Smeltende gletsjers aan het einde van de IJstijd versnelden mogelijk de continentale verschuiving en veroorzaakten vulkaanuitbarstingen

Ongeveer 10.000 jaar geleden, aan het einde van de laatste IJstijd, kan de verschuiving van het continent Noord-Amerika, samen met de spreiding in de Atlantische Oceaan, tijdelijk zijn versneld door het smelten van gletsjers, volgens een nieuwe studie van wetenschappers aan de Universiteit van Colorado Boulder.

In het nieuwe onderzoek gebruikten geofysici Tao Yuan en Shijie Zhong computersimulaties om terug te reizen naar de aarde zo’n 26.000 jaar geleden. Destijds begon de enorme Laurentide IJskap, die zich over Noord-Amerika uitstrekte tot aan Pennsylvania, zich terug te trekken. Smeltend ijs stroomde de oceanen in en de zeespiegel steeg wereldwijd gemiddeld met ongeveer 1 centimeter per jaar. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Nature.

De wetenschappers ontdekten dat deze wereldwijde dooi ook onverwachte gevolgen kon hebben, waaronder voor de platentektoniek, het interne mechanisme dat al miljarden jaren de continenten van de aarde uit elkaar trekt en weer samenperst. Volgens de berekeningen van het team kan de beweging van de Noord-Amerikaanse continentale plaat met 25% zijn versneld door het smelten van het ijs. Tussen ongeveer 12.000 en 6.000 jaar geleden kan de spreiding bij de Mid-Atlantische Oceaanrug, die ligt tussen de Noord-Amerikaanse en Euraziatische platen, met maar liefst 40% zijn toegenomen.

“Naarmate het volume ijs aanzienlijk afnam, veroorzaakte dit een enorme beweging in de aardkorst,” zei Yuan, een afgestudeerde student aan de faculteit Natuurkunde van CU Boulder. “Wetenschappers wisten dat het smelten van het ijs de platen deed oprijzen. Maar wij tonen aan dat ze ook veel horizontaal verplaatst werden door het smelten van het ijs.”

Hun resultaten kunnen implicaties hebben voor onze planeet vandaag de dag. De ijskappen boven Groenland smelten opnieuw in een snel tempo, wat, in een vreemde wending, een toename van vulkanische uitbarstingen in het nabijgelegen IJsland kan aanjagen. “Het verhaal dat we al heel lang vertellen – dat processen zoals zeebodemspreiding en continentale drift opereren op tijdschalen van miljoenen jaren, aangedreven door de interne motor van de aarde, thermische convectie – dat is nog steeds waar, maar wij tonen aan dat glaciale beïnvloeding ook aanzienlijke beweging kan veroorzaken op relatief korte tijdschalen van 10.000 jaar.”

Beweging van de aardkorst

Het onderzoek duikt diep in de Mid-Atlantische Oceaanrug. Dit kenmerk strekt zich duizenden kilometers uit door het midden van de Atlantische Oceaan en doorkruist het eiland IJsland. Het is een onrustige plek: daar komt magma vanuit de diepten van de aarde omhoog door de korst, koelt af tot vaste rots en helpt de continenten van Noord-Amerika en Europa van elkaar te duwen.

Generaties lang geloofden wetenschappers dat dit proces grotendeels stabiel was, met de rug die de afgelopen miljoenen jaren consistent met 2 centimeter per jaar versprong. “Dat is een vrij bekend, standaardcijfer,” zei Zhong. Maar zouden de leerboeken fout kunnen zijn? Om dat te ontdekken, gebruikten Zhong en Yuan computersimulaties om de aarde te recreëren zoals deze duizenden jaren geleden was. De onderzoekers simuleerden wat er zou kunnen gebeuren als gletsjers van kilometers dik verdwenen uit het huidige Canada en Groenland, waardoor dat gewicht van het droge land in de oceaan werd verplaatst.

Het helpt om de aarde te zien als een traagschuimmatras. Als je op een matras ligt en opstaat, zal het schuim langzaam terugveren naar zijn oorspronkelijke vorm. Iets vergelijkbaars gebeurde op aarde naarmate de ijskappen smolten, zeiden Zhong en Yuan. Terwijl het gewicht van de Laurentide IJskap over de planeet werd herverdeeld, begonnen delen van Noord-Amerika weer omhoog te komen. (Tegenwoordig stijgt het land rond de Hudsonbaai in Canada nog steeds met ongeveer 1 centimeter per jaar door die terugvering). Volgens de nieuwe studie kan het smelten ook de horizontale beweging van Noord-Amerika en de Mid-Atlantische Oceaanrug hebben beïnvloed.

Vulkanische uitbarstingen

De dooi kan ook explosieve gevolgen hebben gehad voor IJsland, dat niet ver van Groenland ligt, aldus Yuan en Zhong. Geologische bewijzen suggereren bijvoorbeeld dat het eiland een periode van intense vulkanische activiteit doormaakte aan het einde van de laatste IJstijd, die sindsdien is afgezwakt. Versterkte spreiding bij de Mid-Atlantische Oceaanrug door het smelten van ijs uit Groenland kan hebben bijgedragen aan dat vurige verleden, waardoor meer magma naar de oppervlakte kon stijgen en vulkanen en geisers kon voeden.

“Dit patroon van vulkanisme kan gedeeltelijk te wijten zijn aan de glaciale smelting die we bestudeerden,” zei Zhong. Tegenwoordig smelt het ijs boven Groenland niet snel genoeg om veel invloed te hebben op de continentale drift van de aarde. Maar het kan nog steeds een grote invloed hebben op IJsland in de komende honderden jaren, vooral als gletsjers beginnen te verdwijnen met een versnelde snelheid. “IJskappen in Groenland en West-Antarctica smelten nog steeds,” zei Yuan. “We denken dat het smelten van het ijs in de toekomst de zeebodemspreiding en vulkanisme bij nabijgelegen mid-ocean-ruggen kan versterken.”