Zoals hierboven te zien is, de Waggonwaybreen-gletsjer in Svalbard, Noorwegen, heeft zich sinds 1900 aanzienlijk teruggetrokken. De gletsjers van Spitsbergen trekken zich niet alleen terug, ze verliezen ook elk jaar ongeveer twee voet van hun dikte. Gletsjers over de hele wereld hebben zich met ongekende snelheid teruggetrokken en sommige zijn helemaal verdwenen. Het smelten van gletsjers zal mensen over de hele wereld treffen, hun drinkwatervoorziening, water nodig om voedsel te verbouwen en energie te leveren, evenals de mondiale zeespiegel.

Het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering schat dat gletsjers over de hele wereld (exclusief de Groenlandse en Antarctische ijskappen) in 2100 met 15 tot 55 procent zullen afnemen, zelfs als we de opwarming van de aarde tot minder dan 2˚C kunnen beperken; ze zouden tot 85 procent kunnen krimpen als de opwarming veel meer toeneemt.

In de geschiedenis van de aarde, er zijn minstens vijf grote ijstijden geweest, toen langdurige afkoeling van de planeet resulteerde in de uitbreiding van ijskappen en gletsjers. Afgelopen ijstijden zijn natuurlijk veroorzaakt door een groot aantal factoren, het belangrijkste, veranderingen in de baan van de aarde rond de zon (Milankovitch-cycli) en verschuivende bewegingen van tektonische platen die de wind en oceaanstromingen beïnvloeden. Het mengsel van gassen in de atmosfeer (zoals koolstofdioxide en methaan) en zonne- en vulkanische activiteit dragen ook bij. Vandaag bevinden we ons in een warm interval - een interglaciaal - van de vijfde ijstijd van de aarde.

Een gletsjer is een grote opeenhoping van ijs, sneeuw, steen, sediment en water op land dat onder zijn eigen gewicht en zwaartekracht naar beneden beweegt. Tegenwoordig is 10 procent van het aardoppervlak bedekt met gletsjers (inclusief Antarctica en Groenland). Ze bevatten 75 procent van het zoete water van de planeet, opslaan als ijs tijdens het koude seizoen en een deel ervan vrijgeven als smeltwater tijdens de zomermaanden. Afvloeiing van gletsjers koelt de stromen eronder, biedt leefgebied voor planten en dieren tijdens droge perioden.

Meer dan een zesde van de wereldbevolking, vooral in China, India en andere Aziatische landen, leven in de stroomgebieden van door gletsjers gevoede rivieren en zijn daarvan afhankelijk voor drink- en irrigatiewater.

De massabalans van een gletsjer bepaalt of deze vooruitgaat of zich terugtrekt. Als de hoeveelheid sneeuw en ijs die in de winter wordt verzameld kleiner is dan het smelten in de zomer, de gletsjer wordt beschouwd als een negatieve massabalans en trekt zich terug. Vandaag, bijna alle gletsjers hebben een negatieve massabalans als gevolg van de opwarming van de aarde en veranderingen in neerslag.

In de Zuidelijke Alpen van Nieuw-Zeeland, Jörg Schäfer, een onderzoeksprofessor aan het Lamont-Doherty Earth Observatory, en zijn collega's analyseerden chemisch elementen in rotsen die onbedekt bleven toen gletsjers zich terugtrokken 20, 000 jaar geleden aan het einde van de laatste ijstijd. Ze ontdekten hoe lang de rotsen waren blootgesteld, reconstrueerde vervolgens lokale glaciale records en vergeleek ze met andere records zoals Antarctische ijskernen, die veranderende atmosferische kooldioxideniveaus onthullen.

"Gletsjers lijken nauw te volgen wat er gebeurt met de atmosferische kooldioxideconcentratie, " zei Schaefer. "In onze gletsjerchronologieën, wanneer de CO2 begon te stijgen, de gletsjers in Nieuw-Zeeland begonnen zich terug te trekken. Dus we denken dat dat bewijst dat er een zeer nauw verband is tussen broeikasgassen, kooldioxide, en gletsjers. Wat eigenlijk heel slecht nieuws is, omdat we zoveel CO2 de lucht in pompen."

De aarde is eigenlijk toe aan een natuurlijke nieuwe ijstijd, legde Schäfer uit. Typisch duurt het interglaciaal tussen ijstijden 10, 000 tot 12, 000 jaar, en we zijn al 12, 000 jaar in deze. Er zou een natuurlijke koelcyclus moeten beginnen, maar zelfs als dat zo is, zei Schäfer, we zullen er geen bewijs van zien omdat mensen de omstandigheden op de planeet zo hebben veranderd door fossiele brandstoffen te verbranden.

Schaefer heeft gewerkt aan een wereldwijd onderzoek van berggletsjers, het vergelijken van het terugtrekken van gletsjers in de afgelopen 150 jaar met hoe gletsjers zich in het verleden gedroegen, vooral aan het einde van de laatste ijstijd. "Dat [de overgang uit de laatste ijstijd] een van de meest dramatische geologische en natuurlijke veranderingen was die de aarde heeft gezien, " hij zei.

"De snelheid van verandering die we op dit moment zien, meest direct en zichtbaar geregistreerd door berggletsjers, is weg, manier, veel sneller dan aan het einde van de ijstijd, " zei Schaefer. "Wat we de afgelopen 150 jaar hebben gezien, over de hele planeet, is dat deze berggletsjers een terugtrekking registreren die overeenkomt met 1˚ tot 1,5˚C opwarming gedurende 150 jaar, met het grootste deel van die retraite in de afgelopen tien jaar. De snelheid waarmee deze gletsjers zich terugtrekken is exponentieel toegenomen... en als je de snelheid van verandering vergelijkt, zoiets is in het geologische verleden nooit gebeurd."

Mensen verergeren het smelten van gletsjers omdat bij de verbranding van fossiele brandstoffen niet alleen CO2 vrijkomt, het stoot ook zwarte koolstof uit, een minuscuul onderdeel van luchtvervuiling dat een miljoen keer meer zonne-energie kan absorberen dan CO2. Wanneer zwarte koolstof met neerslag op aarde valt, het verduistert de sneeuw en het ijs, vermindert hun albedo (het reflecterende vermogen van een oppervlak), verwarmt de sneeuw, en versnelt het smelten.

Marco Tedesco, een onderzoeksprofessor aan Lamont-Doherty, doet onderzoek naar de processen die het smelten van gletsjers in Groenland veroorzaken, inclusief albedoreductie, naakte ijsblootstelling nadat sneeuwlagen wegsmelten en atmosferische circulatiepatronen. Hij bestudeert 'feedback'-mechanismen, zoals hoe smelten albedo vermindert en het vochtgehalte in de lucht verhoogt, die ook de lucht verwarmt. "We begrijpen deze processen, " zei Tedesco. "Maar we weten nog niet hoe ze op elkaar inwerken en hoeveel ze elkaar in de loop van de tijd versterken om het smelttempo te versnellen. Tegenwoordig zijn er meer gegevens beschikbaar, meer waarnemingen vanuit de ruimte en de grond, en betere en snellere modellen. Deze kunnen ons helpen onze schattingen te verbeteren en de bijdrage van Groenland aan de zeespiegelstijging beter te projecteren."

"Maar we weten dat de dingen in één richting gaan en dat ze veel sneller in deze richting zullen gaan. Er zal meer opwarming zijn en meer smelten. Alle dingen die het smelten zouden kunnen vertragen, zoals de afkoeling van het noordpoolgebied of meer sneeuwophoping in de zomer, gaan niet gebeuren. En zelfs als ze dat deden, ze zouden kort zijn, gewoon een hobbel in de weg."

Hier zijn een paar voorbeelden van de gletsjers die we verliezen.

• Montana's Glacier National Park had in 1850 150 gletsjers; vandaag zijn dat er 25.
• De grotere Himalaya, die bijna een derde van het niet-polaire ijs van de aarde bevatten, zijn de afgelopen 100 jaar veel meer opgewarmd dan het wereldwijde gemiddelde; tussen 1950 en 2000, 82 procent van de gletsjers in het westen van China kromp.
• De Aletschgletsjer, de grootste van Zwitserland, tussen 1880 en 2009 1,7 mijl teruggetrokken.
• tegen 2000, de Furtwangler-gletsjer op de Kilimanjaro in Tanzania was half zo groot als in 1976.

Als het smelten de komende decennia doorgaat, sommige van 's werelds meest bevolkte gebieden kunnen tijdens het droge seizoen zonder water komen te zitten. Voor een poosje, de toename van de stroom van smeltend ijs en sneeuw tijdens het droge seizoen zal een zegen lijken, maar in de toekomst de variabiliteit van de stroomafwaartse stroom zal toenemen en uiteindelijk kan de stroom helemaal verdwijnen, invloed hebben op de voedselproductie, biodiversiteit en economische groei.

Gemeenschappen over de hele wereld zijn afhankelijk van gletsjerwater dat is afgedamd voor de productie van waterkracht. Terugtrekkende gletsjers zullen de variabiliteit van de stroming vergroten of verkleinen, die van invloed zijn op de opwekking van energie.

Frankrijk haalt ongeveer 75 procent van zijn elektriciteit uit kerncentrales, waarvan de helft aan de rivier de Rhône, gevoed door de snel terugtrekkende Rhônegletsjer. In de afgelopen 15 jaar, de rivier de Rhône werd twee keer zo heet en het water stond in de zomer zo laag dat kerncentrales moesten worden stilgelegd.

Als gevolg van het smelten van gletsjers, gletsjermeer uitbarstingen overstromingen nemen toe. Als gletsjers krimpen, smeltwater kan een meer vormen dat wordt afgedamd door gletsjerpuin (ijs of aarde en gesteente) aan de tong van de gletsjer.

Maar die dammen kunnen onstabiel zijn en instorten onder de druk van meer smelten. Peru heeft enkele van de meest verwoestende overstromingen van gletsjermeren meegemaakt; tussen 1941 en 1950, drie van dergelijke overstromingen doodden 6, 000 mensen.

Gletsjerretraite kan hellingen destabiliseren, die kunnen leiden tot aardverschuivingen, en opwarmende temperaturen kunnen lawines veroorzaken. In 2002, een groot deel van de Kolka-gletsjer aan de grens tussen Rusland en Georgië brak af en versneld door het smeltwater eronder, een lawine veroorzaakte die met 240 kilometer per uur de berg afdaalde, het doden van meer dan 100 mensen in de stad beneden. De stormloop duurde 7 minuten. In juli 2016, twee lawines in Tibet, waarvan er één negen mensen doodde.

Als al het gletsjerijs van de wereld zou smelten, de zeespiegel zou 265 voet stijgen als het smeltwater in rivieren stroomde en in de oceaan belandde. De meeste zeespiegelstijging zou komen van Antarctica en Groenland in het noordpoolgebied, geen berggletsjers, die slechts ongeveer 20 inch zou bijdragen.

Recent onderzoek naar smeltende gletsjers in het Noordpoolgebied (dat de afgelopen halve eeuw twee keer zo snel is opgewarmd als de rest van de wereld) en Antarctica suggereert dat de lage projecties voor de zeespiegelstijging die zijn gemaakt door het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering zijn te laag.

In zijn meest recente rapport, het panel voorspelde dat als we de uitstoot aanzienlijk kunnen verminderen, de zeespiegel zou tegen 2100 11 tot 24 inch kunnen stijgen; als de uitstoot hoog blijft, we konden een stijging van 20 tot 38 inch zien. Zeespiegelstijging zal kustoverstromingen veroorzaken, erosie, schade aan infrastructuur en gebouwen, ecosysteemveranderingen en aangetaste drinkwaterbronnen.

Het zoete water van gletsjersmelt dat in de oceanen stroomt, heeft niet alleen invloed op de zeespiegel, maar ook over oceaanverzuring, biologische productiviteit en weerpatronen. De hoeveelheid zoet water in de bovenste lagen van de Noordelijke IJszee, die sinds het gemiddelde van 1980-2000 met 11 procent is gestegen, kan ook de circulatie in de Noordse Zee en de Atlantische Oceaan beïnvloeden.

De instroom van zoet water zou de "Global Ocean Conveyer, " het regelmatig fietsen van koud water naar het zuiden en warm water naar het noorden door de Atlantische Oceaan dat een grote rol speelt in het klimaat van Noord-Amerika en West-Europa, evenals in oceaanvoedingsstoffen en koolstofdioxidecycli.

Vervuilende stoffen zoals pesticiden, zware metalen, persistente organische verontreinigende stoffen en PCB's, polychloorbifenylen, hebben hun weg naar het Noordpoolgebied en Antarctica gevonden op oceaan- en windstromingen. Als de gletsjers smelten, verontreinigende stoffen die eenmaal in ijs vastzitten, komen vrij en kunnen rivieren binnendringen, oceanen en voedselwebben waar ze bioaccumuleren in zeedieren; die aan de top van de voedselketen, zoals ijsberen en mensen, het meest zal worden getroffen.

Onderzoekers hebben ook levende bacteriën en microben gevonden in 420, 000 jaar oude ijskernen en hebben ze nieuw leven ingeblazen. Als gletsjers smelten, massa's microben, zo'n 750, 000 jaar oud, worden losgemaakt van het ijs. Als ze de oceaan bereiken, ze kunnen de oceaanchemie en mariene ecosystemen aantasten, met onvoorspelbare effecten. Scientific American meldde, "...de biomassa van microbiële cellen in en onder de ijskap kan oplopen tot meer dan 1, 000 keer dat van alle mensen op aarde."

Lopend onderzoek is essentieel om de smeltende gletsjers en hun mogelijke gevolgen voor de veiligheid te begrijpen, watervoorziening, energieproductie en economie. "De belangrijke vraag voor de toekomst zal zijn:wanneer zullen er problemen ontstaan ​​als gevolg van de veranderingen in gletsjers, " zei Tedesco. "Wat zijn de dingen die we kunnen aanpakken, de tijdlijn begrijpen... Ik zou het willen weten voordat Nederland onder water staat, zodat er beleidsaanpassingen kunnen worden gedaan om mensen te beschermen. En prognoses voor de effecten op steden zullen anders zijn dan de effecten op de voedselproductie of op het BBP."

"We hebben hulp nodig van politieke en sociale wetenschappers ... we moeten de informatie overdragen aan beleidsmakers om ons hierop voor te bereiden, " zei Schaefer. "We hebben een perspectief van vijf tot tien jaar nodig - dat is onze missie hier bij Lamont-Doherty, om dat aan iedereen te prediken."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University:blogs.ei.columbia.edu .