Vereenvoudigd model verbetert inzicht in langdurig gletsjergedrag en de gevolgen van klimaatverandering
Sít’ Kusá (Turner Glacier) in het zuiden van Alaska heeft recent een nieuwe uitbarsting meegemaakt. Onderzoekers van de Universiteit van Idaho hebben een wiskundig model ontwikkeld dat wetenschappers helpt veranderingen in de beweging van gletsjers beter te begrijpen. Deze nieuwe aanpak laat zien dat diverse patronen van ijsstroming – van kortetermijnfluctuaties tot meerjarige trends – kunnen worden verklaard met een enkele set fundamentele vergelijkingen.
De studie, recent gepubliceerd in Geophysical Research Letters, kan bijdragen aan het verfijnen van klimaatveranderingsvoorspellingen en ons begrip van gletsjerdynamiek verbeteren. Doctorandus Yoram Terleth leidde de studie onder begeleiding van Tim Bartholomaus, universitair hoofddocent aan de afdeling Aarde- en Ruimtelijke Wetenschappen.
Gletsjers en ijskappen spelen een cruciale rol in het mondiale klimaat door de stijging van de zeespiegel en watercycli te beïnvloeden. Er blijft echter onzekerheid bestaan over de exacte omvang van de toekomstige zeespiegelstijging als gevolg van het totale volume ijs dat in de oceanen zal afbreken. Traditioneel hebben wetenschappers complexe modellen gebruikt om de krachten die de gletsjerbeweging aandrijven te analyseren.
Het nieuwe model volgt een vereenvoudigde aanpak die de kern van veranderingen in gletsjers benadert en een bestaand kader uitbreidt om een breed scala aan veranderingen in ijssnelheid te omvatten. Snellere ijssnelheden leiden doorgaans tot een groter verlies van gletsjermassa, wat betekent dat de zeespiegel stijgt.
“Ons model toont aan dat kortetermijn- en langetermijnvariaties in gletsjersnelheid kunnen worden begrepen via dezelfde fundamentele mechanismen,” zei Terleth. “Voorheen werd gedacht dat deze veranderingen door verschillende processen werden aangedreven, wat verschillende modellen voor verschillende tijdschalen vereiste.”
Recente inspanningen om meerjarige cycli van snelle gletsjerstroming, bekend als gletsjeruitbarstingen, te modelleren, suggereren dat een geleidelijke opbouw van warmte of water aan de basis van gletsjers de instabiliteit van de ijsstroming zou kunnen aansteken. Eerdere modellen hielden echter geen rekening met seizoensgebonden variaties in waterflux door gletsjers en hun invloed op de gletsjerstroming.
Deze studie toont aan dat meer poreuze gletsjers minder waarschijnlijk zullen uitbarsten, terwijl gletsjers met een slecht verbonden afvoersysteem aan de basis waarschijnlijker zullen uitbarsten. Het begrijpen van deze processen kan wetenschappers helpen om langetermijnveranderingen in ijskappen, zoals die in Groenland en Antarctica, te voorspellen, wat directe gevolgen heeft voor de mondiale zeespiegel.
Buiten theoretische vooruitgangen heeft dit onderzoek praktische implicaties voor veldstudies en toekomstige klimaatvoorspellingen. De concepten van het huidige model zijn toepasbaar op alle gletsjers en kunnen dienen als basis voor het verfijnen van meer gedetailleerde simulaties.
Bartholomaus benadrukte dat hun werk niet gaat om het repliceren van het gedrag van één gletsjer, maar om het vaststellen van een breder geheel van principes die van toepassing zijn op veel verschillende ijsformaties wereldwijd. “Dit model biedt een fundamenteel begrip van hoe gletsjers bewegen,” zei hij. “Door universele patronen te identificeren, kunnen we grotere, complexere modellen verbeteren die worden gebruikt voor het voorspellen van de langetermijnevolutie van gletsjers en de impact daarvan op de mondiale zeespiegel.”
In de toekomst is het team van plan hun onderzoek uit te breiden door aanvullende gegevensbronnen te integreren, waaronder satellietobservaties en metingen ter plaatse. Dit zal hen in staat stellen om hun bevindingen verder te valideren en hun voorspellende mogelijkheden te verfijnen.
