikasgashoeveelheden. De consekwenties van continue toename van broeikasgassen omvatten veel meer dan alleen de teloorgang van levensvormen op aarde en de zeespiegelstijging.
Dorre droge subtropische klimaatzones breiden zich richting de polen uit. Alreeds heeft een
gemiddeld 250 mijlen grote uitbreiding plaatsgevonden met effecten op het Zuiden van de Verenigde Staten, de Meditiraine regio, Australie en Zuid Afrika.Bosbranden en opgedroogde meren zullen verder toenemen tenzij CO2 groei wordt gestopt en wordt ingetrokken.
Berggletsjers zijn de bron van drinkwater voor honderden miljoenen mensen. Deze gletsjers zijn zich wereldwijd aan het terugtrekken, in de Hymalay, het Andesgebergte en in de Rocky Mountains. Ze zullen verdwijnen, hun rivieren als druppels in de late zomers achterlatend. Tenzij de groei van de uitstoot van CO2 wordt gestopt.
Koraalriffen, de regenwouden van de oceaan, zijn de huisvesting voor eenderde van alle levensvormen in de oceaan. Koraalriffen staan onder druk voor verschillende redenen,
waaronder de opwarming van de oceanen, maar in het bijzonder vanwege de verzuring van de oceanen, een direct effect van de toevoeging van CO2 aan het water.Oceaanleven wat afhankelijk is van carbonaat schelp en schaaldieren en het omhulsel van deze dieren raakt onderhevig aan ontbinding als de oceanen meer zuur worden.
Zulke fenomenen inclusief de instabiliteit van het ijs van de Noordpool en van de grote ijsplaten, als gevolg van hedendaagse broeikasgashoeveelheden laten ons zien dat we al te ver gegaan zijn. We moeten de hoeveelheid Co2 die in de atmosfeer aanwezig is naar beneden brengen, om de planeet zoals we hem kennen te bewaren.Een niveau van niet meer dan 350 PPM is nog steds haalbaar, met de hulp van de herbouw van wouden en bossen, en verbeterde landbouwpraktijken , maar net ternauwernood, de tijd raakt op.
De vereisten om CO2 groei te stoppen volgen de omvang van fossiele brandstofreservoirs.
Kolen torent boven olie en gas uit. Het uitfaseren van kolen, behalve als die is afgevangen en opgeslagen, is de eerste vereiste voor oplossing van het probleem van wereldwijde opwarming van de aarde.
Olie wordt gebruikt in voertuigen waarin het onpraktisch is om de koolstof op te vangen.
Maar olie raakt op. Om onze planeet te bewaren, moeten we ons ervan verzekeren dat de volgende generatie bronnen voor onze mobiliteit energie niet verkregen wordt door uitgeknepen olie van steenkolen, teerschalen/zanden, of van andere fossiele brandstoffen.
Fossiele brandstoffen reservoirs zijn eindig, wat de hoofdoorzaak ervan is dat prijzen stijgen. We moeten ons bewegen achter de fossiele brandstoffen. Het oplossen van het klimaatprobleem vereist dat we prompt overstappen op fossiele brandstof vrije energie.
Speciale belangen hebben de transitie naar onze toekomstige duurzame energie geblokkeerd.
In plaats van een snelle overgang naar hernieuwbare energiebronnen kiezen fossiele bedrijven ervoor om twijfels te verspreiden over de opwarming van de aarde, zoals tabaksbedrijven de samenhang tussen het roken en kanker in discrediet brachten. Methodes zijn geraffineerd en subtiel, waaronder het aanbieden van fondsen om discussies over de opwarming van de aarde in schoolboeken te beinvloeden.
Ceo s van fossiele energy bedrijven weten wat ze doen en zijn zich bewust van de lange termijn consekwenties van het doorgaan met business as usual. Naar mijn mening moeten deze CEOs aangeklaagd worden vanwege zware criminaliteit tegen de mensheid en de natuur.
De veroordeling van ExxonMobil en Peabody Coal Ceos zal ons geen troost geven, als we een aflopend klimaat aan onze kinderen doorgeven.De mensheid wordt uitgeput en verarmd door ravages van continue gewijzigde kustlijnen en de intensivering van regionale klimaatextremen. Het verlies van grote aantallen levensvormen zal leiden tot een meer verwoeste troosteloze planeet.
Als politici dikkoppige dwazen blijven, moeten burgers de leiding nemen.
We moeten een moratorium op nieuwe kolengestookte energiecentrales eisen.
We moeten de belangen van fossiele brandstoffen blokkeren, welke als doel hebben elke laatste druppel olie uit publiek land, op zee en in wilde gebieden te persen. Die laatste druppels zijn geen oplossing. Zijn gaan voor exorbitante winsten van een kortzichtige zich zelf bedienende industrie, maar zijn geen hartversterking voor onze verslaving aan lange termijn energie bronnen.
Weggaan van fossiele brandstoffen van schone energie is uitdagend, maar brengt veranderingen met zich mee die we zullen verwelkomen. Goedkope gesubsidieerde fossiele brandstoffen brengen slechte gewoontes met zich mee. Zo importeren we bijvoorbeeld voedsel van over de hele wereld, zelfs als er dichtbij gezondere producten van onze eigen velden beschikbaar zijn. Locale productie zou concurrerend zijn, als fossiele brandstoffen niet gesubsidieerd zouden zijn, en de kosten van de verwoestingen die fossiele brandstoffen met zich meebrengen, bij het publiek bekend zouden zijn.
Een prijs op emissies die schade veroorzaken is essentieel.
Jazeker, een broeikasgasbelasting. Een broeikasgasbelasting met 100 procent dividend is nodig om ons te bevrijden van onze fossiele brandstof verslaving. Belasting en dividend stellen de markt, niet de politici, in staat om investeringsbeslissingen te nemen.
Een belasting op koolstof, olie en gas is simpel, toegepast op het eerste punt van verkoop of punt van binnenkomst.
De totale belasting moet ten goede komen aan het publiek, een zelfde hoeveelheid aan iedere volwassene, een half deel aan kinderen. Dit dividend kan maandelijks worden bijgezet in ieders individuele bankrekening. Koolstofbelasting met 100 procent dividend raakt niet in verval, je kunt er om wedden, dat de lagere en middeninkomens manieren zullen vinden om hun koolstoftax te beperken, en er gunstig uit te springen.
Grote energiegebruikers zullen moeten betalen voor hun excessen.
De vraag naar lage koolstof en hoog-efficiente producten zal stijgen., het zal innovatie sterk stimuleren, en het zal onze producten meer concurrerend maken op internationale markten.
Kooldioxyde emissies zullen dalen als energie effciency en duurzame energiebronnen snel zullen groeien. Blacksoot, mercury en andere fossiele brandstofemissies zullen afnemen. Een fijnere schonere toekomst met energieonafhankelijkheid is mogelijk.
Washington houd ervan onze belastingelden line bij line te besteden.
Zwermen van duurbetaalde lobbie-isten met krokodillen-schoenen helpen het Congres te beslissen waaraan ze het geld uitgeven, en in ruil daarvoor krijgen de klanten van de lobbie- isten campagnegeld.
Het publiek moet een boodschap naar Washington zenden.
Bewaar onze planeet en schepping voor onze kinderen en kleinkinderen, maar gebruik het niet als een excuus voor meer belasting en uitgeven. Laat dit ons motto zijn: 100 % divident of vechten.
De volgende president moet een nationaal weinig kostend electriciteitsnet tot prioriteit maken.
Dat zal verspreide duurzame energiebronnen in staat stellen fossiele brandstoffen als krachtbron te vervangen.
Technologie bestaat al voor deze Direct High-Voltage buried transport kabels.
Hoofdleidingen kunnen aangelegd worden in minder dan een periode van tien jaar, en kunnen zich uitbreiden tot interstatelijke hoofdverbindingen.
De regering moet ook de gebruiksregels veranderen, op een zodanige manier dat winsten niet afhangen van steeds meer energie verkopen, maar in plaats daarvan dat de winsten stijgen als gevolg van energy-efficiency.
Bouw voorschriften en vereisten met betrekking tot effciency van voertuigen moeten verbeterd worden en leiden naar een pad dat naar CO2-neutraliteit voert.
De fossiele industrie handhaaft zijn wurggreep op Washington door middel van demagogie, het gebruik van China en andere ontwikelingslanden als zondebokken teneinde het niet ondernemen van actie te rationaliseren.
In feite produceren wij vandaag de meest buitensporige hoeveelheid CO2 die de lucht in gaat en derhalve is het onze verantwoordelijkheid als natie om op een slimme manier innovatieve wegen op te gaan om emissies te reduceren.
Zoals het ook met het ozon probleem is gegaan, kunnen ontwikkelingslanden extra tijd krijgen om hun emissies te reduceren. Zij willen samenwerken: Zij hebben veel te verliezen bij klimaatverandering, en veel te winnen bij schone lucht en een verminderde afhankelijkheid van fossiele brandstoffen.
We moeten faire overeenkomsten maken met andere landen. Echter, onze eigen belastingen en dividenden moeten direct starten. We hebben er als natie veel bij te winnen, en andere landen zullen ons succes kopieren.
Als dat nodig is kunnen importheffingen op producten uit landen die niet tot samenwerking bereid zijn, het speelveld gelijk maken, met de import belasting die dan naar de dividend pool gaat.
De democratie werkt, doch soms gaan veranderingen langzaam. De tijd is echter kort!
De verkiezingen van 2008 zijn beslissend voor de planeet. Als de Amerikanen de meeste van de oudere congresleden niet meer laten grazen, als Washington zich aanpast en de klimaatverandering nu echt gaat aanpakken, dan kunnen onze kinderen en kleinkinderen nog steeds grote verwachtingen koesteren!
James Hansen, Nasa.
James Hansen, Nasa.
3. Wat is toestand? Omslagpunten bij Fred Pearce
De laatste generatie. Deze titel betekent dat wij de laatste generatie zijn die ervan op aankon dat het klimaat stabiel is. Overal om ons heen zien we dat het daarmee binnenkort afgelopen is. Dat komt doordat er omslagpunten zitten in het klimaat, waarbij zaken plotseling radicaal veranderen, en met gevolgen die vrijwel onomkeerbaar zijn. Pearce beschrijft ze in zijn boek.
Het effect van broeikasgassen is al 200 jaar bekend, maar zonder gegevens over concentraties was het theorie. Pas toen Charles Keeling vanaf 1957 dag in, dag uit, de concentratie van kooldioxide in de lucht begon te meten, werd onweerlegbaar duidelijk dat de concentratie van kooldioxide stijgt.
plaatje Keeling curve
Door deze toename van broeikasgassen in de atmosfeer is de temperatuur intussen met 0,6 graden Celsius gestegen. Deze opwarming gaat door naarmate we meer en meer kooldioxide in de atmosfeer brengen. Het stoppen van deze opwarming vergt drastische maatregelen.
Wat kunnen we verwachten? Opwarming natuurlijk. Maar dat is maar het begin. Klimaatsystemen als de moesson‑ en droogtegordels zullen zich verplaatsen. Meer en meer ijs van Groenland en Antarctica zal smelten en de zeespiegel doen stijgen. Dat voorspellen de computerklimaatmodellen.
Het is het conventionele verhaal uit het IPCC‑rapport. Maar het is niet het hele verhaal. De kritiek van sommige sceptici op de klimaatmodellen heeft wel iets. We weten minder dan we denken. Het gevaar bestaat dat we worden verleid door de voorspellingen van de computers. Maar dat wil niet zeggen dat de modellen de zaak overdrijven en het dús wel mee zal vallen. Computers zijn geen pessimisten. In wetenschappelijke kringen hoor je veel vaker dat ze te conservatief, te voorzichtig zijn. Met gladstrijken en middelen verdwijnen juist de enge aspecten.
Hoe meer we over het klimaatsysteem ontdekken, des te onbestendiger blijkt het te zijn. Veel milieuverhalen worden opgeklopt en vallen later mee. Met klimaatverandering is het anders. Hoe meer er bekend wordt, des te enger wordt het. Hoe komt dat? Omdat we ingrijpen in de meest fundamentele processen die de aarde leefbaar maken.
U hoeft dat niet te geloven. Maar bedenk dit. Actievoerders zijn normaal jong en ongebonden. Bij het klimaat zijn het juist de mensen die het langste veldonderzoek deden, de beroemdste onderzoekers, de professoren met de beste papieren, die het bangst zijn en de meest dramatische taal bezigen.
Milieukundigen zeggen vaak: voorzichtig, het milieu is zo kwetsbaar! Deze wetenschappers zeggen dat de waarheid onrustbarender is. De natuur is sterk en maakt zich klaar voor een rake klap terug. De geschiedenis van het klimaat van onze planeet toont dat geleidelijke verandering niet de normale gang van zaken is. Onder druk schiet de slinger door, soms letterlijk op slag.
Tienduizend jaar is het klimaat vrij stabiel geweest. Opvallend stabiel. Wij hebben 400 generaties daarvan geprofiteerd. We hebben onze maatschappij gebouwd op basis van deze zekerheden. Maar dit moet een keer afgelopen zijn. En nu lijken we de instorting ervan zelf uit te lokken.
Dit kwam naar buiten op een conferentie bij het Britse KNMI begin 2005. Het ging over 'gevaarlijke klimaatverandering' en hoe die te voorkomen. De wetenschappers kwamen uit alle delen van de wereld. Het was verbazingwekkend ze te horen. In plaats van neutrale wetenschappelijke taal te bezigen, begonnen ze te praten over omslagpunten, versterkende terugkoppeling en 'snelle niet‑lineaire verandering'.
Chris Rapley, directeur van het Britse Antarctica Onderzoek, had het over klimaat‑'monsters' die op datzelfde moment werden opgeroepen. Als we dachten dat klimaatverandering slecht was, dan suggereerden de nieuwe gegevens dat het nog veel erger kon worden.
Later dat jaar zei Jim Hansen, de topklimatoloog van George Bush die voor NASA werkt: 'We staan voor de afgrond van klimatologische omslagpunten, waarna er geen weg terug is.'
Hoeveel tijd hadden we nog? Glaciologen die de ijsmassa's van de wereld bestuderen zijn eraan gewend dat alles langzaam gaat, heel langzaam. Glaciaal betekent letterlijk langzaam. Maar zij vertelden van dramatische gebeurtenissen op Groenland en Antarctica. Ze ontdekten enorme riviersystemen van water onder de ijskappen. Het water komt van het smeltende oppervlak. Het duurt niet lang meer, zeiden ze, of de ijspakken destabiliseren en dan kunnen we de zeespiegelstijging in meters in plaats van in centimeters meten.
plaatje meer
Richard Alley van de Penn State University, zei: 'We dachten dat het tienduizend jaar kost om dooi van het oppervlak tot de bodem te laten doordringen. Nu weten we dat het tien seconden is. Niet 10.000 jaar, maar 10 seconden. Hij meende dat letterlijk, zei hij. Zo snel zal dat gaan.
De conventionele kijk is dat ijskappen erg stabiel zijn. Als de aarde opwarmt, zullen ze vermoedelijk smelten, maar zeer langzaam. De warmte werkt geleidelijk van het oppervlak van de grote ijskappen naar de bodem, steeds met een nieuw laagje. Zodat Nederland duizenden jaren de tijd heeft zich terug te trekken op hogere gronden. Dat is het gangbare beeld.
Het is fout. De glaciologen vergaten de spleten. Scheuren in het ijs. En zoals Alley zei: 'Scheuren maken het verschil'. In het echt ontstaan er aan de oppervlakte van het ijs meren. Die meren lopen plotseling leeg in de scheuren. Er zijn enorme watervallen in het ijs. In tien seconden kan het water recht omlaag naar de onderkant van de ijskap stromen. En daar smeert het de naad tussen ijs en rotsbodem. De hele ijskap wordt opgetild en drijft naar de oceaan.
plaatje omslag
Vorige zomer maten wetenschappers op de ijskap van Groenland hoe, binnen enkele uren, het enorme pak ijs ‑ het is tot drie kilometer dik ‑ letterlijk omhoog rees, drijvend op water eronder.
plaatje schotsen
Aan de kust breekt de ene na de andere ijsberg breekt af. Dat is waarschijnlijk de oorzaak van de verdubbeling in de zeespiegelstijging van de laatste twintig jaar tot ruim 3 millimeter per jaar. Dat kan vertienvoudigen, voorspelt Jim Hansen, als Groenland destabiliseert.
plaatje Groenlandranden
'Deze stromen veranderen ons begrip van de dynamiek van het opbreken van ijskappen volkomen,' zegt Richard Alley. 'Een ijskap opbouwen vergt lange tijd. Hem vernietigen kan razendsnel gaan.'
Dit verhaal vat samen waarom wetenschappers paniekerig doen: klimaatverandering zal ons overvallen en overdonderen. Oude ideeën over geleidelijke verandering gaan in de praktijk eenvoudig niet op. Klimaatverandering gebeurt bijna altijd snel en furieus. Het klimaatsysteem kent gewoon geen geleidelijke overgang. Vroeger niet, en straks niet. Het zwiept door, het werkt door omslagpunten.
Het meest overtuigende bewijs is dat het eerder gebeurd is. Kijk eens naar de gebeurtenissen van iets meer dan 10.000 jaar geleden. De gemiddelde temperatuur steeg toen op het Noordelijk Halfrond in één decennium met 16 graden Celsius. In tien jaar tijd. Alley denkt trouwens dat het in een, enkel jaar gebeurde, maar zegt hij, zo precies valt het met de opgehaalde ijsboringen niet aan te tonen.
De zeespiegel steeg daarop in 400 jaar met 20 meter, gemiddeld 20 keer zo snel als nu. Het waren drastische, wilde tijden. Het kan dus gebeuren, want toen gebeurde het.
Hoe kwam dat? Het begon met heel kleine wijzigingen in de baan van de aarde. Maar het werd drastisch en abrupt door plotselinge uitwisseling van kooldioxidegas tussen de atmosfeer en natuurlijke reservoirs zoals de regenwouden en de oceanen. Het was een geheel natuurlijke gebeurtenis, die niets met mensen van doen had. Maar waar het om draait is de ontdekking van de rol van kooldioxide. Dat is het gas dat we zo druk bezig zijn in de atmosfeer te pompen door fossiele brandstoffen te verbranden. Dus, als mensen zeggen, maak je niet druk: geloof ze niet.
We spelen met vuur. Kooldioxide is de thermostaat van de aarde, net als de thermostaat van de verwarming thuis. De natuur draaide de koolstofknop om, tienduizend jaar geleden. En nu doen wij het opnieuw door de atmosfeer te vullen met kooldioxide. Het niveau stijgt stapje voor stapje. Maar dat is niet het punt. Net als tienduizend jaar geleden, is deze opwarming waarschijnlijk bezig omslagpunten te prikkelen die deze opwarming zullen versnellen.
Neem het Amazone regenwoud. Het Engelse KNMI waarschuwt dat dit onafzienbare bos kan sterven halverwege deze eeuw. Het gebied zal te warm en te droog worden om de bomen te laten overleven. Als ze sterven ‑ waarschijnlijk in een ziedende vuurzee ‑ brengen de bomen de koolstof die in ze opgeslagen zit in de lucht. Ze geven een nieuwe impuls aan de opwarming.
In 2005 kwamen Siberische onderzoekers naar buiten met het bericht over de ontdooiende permafrost, die methaan zal uitstoten. Zo ongeveer van het ene jaar op het andere was dat begonnen. Methaan is een sterk broeikasgas, dat in miljarden tonnen kan vrijkomen uit dit grootste veenmoeras ter wereld, in Noord‑Rusland.
Peter Cox, professor klimaatsystemen aan Exeter University, waarschuwt dat de bodems van de wereld, die eeuwenlang koolstof hebben opgezogen, wel eens dicht bij het omslagpunt kunnen zijn, waarbij ze koolstof juist weer vrijgeven. Al die natuurlijke koolstof komt bovenop de koolstof die we zelf in de atmosfeer brengen met het stoken van steenkool en olie.
We brengen een op hol slaande reactie op gang waarin we kooldioxide in de atmosfeer brengen, die warmte veroorzaakt die meer kooldioxide vrijmaakt, die weer meer opwarming veroorzaakt, enz. Dat is geen goed idee.
Het IPCC voorspelt geleidelijkheid. De nieuwe kennis zegt: het gaat schoksgewijs, geweldadig en overweldigend. Wat gaat het worden? Zet uw geld maar op het laatste.
Our island state and the world are even more severely threatened by the acidification of the ocean than previously known.
(Image: Washington State waters, where researchers measured dramatic increases in acidification.)
Scientists are already measuring declines in populations of creatures as a result of acidification—and notably the replacement of certain shellfish by acid-tolerant seaweeds.
Ocean acidification is perhaps the most under-reported feature of the steady advance of the amount of carbon dioxide in the atmosphere.
“For a potential environmental problem that is receiving increasing attention, there is surprisingly little published data in the scientific literature on how pH in the ocean is actually changing over time, and none that we know of outside of the tropics,” said Tim Wootton, of the Department of Ecology and Evolution at the University of Chicago.
Some of the seminal research on sea acidification was performed in Hawaiian waters just within the past couple of years. But new research is adding breadth and depth to that data—and it is finding that the oceans are growing acid alarmingly faster than anyone thought.
Wootton's team, including colleagues Catherine Pfister and James Forester, conducted a multi-year study of ocean acidity off Washington State. One of their findings was that there is considerable variability in the pH level of the ocean, based largely in changes in ocean biology. But the other finding was that acidity is rising very fast.
Their paper, “Dynamic patterns and ecological impacts of declining ocean pH in a high-resolution multi-year dataset,” was published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.
The fundamental process is this: As carbon dioxide increases in the air, it mixes with the water, forming carbonic acid. The result is that the pH of the ocean—the measure of water acidity or alkalinity—is decreasing. That means the ocean is growing more acid.
“An alarming surprise is how rapidly pH has declined over the study period at our site--about 10 times faster than expected,” Wootton said in an email to RaisingIslands.
He said his studies showed that acidity of the oceans varies with changes in biological activity in the ocean, but that the overall direction is toward greater acidity.
Some of the creatures that most obviously are affected by the pH changes are ones that develop shells made of calcium carbonate or have skeletons that are weakened in a less alkaline environment.
“Although we have some idea about the chemical processes affecting pH in seawater, know that pH affects integrity of the calcium carbonate shells and skeletons that many marine animals have, and can demonstrate that plants and animals respond to reduced pH in the lab, we also know that we cannot easily extrapolate laboratory studies to ecosystem in nature,” Wootton said.
His team's work out in the real world shows that the laboratory results do reflect what happens in nature, but not necessarily entirely accurately.
“Our analyses reveal generally reduced performance of calcifying organisms, as expected, but this does not uniformly hold true. Because of the extensive experimental studies we have carried out at our site, we know that these exceptions are readily explained by the web of interactions among species,” he said.
Among those species most significantly affected, according to the study, were large calcifying mussels and goose barnacles. Since these animals are in the food chain for other species, it suggests a larger impact that is not yet readily apparent.
In the paper, the authors write about the challenge:
“The results of our analysis of ecological dynamics follow the general prediction that declining pH will negatively affect calcareous species, but the web of species interactions complicates the response,”
For instance, while the mussels and gooseneck barnacles did more poorly, acorn barnacles and certain fleshy seaweeds actually did better.
The essence: things are changing, changing fast, and we don't know exactly where they'll end up.
This blog has covered acidification aggressively in several previous posts:
http://raisingislands.blogspot.com/2008/07/ocean-acidification-requires-action.html.
http://raisingislands.blogspot.com/2008/01/ocean-acidification-carbon-dioxide.html.
http://raisingislands.blogspot.com/2007/10/ocean-acidity-rising-faster-than-feared.html.
http://raisingislands.blogspot.com/2007/09/ocean-acidity-from-co2-could-violate.html.
http://raisingislands.blogspot.com/2007/09/ocean-acidity-next-big-climate-thing_01.html.
© 2007 Jan W. TenBruggencate
5. UNQUIET ICE SPEAKS VOLUMES ON GLOBAL WARMING, APRIL 2008.
Abundant liquid water newly discovered underneath the world's great ice sheets could intensify the destabilizing effects of global warming on the sheets. Then, even without melting, the sheets may slide into the sea and raise sea level catastrophically
TEXT SIZE:
By Robin E. Bell
Giant floating ice shelf off the Antarctic Peninsula marks the end of a great flow of ice. The flow begins with snowfall in the continental interior, which compacts into ice and slowly makes its way to the edge of the continent and into the ocean. As climate change accelerates the breakup of ice shelves, it can speed the movement of the upstream ice across the land and into the sea.
Sebastian Copeland
Key Concepts
• The land-based ice sheets of Greenland and Antarctica hold enough water to raise global sea level by more than 200 feet.
• A complex “plumbing system” of rivers, lakes and meltwater lies under the ice sheets. That water “greases” the flow of vast streams of ice toward the ocean.
• For millennia, the out¬going discharge of ice has been balanced by incoming snowfall. But when warming air or surface meltwater further greases the flow or removes its natural impediments, huge quantities of ice lurch seaward.
• Models of potential sea-level rise from climate change have ignored the effects of subglacial water and the vast streams of ice on the flow of ice entering the sea.
As our P-3 flying research laboratory ¬skim¬med above the icy surface of the Wed¬dell Sea, I was glued to the floor. Lying flat on my stomach, I peered through the hatch on the bottom of the plane as seals, penguins and icebergs zoomed in and out of view. From 500 feet up everything appeared in miniature except the giant ice shelves—seemingly endless expanses of ice, as thick as the length of several football fields, that float in the Southern Ocean, fringing the ice sheets that virtually cover the Antarctic landmass. In the mid-1980s all our flights were survey flights: we had 12 hours in the air once we left our base in southern Chile, so we had plenty of time to chat with the pilots about making a forced landing on the ice shelves. It was no idle chatter. More than once we had lost one of our four engines, and in 1987 a giant crack became persistently visible along the edge of the Larsen B ice shelf, off the Antarctic Peninsula—making it abundantly clear that an emergency landing would be no gentle touchdown.
The crack also made us wonder: Could the ocean underlying these massive pieces of ice be warming enough to make them break up, even though they had been stable for more than 10,000 years?
Almost a decade later my colleague Ted Scambos of the National Snow and Ice Data Center in Boulder, Colo., began to notice a change in weather-satellite images of the same ice shelves that I had seen from the P-3. Dark spots, like freckles, began to appear on the monotonously white ice. Subsequent color images showed the dark spots to be areas of brilliant dark blue. Global climate change was warming the Antarctic Peninsula more rapidly than any other place on earth, and parts of the Larsen B ice surface were becoming blue ponds of meltwater. The late glaciologist Gordon de Q. Robin and Johannes Weertman, a glaciologist at Northwestern University, had suggested several decades earlier that surface water could crack open an ice shelf. Scambos realized that the ponding water might do just that, chiseling its way through the ice shelf to the ocean waters below it, making the entire shelf break up. Still, nothing happened.
• Insights Maverick Against the Mendelians
• Reviews Reviews
• Working Knowledge Leap of Faith: Blue Screens Explained
Nothing, that is, until early in the Antarctic summer of 2001–2002. In November 2001 Scambos got a message he remembers vividly from Pedro Skvarca, a glaciologist based at the Argentine Antarctic Institute in Buenos Aires who was trying to conduct fieldwork on Larsen B. Water was everywhere. Deep cracks were forming. Skvarca was finding it impossible to work, impossible to move. Then, in late February 2002, the ponds began disappearing, draining—the water was indeed chiseling its way through the ice shelf. By mid-March remarkable satellite images showed that some 1,300 square miles of Larsen B, a slab bigger than the state of Rhode Island, had fragmented. Nothing remained of it except an armada of ice chunks, ranging from the size of Manhattan to the size of a microwave oven. Our emergency landing site, stable for thousands of years, was gone. On March 20 Scambos’s striking satellite images of the collapsing ice shelf appeared above the fold on the front page of the New York Times.
Suddenly the possibility that global warming might cause rapid change in the icy polar world was real. The following August, as if to underscore that possibility, the extent of sea ice on the other side of the globe reached a historic low, and summer melt on the surface of the Greenland ice sheet exceeded anything previously observed. The Greenland meltwaters, too, gushed into cracks and open holes in the ice known as moulins—and then, presumably, plunged to the base of the ice sheet, carrying the summer heat with them. There, instead of mixing with seawater, as it did in the breakup of Larsen B, the water probably mixed with mud, forming a slurry that was smoothing the way across the bedrock—“greasing,” or lubricating, the boundary between ice and rock. But by whatever mechanism, the giant Greenland ice sheet was accelerating across its rocky moorings and toward the sea.
Unquiet Ice Speaks Volumes on Global Warming
Abundant liquid water newly discovered underneath the world's great ice sheets could intensify the destabilizing effects of global warming on the sheets. Then, even without melting, the sheets may slide into the sea and raise sea level catastrophically
TEXT SIZE:
By Robin E. Bell
More recently, as a part of the investigations of the ongoing International Polar Year (IPY), my colleagues and I have been tracing the outlines of a watery “plumbing” system at the base of the great Antarctic ice sheets as well. Although much of the liquid water greasing the skids of the Antarctic sheets probably does not arrive from the surface, it has the same lubricating effect. And there, too, some of the ice sheets are responding with accelerated slippage and breakup.
Why are those processes so troubling and so vital to understand? A third of the world’s population lives within about 300 feet above sea level, and most of the planet’s largest cities are situated near the ocean. For every 150 cubic miles of ice that are transferred from land to the sea, the global sea level rises by about a 16th of an inch. That may not sound like a lot, but consider the volume of ice now locked up in the planet’s three greatest ice sheets. If the West Antarctic ice sheet were to disappear, sea level would rise almost 19 feet; the ice in the Greenland ice sheet could add 24 feet to that; and the East Antarctic ice sheet could add yet another 170 feet to the level of the world’s oceans: more than 213 feet in all. (For comparison, the Statue of Liberty, from the top of the base to the top of the torch, is about 150 feet tall.) Liquid water plays a crucial and, until quite recently, underappreciated role in the internal movements and seaward flow of ice sheets. Determining how liquid water forms, where it occurs and how climate change can intensify its effects on the world’s polar ice are paramount in predicting—and preparing for—the consequences of global warming on sea level.
Rumblings in the Ice
Glaciologists have long been aware that ice sheets do change; investigators simply assumed that such changes were gradual, the kind you infer from carbon 14 dating—not the kind, such as the breakup of the Larsen B ice shelf, that you can mark on an ordinary calendar. In the idealized view, an ice sheet accumulates snow—originating primarily in evaporated seawater—at its center and sheds a roughly equal mass to the ocean at its perimeter by melting and calving icebergs. In Antarctica, for instance, some 90 percent of the ice that reaches the sea is carried there by ice streams, giant conveyor belts of ice as thick as the surrounding sheet (between 3,500 and 6,500 feet) and 60 miles wide, extending more than 500 miles “upstream” from the sea. Ice streams moving through an ice sheet leave crevasses at their sides as they lurch forward. Near the seaward margins of the ice sheet, ice streams typically move between 650 and 3,500 feet a year; the surrounding sheet hardly moves at all.
But long-term ice equilibrium is an idealization; real ice sheets are not permanent fixtures on our planet. For example, ice-core studies suggest the Greenland ice sheet was smaller in the distant past than it is today, particularly during the most recent interglacial period, 120,000 years ago, when global temperatures were warm. In 2007 Eske Willerslev of the University of Copenhagen led an international team to search for evidence of ancient ecosystems, preserved in DNA from the base of the ice sheet. His group’s findings revealed a Greenland that was covered with conifers as recently as 400,000 years ago and alive with invertebrates such as beetles and butterflies. In short, when global temperatures have warmed, the Greenland ice sheet has shrunk.
Today the snowfall on top of the Greenland ice cap is actually increasing, presumably because of changing climatic patterns. Yet the mass losses at its edges are big enough to tip the scales to a net decline. The elevation of the edges of the ice sheet is rapidly declining, and satellite measurements of small variations in the force of gravity also confirm that the sheet margins are losing mass. Velocity measurements indicate that the major outlet glaciers—ice streams bounded by mountains—are accelerating rapidly toward the sea, particularly in the south. The rumblings of glacial earthquakes have become increasingly frequent along the ice sheet’s outlet glaciers.
Unquiet Ice Speaks Volumes on Global Warming
Abundant liquid water newly discovered underneath the world's great ice sheets could intensify the destabilizing effects of global warming on the sheets. Then, even without melting, the sheets may slide into the sea and raise sea level catastrophically
TEXT SIZE:
By Robin E. Bell
Like the Greenland ice sheet, the West Antarctic ice sheet is also losing mass. And like the Greenland ice sheet, it disappeared in the geologically recent past—and, presumably, could do so again. Reed P. Scherer of Northern Illinois University discovered marine microfossils at the base of a borehole in the West Antarctic ice sheet that only form in open marine conditions. The age of the fossils showed that open-water life-forms might have lived there as recently as 400,000 years ago. Their presence implies that the West Antarctic ice sheet must have disappeared during that time.
Only the ice sheet in East Antarctica has persisted through the earth’s temperature fluctuations of the past 30 million years. That makes it by far the oldest and most stable of the ice sheets. It is also the largest. In many places its ice is more than two miles thick, and its volume is roughly 10 times that of the ice sheet in Greenland. It first formed as Antarctica drew apart from South America some 35 million years ago and global levels of carbon dioxide declined. The East Antarctic ice sheet appears to be growing slightly in the interior, but observers have detected some localized losses in ice mass along the margins.
Accelerating Losses
What processes could lead to the net mass losses observed today in the ice sheets of Greenland and the West Antarctic? As one might expect, the losses in both ice sheets ultimately stem from a speedup of the ice streams and outlet glaciers that convey mass to the oceans. The extra water volume displaced by that extra ice mass, of course, is what causes global sea level to rise. (It is probably worth mentioning that the breakup or melting of floating ice shelves has no net effect on sea level. The reason is that floating ice displaces a volume of water equal to its own weight; when it melts, its weight does not change, but its new, smaller volume now fits exactly into the same volume that it displaced when it was ice.)
In the past five years investigators have developed two important new insights about the processes that can trigger accelerating flows. First, an ice stream can speed up quite suddenly as its base encounters mud, meltwater or even deep lakes that intermittently grease its way. Second, if seagoing ice shelves (floating in the Southern Ocean around Antarctica) or ice tongues (long but narrow ice shelves linked to single outlet glaciers, common in the fjords of Greenland) break up, their enormous masses no longer hold back the flow of ice streams. The glaciers feeding the Larsen B ice shelf, for instance, accelerated dramatically after the ice shelf disintegrated in 2002. Thus “uncorked,” the land-based ice streams and glaciers that were formerly held in check will likely speed their seaward migration, ultimately adding to the total volume of the sea.
Glaciologists have long recognized a third kind of trigger for accelerating ice-sheet flow, which is closely related to the second. Just as glaciers sped up when Larsen B disintegrated, an ice sheet accelerates if warm ocean currents thin an ice shelf into which the ice sheet flows. In the Amundsen Sea sector of West Antarctica, the surface of the ice sheet has dropped by as much as five feet a year and the sheet has sped up by 10 percent, both apparently in response to the thinning of the ice shelf.
“Greasing the Skids”
The breakup of the Larsen B ice shelf and the equally alarming association between the sudden drainage of surface water in Greenland and accelerating flows in the ice sheet have prompted a number of my colleagues and me to focus our studies on the role of liquid water within the ice sheets. We are finding that liquid water has helped the seaward ice movement keep pace with interior snowfall, maintaining the dynamic equilibrium of the ice sheets in some cases for millions of years. In West Antarctic ice streams, for instance, lubricating water melts out of the ice at the base of the ice sheet because of the heat from friction between moving ice and the underlying rock. In East Antarctica water melts at the base of the ice sheet primarily because of heat from the underlying continental crust. The ice is so thick in the East Antarctic that it acts as an insulating blanket, capturing the geothermal heat. All that subglacial water introduces enormous potential for instability in the ice movements. Events such as the breakup of Larsen B are far more likely than glaciologists ever thought possible to accelerate the flow rates of upstream ice.
Unquiet Ice Speaks Volumes on Global Warming
Abundant liquid water newly discovered underneath the world's great ice sheets could intensify the destabilizing effects of global warming on the sheets. Then, even without melting, the sheets may slide into the sea and raise sea level catastrophically
TEXT SIZE:
By Robin E. Bell
The idea that the base of the ice sheets could melt first arose in 1955, when Gordon Robin suggested that geothermal heat could lead to extensive subglacial water, provided the overlying ice sheet was thick enough to insulate its base from its cold surface. But his suggestion was not confirmed until the 1970s and then in a startling way. By that time, ice-penetrating radar had been developed to the point that it could “see” through an ice sheet to the underlying surface. Robin organized an American, British and Danish team to collect such radar data from aircraft flown back and forth over the Antarctic continent. Most of the time the radar return signals on the onboard oscilloscope were irregular, as one would expect for signals bouncing off hills and valleys covered by thick ice. In some places, though, it looked as if someone had drawn a straight line across the oscilloscope. The radar energy was being reflected by a surface more like a mirror. Having begun his career as a sailor, Robin concluded that the mirrorlike surface must be water underneath the ice sheet. The radar data showed that some of the subglacial “mirrors” continued for almost 20 miles, but Robin had no sense of their true scale or depth.
Once more, Robin had to wait almost two decades for new technology. In the 1990s the European Space Agency completed the first comprehensive mapping of the ice surface. Looking at the image, one is instantly struck by a flat region in the center of the ice sheet. Some two miles above the water, Vostok Station, the Russian Antarctic base, looks onto an ice surface that outlines the flat contours of the lake. The size of Lake Vostok now became obvious; it is as big as Lake Ontario.
Subglacial Plumbing
The discovery of subglacial lakes has fundamentally changed the way investigators think about water underneath the ice. It is not rare but rather both abundant and widespread. More than 160 subglacial Antarctic lakes have been located so far. Their combined volume is nearly 30 percent of the water in all the surface lakes elsewhere on the planet. My studies of East Antarctica’s Lake Vostok in 2001 revealed a fairly stable system. In the past 50,000 years the lake water has slowly exchanged with the overlying ice sheet through melting and freezing. Of course, in the more distant past things might not have been so quiescent: geologic evidence shows that subglacial lakes can drain out suddenly, in a single belch, releasing tremendous amounts of water under the ice sheet or directly into the ocean. Immense valleys more than 800 feet deep (enough to swallow the Woolworth Building in New York City) encircle the entire Antarctic continent: the scars from giant floods.
But Vostok and the other subglacial lakes were thought to be natural museums, isolated from the rest of the world millions of years ago. Then in 1997 the first hint that such subglacial flooding still takes place came from West Antarctica. The surface of the ice sheet sagged by more than 20 inches in three weeks. The only explanation that made any sense was that water was draining out of a subglacial lake, causing the overlying ice to sink. A group led by Duncan J. Wingham of University College London also measured elevations for that year over most of the East Antarctic ice. In one area the ice sheet sagged about 10 feet in 16 months, while 180 miles downslope two areas rose by about three feet. Once again, the explanation was obvious: a subglacial river had drained the water from one lake and filled two lakes downstream.
A little more than a year ago Helen A. Fricker of the Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Calif., was studying the precise measurements of surface elevations made by the ICESat spacecraft. Just before Fricker left for a Memorial Day weekend of sailing with her family, one of the profiles over the ice sheet diverged radically. A region along the margin of one of the largest West Antarctic ice streams had collapsed—a fall of nearly 30 feet in 24 months. Returning from her weekend, Fricker examined the ice surface surrounding her new lake, Lake Engelhardt—and quickly realized that it was only one in a series of cascading subglacial lakes. Large quantities of water draining through the plumbing system underneath major ice streams have turned out to be one more agent of rapid change in the flow of an ice stream.
Unquiet Ice Speaks Volumes on Global Warming
Abundant liquid water newly discovered underneath the world's great ice sheets could intensify the destabilizing effects of global warming on the sheets. Then, even without melting, the sheets may slide into the sea and raise sea level catastrophically
TEXT SIZE:
By Robin E. Bell
Lake Effect
At about that same time, suspecting that subglacial lakes could affect ice-sheet stability, I realized that new satellite imagery made it easy to spot such lakes. Furthermore, models of the ice sheet predicted that one more set of large lakes might still remain to be discovered. I was intrigued by the chance to find them. So with the help of the new imagery and ICESat laser data, my colleagues and I discovered four new subglacial lakes, three of them larger than all the other lakes except Vostok.
Compared with subglacial rivers and collapsing lakes, though, “my” four new lakes were simply boring. All the exciting new results in my field were focusing on rapidly changing polar ice and the potential for ice sheets to raise sea level. Still, the lakes kept nagging me. They were far from the center of the ice sheet, where most large lakes occur. Crevasses and cracks in the ice formed along the edges of one lake; I could see the crevasse fields in satellite images.
Crevasses, as I mentioned earlier, form when an ice stream moves rapidly forward within an ice sheet. Looking at the imagery, I could see flow lines in the ice sheet, which connected the region of crevasses to a fast-flowing ice stream known as Recovery. Satellite interferometry showed that the Recovery ice stream begins accelerating at the lakes. Before the ice sheet crosses the lakes, its velocity is no more than about 10 feet a year. On the other side of the lakes the ice sheet accelerates to between 65 and 100 feet a year. So the lakes appear to be triggering the flow of an ice stream within the ice sheet. The finding is the first time subglacial lakes have been directly linked to accelerated surface flow.
My colleagues and I are still not certain exactly why the linkage occurs at all. Perhaps the lakes are slowly leaking out of their basins, thereby supplying water to lubricate the base of the ice sheet. Or the lake water might warm the base of the ice sheet as it crosses the lake, making it easier for the ice sheet to speed up on the far side of the lake.
International Polar Year
The understanding of water in the ice sheets and subglacial lakes has changed dramatically in the past two years. But that understanding is by no means complete. One of the major goals of the International Polar Year is to gauge the status of the polar ice sheets and determine how they will change in the near future. The recent report by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) emphasizes that the biggest question mark in predicting the effects of global warming is the uncertainty about the future of the polar ice sheets. None of the climate models used to date takes account of such major features as ice streams, and none of them incorporates an accurate representation of the bottom of an ice sheet.
For those reasons alone, predicting future sea-level change from the current climate models greatly underestimates the future contribution of the polar ice sheets to sea-level rise. But updating the models by quantifying the ice movements still demands intensive research efforts. Simply, if glaciologists do not know what goes on at the bottom of the ice sheets, no one can predict how ice sheets will change with time. And the key questions for making such predictions are: Just where is the subglacial water? How does it move? How does it affect the movement of the ice sheets?
The IPY offers an excellent opportunity to find out. By mobilizing international scientific teams and logistics, investigators will be able to deploy a new generation of airborne radar for mapping subglacial water. New gravity instrumentation, originally developed for the mining industry, will be adapted to estimate the volume of water in the subglacial lakes. Precise elevation measurements of the ice surface will enable water movement to be monitored. Newly installed seismometers will listen for glacial earthquakes.
Unquiet Ice Speaks Volumes on Global Warming
Abundant liquid water newly discovered underneath the world's great ice sheets could intensify the destabilizing effects of global warming on the sheets. Then, even without melting, the sheets may slide into the sea and raise sea level catastrophically
TEXT SIZE:
By Robin E. Bell
In Greenland, glaciologists will install instruments to measure the movement of the ice sheet through the major outlet glaciers. The Center for Remote Sensing of Ice Sheets in Lawrence, Kan., will deploy an unmanned airborne vehicle to systematically map the water at the base of the ice sheet. In East Antarctica, my group will fly a Twin Otter (a two-engine, propeller-driven plane) over the Recovery lakes and the unexplored Gamburtsev Mountains to understand why the lakes form and how they are triggering the ice stream. At the same time, a U.S.-Norwegian team, including Ted Scambos, will cross the Recovery lakes, measuring the velocity of the ice sheet and its temperature gradient along the top. A Russian team will seek to sample Lake Vostok; an Italian team will study Lake Concordia, near the French-Italian station in East Antarctica; and a British team will survey a lake in the Ellsworth Mountains in West Antarctica.
All those efforts—in conditions that remain daunting to human work—reflect the consensus and urgency of the international scientific community: understanding the changing ice sheets and the water that governs their dynamism is crucial to the future of our society.
ABOUT THE AUTHOR(S)
Robin E. Bell is director of the ADVANCE program at the Earth Institute at Columbia University. She is also a Doherty Senior Research Scientist at Columbia s Lamont-Doherty Earth Observatory, where she directs a major research program in Antarctica. Bell studies the mechanisms of ice-sheet collapse, as well as the chilly environments underneath the Antarctic ice sheet, and she has led seven expeditions to Antarctica. She is chair of the Polar Research Board of the National Academies and has served as vice chair of the International Planning Group for the International Polar Year.
|
|