U bent nu ongetwijfeld overspoeld met de dreiging van wereldwijde zeespiegelstijging. Met de huidige geschatte snelheid van een tiende van een inch per jaar, kan de stijging van de zeespiegel ervoor zorgen dat grote delen van steden zoals New York, Galveston en Norfolk de komende 20 jaar onder water verdwijnen. Maar een nieuwe studie in het Journal of Geophysical Research toont aan dat op plaatsen zoals Juneau, Alaska het tegenovergestelde gebeurt: de zeespiegel daalt elk jaar ongeveer een halve centimeter.
Hoe kan dit zo zijn? Het antwoord ligt in een fenomeen van smeltende gletsjers en wippen over de aarde genaamd "glaciale isostatische aanpassing". Misschien weet je het niet, maar de laatste ijstijd transformeert nog steeds stilletjes het aardoppervlak en beïnvloedt alles vanaf de duur van onze dagen tot de topografie van onze landen.
Tijdens de glorietijd van de gletsjer 19.000 jaar geleden, bekend als het laatste glaciale maximum, kreunde de aarde onder het gewicht van zware ijskappen duizenden voet dik, met namen die de uitspraak trotseren: de Laurentide-ijskap, de Cordilleran-ijskap, de Fennoscandische ijskap, en nog veel meer. Deze enorme stukken bevroren water die op het aardoppervlak zijn gedrukt, verplaatsen ruw gesteente en veroorzaken vervormbare mantelstof eronder om te vervormen en weg te stromen, waardoor de vorm van de aarde verandert - op dezelfde manier waarop je bodem een depressie op een bank maakt als je er lang op zit genoeg. Sommige schattingen suggereren dat een ijskap van ongeveer een halve mijl dik een depressie van 900 voet diep kan veroorzaken - ongeveer van een 83 verdiepingen tellend gebouw.
De verplaatste mantel stroomt in gebieden rond de ijskap, waardoor dat land omhoog komt, zoals vulling in een bank rond je gewicht zal ophopen. Deze gebieden, "forebulges" genoemd, kunnen vrij klein zijn, maar kunnen ook meer dan 300 voet hoog worden. De Laurentide-ijskap, die het grootste deel van Canada en de noordelijke Verenigde Staten bijvoorbeeld woog, veroorzaakte een opheffing in de centrale naar zuidelijke delen van de VS Elders, creëerden oude gletsjers forten rond het Amazonegebied-delta die vandaag nog steeds zichtbaar zijn, hoewel het ijs smolt lang geleden.
Toen de prehistorische ijskappen rond 11.700 jaar geleden begonnen te smelten, veranderde dit echter allemaal. Het oppervlak begon terug te veren, waardoor de mantel meer ruimte kreeg om terug te stromen. Dat zorgde ervoor dat land dat eerder was verzwaard, zoals Glacier Bay Park in Alaska en de Hudson Bay in Canada, omhoog kwam. De meest dramatische voorbeelden van opheffing zijn te vinden in plaatsen als Rusland, IJsland en Scandinavië, waar de grootste ijskappen bestonden. In Zweden, bijvoorbeeld, hebben wetenschappers ontdekt dat het stijgende land een oud meer genaamd Malaren van de zee scheidde, waardoor het een zoetwatermeer werd.
Tegelijkertijd zinken plaatsen die ooit vervuilingen waren nu, omdat ze niet langer worden opgeduwd door nabijgelegen ijskappen. Terwijl Schotland bijvoorbeeld terugkaatst, zinkt Engeland elk jaar ongeveer zeven tienden van een centimeter de Noordzee in. Evenzo, terwijl Canada elk decennium ongeveer vier centimeter terugkeert, zinkt de oostkust van de VS elk jaar met ongeveer drie tienden van een centimeter - meer dan de helft van de huidige stijging van de zeespiegel wereldwijd. Een studie gepubliceerd in 2015 voorspelde dat Washington, DC de komende eeuw met zes of meer centimeter zou dalen als gevolg van instorting van de voorhoede, waardoor de monumenten en militaire installaties van de natie in gevaar zouden kunnen komen.
Enkele van de meest dramatische opheffingen zijn te vinden in IJsland. (Martin De Lusenet, Flickr CC BY) Recente schattingen suggereren dat het land in Zuidoost-Alaska met 1, 18 centimeter per jaar stijgt, een snelheid die veel sneller is dan eerder werd vermoed. Bewoners voelen al de dramatische gevolgen van deze verandering. Positief is dat sommige gezinnen die aan de kust wonen hun onroerend goed hebben verdubbeld of verdrievoudigd: terwijl kustgletsjers zich terugtrekken en land dat eenmaal bedekt is met ijs een isostatische rebound ondergaat, stijgen laaglandgebieden en creëren "nieuw" land, wat een onverwachte zegen kan zijn voor gezinnen die langs de kust wonen. Een familie was in staat een negen-holes golfbaan te bouwen op land dat pas onlangs uit de zee is gesprongen, een artikel uit de New York Times dat in 2009 werd gepubliceerd. Wetenschappers hebben ook de zwaartekracht op Russell Island, Alaska gevolgd en ontdekt dat het elk jaar verzwakken terwijl het land verder van het centrum van de aarde af beweegt.
Uplift verhoogt de hoeveelheid rotsachtig sediment in gebieden die eerder onder water lagen. Onderzoekers voorspellen bijvoorbeeld dat door opheffing estuaria in de stad Hoonah in Alaska zullen opdrogen, waardoor de hoeveelheid rode algen in het gebied zal toenemen, wat op zijn beurt de kwetsbare ecosystemen daar kan beschadigen. Bovendien maken sommige onderzoekers zich zorgen dat de snelle opleving in Alaska ook het voedselecosysteem en het levensonderhoud van zalmvissers zal veranderen.
Tegelijkertijd openen er veel nieuwe zalmstromen in Glacier Bay, zegt Eran Hood, hoogleraar milieukunde aan de Universiteit van Alaska. "Terwijl gletsjers smelten en achteruitgaan, verandert de landbedekking snel", zegt hij. “Veel nieuwe gebieden worden bebost. Naarmate het ijs zich terugtrekt, wordt de zalm opnieuw gekoloniseerd. Het is niet goed of slecht, gewoon anders. ”
Het stijgingspercentage als gevolg van isostatische aanpassing over de hele wereld; Naar verwachting zullen Antarctica en Canada het meest stijgen. (Door Erik Ivins, JPL. [Public domain], via Wikimedia Commons) Hoewel niet zo zichtbaar, veroorzaken alle veranderingen veroorzaakt door gletsjersmelt en verschuivende mantel ook dramatische veranderingen in de rotatie van de aarde en stoffen onder het aardoppervlak.
Terwijl onze gigantische gletsjers smolten, verloren de continenten in het noorden snel gewicht, wat een snelle herverdeling van gewicht veroorzaakte. Recent onderzoek van NASA-wetenschappers toont aan dat dit een fenomeen veroorzaakt dat "echte poolwandeling" wordt genoemd, waarbij de scheve gewichtsverdeling op de aarde ervoor zorgt dat de planeet op zijn as kantelt totdat hij zijn evenwicht vindt. Onze noord- en zuidpool bewegen naar de landmassa's die het snelst krimpen naarmate het rotatiecentrum van de aarde verschuift. Voorheen dreef de Noordpool naar Canada; maar sinds 2000 drijft het af naar het VK en Europa met ongeveer vier centimeter per jaar. Wetenschappers hebben de daadwerkelijke geografische locatie van de Noordpool nog niet moeten veranderen, maar dat kan binnen enkele decennia veranderen.
Herverdeling van massa vertraagt ook de rotatie van de aarde. In 2015 publiceerde geofysicus Harvard Jerry Mitrovica een studie in Science Advances waaruit bleek dat ijsmassa ervoor zorgde dat oceaanmassa zich rond het centrum van de aarde verzamelde, waardoor de rotatie van de aarde werd vertraagd. Hij vergeleek het fenomeen met een draaiende kunstschaatser die zijn armen uitstrekt om zichzelf te vertragen.
Glaciale smelt kan ook sluimerende aardbevingen en vulkanen opnieuw doen ontwaken. Grote gletsjers onderdrukten aardbevingen, maar volgens een studie gepubliceerd in 2008 in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters, terwijl de aarde terugkaatst, wordt de neerwaartse druk op de platen opgeheven en kunnen wankele reeds bestaande fouten opnieuw worden geactiveerd. In Zuidoost-Alaska, waar opheffing het meest voorkomt, glijdt de Pacifische plaat onder de Noord-Amerikaanse plaat, wat veel spanning veroorzaakt. Onderzoekers zeggen dat gletsjers die spanning eerder hadden onderdrukt, maar de rebound zorgt ervoor dat die platen weer tegen elkaar slijpen. "De last van de gletsjers zorgde ervoor dat kleinere aardbevingen geen tektonische stress konden veroorzaken", zegt Erik Ivins, een geofysicus bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA.
Smeltende gletsjers kunnen ook plaatsmaken voor aardbevingen in het midden van platen. Een voorbeeld van dat fenomeen is de reeks aardbevingen in New Madrid die in de 19e eeuw de Midwestern-Verenigde Staten op zijn kop zette. Hoewel veel aardbevingen plaatsvinden op breuklijnen waar twee afzonderlijke platen op elkaar schuiven, speculeren wetenschappers dat de aardbevingen in het gebied rond New Madrid plaatsvonden op een plaats waar ooit hete, gesmolten rotsen onder de aardkorst wilden doorbreken, maar werd onderdrukt door het gewicht van massieve ijskappen. Nu de ijskappen zijn gesmolten, kan de mantel echter weer omhoog borrelen.
Wetenschappers hebben ook een verband gevonden tussen deglaciatie en uitstromingen van magma uit de aarde, hoewel ze niet zeker weten waarom de een de ander veroorzaakt. In de afgelopen vijf jaar heeft IJsland drie grote vulkaanuitbarstingen geleden, wat ongebruikelijk is voor het gebied. Sommige studies suggereren dat het gewicht van de gletsjers vulkanische activiteit onderdrukte en dat het recente smelten 20-30 keer meer kans geeft op vulkaanuitbarstingen in plaatsen zoals IJsland en Groenland.
De dwalende polen: tot voor kort was de aardas langzaam naar Canada aan het bewegen, zoals in deze afbeelding te zien is; nu verschuiven smeltend ijs en andere factoren de aardas naar Europa. (NASA / JPL-Caltech) Veel van het mysterie met betrekking tot oude gletsjers is nog steeds niet opgelost. Wetenschappers proberen nog steeds een nauwkeurig model van isostatische aanpassing van de ijstijd te maken, zegt Richard Snay, de hoofdauteur van de meest recente studie in het Journal of Geophysical Research . "Sinds het begin van de jaren 90 bestaat dergelijke software voor lengtegraad- en breedtegraadmetingen, maar verticale metingen zijn altijd moeilijk geweest", zegt Snay. Hij en collega's hebben nieuwe vergelijkingen ontwikkeld voor het meten van isostatische aanpassing op basis van een complexe reeks modellen die voor het eerst zijn gepubliceerd door Dick Peltier, een professor aan de Universiteit van Toronto. De modellen van Peltier houden niet alleen rekening met de viscositeit van de mantel, maar ook met de geschiedenis van de zeespiegel, gegevens van satellieten die momenteel rond de aarde draaien en zelfs oude records vertaald uit Babylonische en Chinese teksten. "We proberen gletsjergeschiedenis te bekijken als een functie van tijd en elasticiteit van de diepe aarde", zegt Peltier. “De theorie blijft verfijnd. Een van de belangrijkste uitdagingen van dit werk is het beschrijven van de effecten die vandaag in het aardse systeem optreden, die zich voordoen als gevolg van de laatste ijstijd duizenden jaren geleden. "
Toegevoegd aan alle onbekenden, weten onderzoekers ook niet precies hoe dit prehistorische proces zal worden beïnvloed door de huidige patronen van het broeikaseffect, dat de smelting van ijs in een ongekend tempo versnelt. In Alaska betekent opwarming van de aarde minder sneeuw in de winter, zegt Hood.
"Er is hier een veel sneller verlies van ijs in vergelijking met veel regio's in de wereld", zegt hij. "De menselijke vingerafdruk van het broeikaseffect verergert alleen maar de problemen en verhoogt de snelheid van glaciale isostatische aanpassing."
En hoewel de effecten van stad tot stad kunnen verschillen - de lokale zeespiegel kan stijgen of dalen - het is duidelijk dat de effecten dramatisch zijn, waar ze zich ook bevinden. Hoewel veel gletsjers al lang verdwenen zijn, is het duidelijk dat het gewicht van hun aanwezigheid nog steeds op de aarde en op ons leven blijft hangen.
