Sea-ice decline exposes Antarctic ice shelves to unprecedented retreat by wave erosion

Het Antarctische continent wordt omringd door enorme, drijvende ijsplatforms die ijsplaten worden genoemd. Deze ijsplaten fungeren als een natuurlijke rem, die de massieve gletsjers die vanuit het binnenland van het continent stromen tegenhoudt en hun reis naar de oceaan vertraagt. Wanneer deze ijsplaten verzwakken of verdwijnen, versnellen de gletsjers erachter, waardoor er meer ijs in de zee wordt gestort en de wereldwijde zeespiegel stijgt. Decennialang begrepen wetenschappers dat deze platen van onderaf kunnen worden weggesleten door warm oceaanwater of van bovenaf door smeltend lucht. Echter, een cruciaal onderdeel van de puzzel ontbrak: de rol van het zeeijs dat de Antarctische kust gewoonlijk omringt. Dit zeeijs fungeert als een beschermende buffer, die de drijvende ijsplaten afschermt van de open oceaan. Naarmate het klimaat opwarmt, krimpt deze beschermende ring, waardoor de ijsplaten worden blootgesteld aan nieuwe krachten waar eerdere modellen geen rekening mee hebben gehouden.

Een team van onderzoekers heeft nu een krachtig, voorheen over het hoofd gezien mechanisme ontdekt dat de snelle terugtrekking van deze ijsplaten aanstuurt. Door specifieke regio's te bestuderen waar het zeeijs tijdens de zomermaanden is verdwenen, ontdekten zij dat de ijsplaten worden weggeërodeerd door een combinatie van warm water en golven. Wanneer het zeeijs verdwijnt, maken de golven de weg vrij naar de verticale wand van de ijsplaat. Deze golven, aangedreven door water dat iets warmer is dan het vriespunt, slijten een inkeping uit bij de waterlijn. Dit proces ondermijnt het ijs, waardoor een ondergedompelde, drijvende rand ontstaat die de voorkant van de plaat omhoog tilt. Uiteindelijk wordt de spanning te groot en breekt de plaat af, waardoor grote ijsbergen in de zee terechtkomen. Deze cyclus herhaalt zich elke zomer, waardoor de ijsplaat veel sneller terugtrekt dan bij alleen smelten het geval zou zijn.

De onderzoekers richtten hun onderzoek op de Amundsen Zee-polynya, een gebied waar het zeeijs al jaren aan het verdwijnen is, en de Ronne Entrance, een regio die in 2025 en 2026 voor het eerst een volledige zomer zonder zeeijs ervoer. Met behulp van decennia aan satellietbeelden volgden zij de beweging van de ijsfronten. Zij observeerden dat in gebieden die beschermd werden door zeeijs, de ijsplaten relatief stabiel bleven en een voorspelbaar patroon van vooruitgang en terugtrekking vertoonden. In contrast hiermee vertrokken de secties van de Getz-ijsplaat die grenzen aan het open water gestaag elk jaar. De terugtrekking werd niet veroorzaakt door het dunner worden van het ijs van onderaf of door smelten van bovenaf, zoals gebruikelijk is in andere delen van Antarctica. In plaats daarvan werd het ijsfront bij de waterlijn weggesleten, een proces dat de wetenschappers "randverweer" (edge wasting) noemen.

Om precies te begrijpen hoe dit gebeurt, gebruikten het team hoogwaardige satellietmetingen om het oppervlak van het ijs te scannen. Zij ontdekten een duidelijk patroon: een verhoogde ijswal gevolgd door een depressie, bekend als een rampart-moat structuur (damwand-gracht structuur). Deze vorm ontstaat wanneer de waterlijn wordt geërodeerd, waardoor een ondergedompelde voet van ijs achterblijft die omhoog drijft en de plaat erboven doet kantelen. De onderzoekers berekenden dat deze onderwatervoet slechts ongeveer 50 tot 100 meter hoeft uit te strekken voordat de opwaartse kracht sterk genoeg is om de plaat te doen breken. Zodra deze drempel wordt bereikt, breekt de plaat af, een gebeurtenis die in één klap bijna 900 meter ijs kan verwijderen. Dit betekent dat een relatief kleine hoeveelheid erosie bij de waterlijn een massale vrijgave van ijs kan triggeren, een fenomeen dat de auteurs het "kalving-multiplier-effect" noemen.

De studie laat zien dat de snelheid van deze terugtrekking alarmerend is. In de Amundsen Zee was het ijsfront met ongeveer 680 meter per jaar aan het terugtrekken. In de Ronne Entrance, waar het zeeijs de gehele zomer afwezig was en het water warmer was, lag het terugtrekkingspercentage zelfs hoger, met meer dan 2.000 meter per jaar op sommige plaatsen. Deze snelheden zijn veel groter dan de snelheid waarmee het ijs naar voren stroomt, wat betekent dat de ijsplaten snel krimpen. De onderzoekers merkten op dat dit proces volledig afhankelijk is van de afwezigheid van zeeijs; in jaren waarin zeeijs standhield, of wanneer koude ijsbergen in het gebied afdreven en het water afkoelden, stopte de terugtrekking. Dit bevestigt dat het verlies van de beschermende zeeijsbarrière de directe trigger is voor deze erosie.

De implicaties van deze bevindingen reiken veel verder dan de specifere locaties die zijn bestudeerd. De onderzoekers analyseerden gegevens van de gehele Antarctische kust en ontdekten dat naarmate het zeeijs blijft afnemen, de meeste ijsplaten binnenkort aan dezelfde omstandigheden worden blootgesteld. Momenteel worden veel ijsplaten tijdens de zomer beschermd door zeeijs, maar deze bescherming verdwijnt. Als het patroon dat in de Amundsen Zee en de Ronne Entrance is waargenomen zich over het hele continent herhaalt, zouden bijna alle Antarctische ijsplaten elk jaar in terugtrekking kunnen raken. Dit zou de stabiliteit van de ijskap fundamenteel veranderen, wat potentieel kan leiden tot de instorting van platen die voorheen als veilig werden beschouwd.

Deze ontdekking benadrukt een gat in de huidige voorspellingen van de zeespiegelstijging. Bestaande computermodellen die toekomstige zeespiegelstanden voorspellen, bevatten dit door golven gedreven erosieproces niet. Ze richten zich op smelten door warm water van onderaf en warme lucht van bovenaf, maar ze missen de mechanische en thermische erosie veroorzaakt door golven die tegen het ijsfront slaan wanneer het zeeijs weg is. Omdat dit mechanisme de terugtrekking kan aansturen met snelheden die veel hoger liggen dan voorheen gedacht, betogen de onderzoekers dat huidige modellen de snelheid waarmee Antarctica ijs zal verliezen waarschijnlijk onderschatten. Terwijl de beschermende zeeijsbarrière verdwijnt, worden de ijsplaten van het continent geconfronteerd met een nieuwe en krachtige dreiging, die de stijging van de wereldwijde zeespiegel sneller kan versnellen dan wetenschappers hadden verwacht.