De laatste veerkrachtige gletsjers in Tajikistan: Aanvullen van jarenlange ontbrekende gegevens

Onderzoekers’ hoofdkantoor. Basisstation ten noorden van het Maidakul-meer, dicht bij de Kyzylsu-gletsjer, tijdens het eerste veldbezoek in juni 2021. Noordwestelijke Pamir-bergen, centraal Tadzjikistan. Credit: Marin Kneib/ISTA.

Te weinig sneeuwval wankelt nu ook de fundamenten van enkele van ’s werelds meest veerkrachtige “watertorens”, toont een nieuwe studie geleid door de Pellicciotti-groep aan het Instituut voor Wetenschap en Technologie Oostenrijk (ISTA). Na het opzetten van een monitoringsnetwerk op een nieuwe benchmarkgletsjer in centraal Tadzjikistan, kon het internationale team van onderzoekers het gedrag van het gehele stroomgebied modelleren van 1999 tot 2023.

De resultaten, die een afname van de gletsjergezondheid aantonen, werden gepubliceerd in Communications Earth & Environment.

Hooggebergte Azië wordt de Derde Pool genoemd vanwege de enorme smeltwaterreserves, die alleen worden overtroffen door de poolkappen van de Noordpool en Zuidpool. In Centraal-Azië zijn de noordwestelijke Pamir-bergen in Tadzjikistan de thuisbasis van enkele van de laatste stabiele of groeiende gletsjers buiten de poolgebieden. Echter, tussen de ineenstorting van de Sovjetunie en de terugkeer van nieuwe monitoringsnetwerken heeft deze regio ook tientallen jaren geleden geleden onder een ernstige tekort aan observatiedata.

Onderzoekers van professor Francesca Pellicciotti’s groep bij het ISTA dragen bij aan een internationale inspanning om dit probleem aan te pakken. Ze hebben samengewerkt met lokale onderzoekers in Tadzjikistan en collega’s in Zwitserland, Oostenrijk en Frankrijk om hun eigen klimaatstation op te zetten in een benchmark-stroomgebied en de veranderingen van de gletsjer over meer dan twee decennia te modelleren. Nu toont hun eerste gezamenlijke publicatie bewijs dat de gletsjer waarschijnlijk zijn kantelpunt bereikte in 2018.

“Vanwege het algemene gebrek aan data en robuuste toekomstprojecties in de regio, kunnen we nog niet zeggen of dit werkelijk het ‘punt van geen terugkeer’ voor de Pamir-gletsjers was,” zegt de eerste auteur van de studie, Achille Jouberton, een Ph.D.-student in de Pellicciotti-groep bij ISTA. “We moeten in gedachten houden dat deze studie slechts één specifiek stroomgebied overweegt en zich uitstrekt van 1999 tot 2023. Het is echter de eerste studie van zijn soort. Vergelijkbare inspanningen zullen nodig zijn om deze problemen op een grotere geografische schaal aan te pakken.”

Begrijpen van een anomalieuze toestand. Klimaatverandering heeft een aanzienlijke impact op gletsjers over de hele wereld gehad. Terwijl die in de Alpen, Andes en elders ter wereld in een verontrustend tempo smelten, zijn sommige gletsjers in de Centraal-Aziatische Pamir- en Karakoram-bergen verrassend stabiel gebleken, mogelijk zelfs aan het groeien. Dit onverwachte en tegenintuïtieve gedrag van de gletsjers is aangeduid als de Pamir-Karakoram-anomalie.

“Centraal-Azië is een semi-aride regio die sterk afhankelijk is van sneeuw- en ijsafvoer voor de watervoorziening stroomafwaarts,” zegt ISTA-professor Pellicciotti. “Maar we begrijpen de oorzaken van deze anomalieuze gletsjerstaat nog steeds niet volledig.” Zijn dit de laatste veerkrachtige gletsjers in het gezicht van klimaatverandering?

Het team koos ervoor om hun monitoringssite op de Kyzylsu-gletsjer in het noordwestelijke Pamir, in centraal Tadzjikistan, op te zetten. Dit klimaatstation bevindt zich op een hoogte van net onder de 3.400 meter boven zeeniveau in een land waar de helft van het grondgebied boven de 3.000 meter ligt.

“Kyzylsu wordt een benchmark-monitoringssite vanwege de verschillende observatieplaatsen die recentelijk op en rond de gletsjer zijn opgezet,” legt Jouberton uit. Daar willen de onderzoekers beginnen met het verhelderen van het anomalieuze gedrag van de gletsjers in de regio.

De uitdaging is dat er bijna geen data zijn. Sinds het opzetten van hun monitoringsnetwerk in het Kyzylsu-stroomgebied in 2021 heeft het team uitgebreide data verzameld over sneeuwval en watervoorzieningen in het gebied. Met behulp van deze observaties en klimaatheranalyse-data als input voor hun computationele modellen, konden ze het gedrag van de gletsjer van 1999 tot 2023 simuleren.

“We modelleerden het klimaat van het stroomgebied, de sneeuwbedekking, de gletsjermassa-balansen en de waterbewegingen,” zegt Jouberton. “Maar hoe we het model ook analyseerden, we zagen een belangrijk kantelpunt in 2018 op zijn vroegst. Sindsdien heeft de verminderde sneeuwval het gedrag van de gletsjer veranderd en de gezondheid ervan beïnvloed.”

In feite is het smelten van het gletsjerijs toegenomen, wat ongeveer een derde van de verloren watervoorzieningen door verminderde neerslag compenseert. Daarom lijkt de anomalieuze fase van de relatieve stabiliteit van de gletsjer in het gezicht van klimaatverandering ten einde te zijn gekomen.

De onderzoekers gebruikten computationele modellen die werden aangedreven door hun cruciaal belangrijke, nieuwe lokale observaties. Echter, observatiedata alleen zouden niet alle vragen hebben beantwoord, zelfs niet als er een dichte dekking was geweest. “We hebben modellen en simulaties nodig in ons werk, van de bodem van de vallei naar de top van de gletsjer. Zelfs in Europa en Canada, waar de monitoringsnetwerken veel uitgebreider zijn, blijven klimaatstations kleine, gelokaliseerde punten op de kaart,” zegt Jouberton. “Maar de uitdaging in de Pamir-regio is dat er bijna geen data zijn.”

Daarom moeten de onderzoekers het observatienetwerk verdichten. “Gezien al deze uitdagingen zijn we niet zeker hoe nauwkeurig de input voor het model is. Maar aangezien het goed presteerde ten opzichte van onafhankelijke observaties, zijn we vrij zeker van de output. Ons werk is een eerste stap in de goede richting.”

Rugzakken vol kostbare apparatuur. Sinds het opzetten van de samenwerking in 2021, terwijl de Pellicciotti-groep zich bevond aan het Zwitsers Federaal Instituut voor Bos-, Sneeuw- en Landschapsonderzoek (WSL), heeft het team Tadzjikistan zeven keer bezocht. “We hebben elke zomer veldreizen gepland met de lokale onderzoeksinstituten in Dushanbe en zijn met onze rugzakken vol kostbare apparatuur de bergen ingegaan, afgesneden van de wereld.”

“Het hebben van lokale wetenschappers als onderdeel van de veldtrip bevordert niet alleen nauwe samenwerking en wetenschappelijke uitwisseling, maar helpt ons ook de taalbarrière te overwinnen bij het communiceren met de lokale inwoners die afhankelijk zijn van de gletsjers,” zegt Jouberton. 2025 markeert een mijlpaal, aangezien deze zomer’s veldtrip de laatste was binnen de huidige financieringsperiode van het project. Tot de doelen van dit jaar behoorde het bijwerken en automatiseren van de monitoringsnetwerken om ervoor te zorgen dat ze decennia lang functioneel blijven.

Door ook essentiële kennis over het onderhoud van de apparatuur met de lokale inwoners te delen, hopen ze hun werk duurzamer te maken en de noodzaak voor frequente veldreizen te verminderen. Tot nu toe moesten ze reizen om de interne batterijen van de apparatuur te vervangen, de functionaliteit van de stations te onderhouden en hun data te verzamelen met behulp van USB-sticks.

Significant lokale impact. Het werk van het team is afhankelijk van nauwe samenwerking met de lokale bevolking. “De herders kennen ons. Ze zien ons elk jaar en nodigen ons vaak uit voor de lunch. Ze weten waar we onze stations hebben opgezet en doen hun best om ervoor te zorgen dat er niets de metingen verstoort,” zegt Jouberton.

Het team bespreekt de data met de lokale bevolking, deelt informatie en werkt in de wildernis te midden van de lokale bewoners, hun kinderen en vee. Vaak rapporteren de locals over gebeurtenissen die in de bergen hebben plaatsgevonden. “Het is indrukwekkend om de locals te horen vertellen over dingen die wij alleen in satellietdata hebben gezien. Dit geeft een reëel en persoonlijk effect aan ons werk.”

Dichtbij samenwerking met de lokale bevolking. Eerste auteur Achille Jouberton (links) bespreekt de data met lokale inwoners nabij de Kyzylsu-gletsjer in de noordwestelijke Pamir-bergen, centraal Tadzjikistan. Credit: Jason Klimatsas/ISTA.

Het Kyzylsu-stroomgebied draagt bij aan het afwateringsgebied van de Amu Darya, een van de belangrijkste rivieren in Centraal-Azië, waarvan het water bijna volledig afkomstig is van gletsjers. De Amu Darya was ook een voormalige instroom van de nu grotendeels opgedroogde Aral Zee. Deze binnenzee heeft geleden onder de decennialange afleiding van zijn twee belangrijkste instromende rivieren, de Amu Darya naar het zuiden en de Syr Darya naar het noordoosten, om katoenvelden te irrigeren die tijdens de Sovjetperiode in de woestijn zijn aangelegd.

“Maar de effecten van de gletsjers zijn het sterkst in hun directe ecosystemen,” zegt Jouberton. “Ook al lijkt de Kyzylsu-gletsjer en waarschijnlijk andere Pamir-gletsjers sneller te smelten en meer water in het systeem te pompen, het is onwaarschijnlijk dat ze de restanten van de Aral Zee kunnen aanvullen.”