Over de hele planeet is ijs snel aan het verdwijnen. Van bergtoppen, de polen, de zeeën en de toendra. Terwijl het ijs smelt, worden nieuwe oppervlakken, nieuwe kansen en nieuwe bedreigingen blootgelegd, waaronder waardevolle minerale afzettingen, archeologische overblijfselen, nieuwe virussen en meer.

Smeltende gletsjers en zee-ijs

Het noordpoolgebied warmt vier keer sneller op dan de rest van de planeet, en dit betekent dat gletsjers, die op het land zitten, en zee-ijs, dat op het oceaanoppervlak drijft, snel smelten. Tweederde van het ijs in de Arctische Zee is verdwenen sinds 1958, toen het voor het eerst werd gemeten. Tussen 2000 en 2019 verloren de gletsjers van de wereld elk jaar 267 miljard ton ijs. De gletsjers in de Himalaya zijn op weg om tegen 2100 een derde van hun ijs te verliezen, en de gletsjers in de Alpen zullen naar verwachting de helft van hun ijs verliezen.

"Ik kan je uit ons onderzoek vertellen dat het gesteente onder het ijs met een veel hogere snelheid zal worden blootgesteld dan we denken", zegt Joerg Schaefer, een klimaatgeochemist aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van de Columbia Climate School die onderzoek doet naar het Groenlandse ijs. vel. "Alle voorspellingen zijn veel te conservatief in termen van verandering - de verandering zal veel sneller zijn. Dat geldt wereldwijd. Maar Groenland zou een van de gebieden kunnen zijn waar deze voorspellingen van ijsverandering veel, veel, veel te conservatief zijn vanwege een verschillende klimaatfactoren."

Vanwege de opwarming van de aarde die menselijke activiteit al heeft veroorzaakt, zal het smelten van Groenland ervoor zorgen dat de zeespiegel 10,6 inch stijgt, volgens een nieuwe studie. Deze hoeveelheid smelten zit al vast, zeiden de auteurs van het onderzoek. Ze voegden eraan toe dat 10,6 inch een lage schatting is; als de uitstoot aanhoudt en Groenland's recordbrekende smelting van 2012 de norm wordt, zouden we te maken kunnen krijgen met 30 inch of meer zeespiegelstijging. Het verlies van ijs van de West- en Oost-Antarctische ijskappen en van andere gletsjers zou hieraan bijdragen.

De daaruit voortvloeiende potentiële zeespiegelstijging zou een ramp betekenen voor de 680 miljoen mensen die in laaggelegen kustgebieden over de hele wereld wonen, een aantal dat naar verwachting in 2050 boven de één miljard zal uitkomen.

Wat ligt er onder smeltend ijs?

Fossiele brandstoffen en edele metalen

Tot voor kort vond de meeste exploitatie van de olie- en gasbronnen van het Noordpoolgebied op het land plaats. Maar de ijsbedekking in de zomer in het noordpoolgebied zou al in 2035 kunnen verdwijnen, waardoor de regio toegankelijker wordt voor schepen en nieuwe kansen worden geboden voor de winning en mijnbouw van fossiele brandstoffen.

De United States Geological Survey schat dat ongeveer 30% van 's werelds onontdekte gas en 13% van 's werelds onontdekte olie te vinden is ten noorden van de poolcirkel, meestal voor de kust in de oceaan. Naast deze fossiele brandstoffen schat de Amerikaanse Congressional Research Service dat het Noordpoolgebied voor een biljoen dollar aan edele metalen en mineralen bevat.

Groenland heeft afzettingen van steenkool, koper, goud, nikkel, kobalt, zeldzame aardmetalen en zink. Terwijl het smeltende ijs land blootlegt dat al duizenden jaren onbereikbaar is, trekken goudzoekers naar binnen.

Het onderzoek van Schaefer omvat bemonstering onder het ijs van Groenland en het gebruik van isotopentools om erachter te komen wanneer het gebied voor het laatst ijsvrij was om de meest kwetsbare segmenten van de Groenlandse ijskap te identificeren. Hij wordt vaak ondervraagd door mineralenconsortia. 'Ze willen gewoon weten wat er onder de ijskap zit. 'Stuur ons je stenen, we moeten weten welke mineralen erin zitten. En wanneer is het weg? Of wat is er nodig om het te smelten?" Ze willen gewoon in deze minerale afzettingen komen", zei hij.

Waardevolle metalen worden ook gevonden in de diepe zeebodem in het noordpoolgebied en elders. Aardappelachtige knobbeltjes op de bodem van de Noordelijke IJszee bevatten koper, nikkel en zeldzame aarden zoals scandium, die worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Noorwegen onderzoekt diepzeemijnbouw van de oceaanbodem om afzettingen van koper, zink, kobalt, goud en zilver te exploiteren. De International Seabed Authority heeft al 30 contracten voor zeebodemexploratie goedgekeurd.

Het ontginnen van de oceaanbodem kan ernstige schade toebrengen aan mariene ecosystemen, inclusief het plankton dat de basis vormt van de voedselketen. En hoewel diepzeemijnbouwbedrijven beweren dat hun milieu-impact minder is dan die van landmijnbouw, blijft een groot deel van de diepzee en zijn ecosystemen grotendeels onontgonnen. Verschillende bedrijven en milieugroepen pleiten voor een wereldwijd moratorium op diepzeemijnbouw totdat de gevolgen voor het milieu beter worden begrepen.

Het vermijden van de ergste gevolgen van klimaatverandering betekent echter de overgang van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energie, waarvoor grote hoeveelheden mineralen nodig zijn. Maar liefst drie miljard ton metalen - waaronder lithium, nikkel, mangaan, kobalt, koper, silicium, zilver, zink, ijzererts en aluminium - kan nodig zijn voor technologieën zoals batterijen voor elektrische voertuigen, windturbines, zonnepanelen, en andere technologieën voor schone energie. De Wereldbank schat dat de productie van mineralen tegen 2050 met bijna 500% zou kunnen toenemen om aan de groeiende vraag naar hernieuwbare energietechnologieën te voldoen.

Een ecologisch verantwoord alternatief voor het ontginnen van het blootgestelde land of de diepe zeebodem zou zijn om waardevolle metalen te winnen uit gerecycled elektronisch afval, maar de realiteit is dat slechts ongeveer 20% van het e-waste wordt gerecycled - de rest wordt weggegooid. Er zullen in ieder geval meer edelmetalen nodig zijn dan er nu in omloop zijn om materialen te leveren voor de transitie naar schone energie. Zoals een lid van de Deep Sea Conservation Coalition zei:"Wat je niet hebt, kun je niet recyclen."

Meer verzending

Smeltend zee-ijs heeft de waterwegen in het noordpoolgebied geopend, waardoor de scheepvaart tussen 2013 en 2019 met 25% is toegenomen.

Naarmate meer olietankers en bulkcarriers de regio doorkruisen, is het resultaat ook een toename van 85% in zwarte koolstof, voornamelijk door het gebruik van zware stookolie. Wanneer zwarte koolstof - een vorm van luchtvervuiling die het gevolg is van de onvolledige verbranding van fossiele brandstoffen - op sneeuw of ijs terechtkomt, wordt deze donkerder en versnelt het smelten. Zwarte koolstof veroorzaakt ook ademhalings- en hart- en vaatziekten bij mensen. De Internationale Maritieme Organisatie van de VN heeft het gebruik van zware stookolie in het noordpoolgebied verboden, maar het verbod zal pas in 2029 van kracht worden.

Met het smeltende zomerijs neemt ook het cruisetoerisme toe. In 2016 voer het eerste grote cruiseschip de Noordpool over en stopte bij Nome, AK. Deze zomer zouden daar 27 cruiseschepen aanmeren. Meer cruiseschepen betekenen meer koolstofemissies die het ijs zwart maken en mariene ecosystemen verstoren.

Permafrost ontdooien

De opwarming van de aarde veroorzaakt ook het ontdooien van permafrost-grond die twee of meer opeenvolgende jaren bevroren blijft. Het wordt gevonden op hoge breedtegraden en grote hoogten, voornamelijk in Siberië, het Tibetaanse plateau, Alaska, Noord-Canada, Groenland, delen van Scandinavië en Rusland. Permafrost, waarvan sommige al tienduizenden of honderdduizenden jaren bevroren zijn, bewaart de op koolstof gebaseerde overblijfselen van planten en dieren die bevroor voordat ze konden ontbinden. Wetenschappers schatten dat de permafrost van de wereld 1500 miljard ton koolstof bevat, bijna het dubbele van de hoeveelheid koolstof die momenteel in de atmosfeer aanwezig is. Terwijl de permafrost ontdooit, consumeren de microben binnenin het bevroren organische materiaal en geven ze koolstofdioxide en methaan af in de atmosfeer. Dit versnelt de opwarming, waardoor nog meer permafrost ontdooit in een onomkeerbare cyclus. Wetenschappers voorspellen dat tweederde van de permafrost nabij het oppervlak van het Noordpoolgebied in 2100 verdwenen zou kunnen zijn.

Wanneer het ijs in de permafrost smelt, wordt de grond onstabiel en kan deze inzakken, met rots- en aardverschuivingen, overstromingen en kusterosie tot gevolg. De knikkende aarde kan gebouwen, wegen, hoogspanningsleidingen en andere infrastructuur beschadigen. Het treft veel inheemse gemeenschappen die al honderden jaren leven en afhankelijk zijn van de stabiliteit van bevroren permafrost.

Wat ligt er onder de ontdooiende permafrost?

Microben

Terwijl de permafrost ontdooit, worden bacteriën en virussen ontdekt die al tienduizenden jaren onder de grond verborgen zijn. Eén gram permafrost bleek duizenden slapende microbe-soorten te herbergen. Sommige van deze soorten kunnen nieuwe virussen zijn of oude virussen waarvoor mensen geen immuniteit en genezing hebben, of ziekten die de samenleving heeft geëlimineerd, zoals pokken of builenpest. In 2016 werden honderd mensen in Siberië in het ziekenhuis opgenomen en stierf een jongen nadat hij miltvuur had opgelopen door een geïnfecteerd rendierkarkas dat 75 jaar eerder was bevroren en bloot kwam te liggen toen de permafrost ontdooide. Miltvuursporen kwamen in de grond en in het water terecht en uiteindelijk in de voedselvoorziening.

Er zijn ook veel oudere exemplaren gevonden. Wetenschappers hebben een 30.000 jaar oud virus nieuw leven ingeblazen dat amoeben infecteert en hebben microben ontdekt van meer dan 400.000 jaar oud. Sommige van deze micro-organismen zijn mogelijk al resistent tegen onze antibiotica.

Vervuilende stoffen

Omdat het noordpoolgebied een groot deel van de menselijke geschiedenis is bedekt met ijs en permafrost en grotendeels ontoegankelijk was, was het een ideale plek om chemicaliën, biologische gevaren en zelfs radioactieve materialen te dumpen. De risico's die deze materialen vormen in het licht van de ontdooiende permafrost worden slecht begrepen.

Radioactief afval van kernreactoren en onderzeeërs, kernproeven en gedumpt kernafval kan worden blootgesteld door smeltend ijs en ontdooiende permafrost. Chemicaliën en verontreinigende stoffen, zoals DDT en PCB's, die door de atmosfeer zijn getransporteerd en in de permafrost zijn ingevroren, kunnen ook weer opduiken. Het afval van zware metalen dat het resultaat is van tientallen jaren extensieve mijnbouw in het noordpoolgebied wordt ook gevonden in permafrost.

Door de toegenomen waterstroom als gevolg van ontdooiende permafrost kunnen verontreinigende stoffen en micro-organismen zich gemakkelijker verspreiden, met mogelijke risico's voor ecosystemen, lokale gemeenschappen en de voedselketen. De toename van cruiseschepen, toerisme, mijnbouw en handel in het noordpoolgebied kan ook meer mensen blootstellen aan ziekteverwekkers en verontreinigende stoffen.

Is er iets positiefs aan smeltende gletsjers en ontdooiende permafrost?

Er zijn veel rampen die het gevolg kunnen zijn van smeltende gletsjers en ontdooiende permafrost, maar er kunnen ook enkele potentiële voordelen zijn.

Een studie wees uit dat de nieuwe scheepvaartroutes die werden geopend door smeltend ijs in het noordpoolgebied, de reistijd tussen Azië en Europa aanzienlijk konden verkorten. De Arctische routes zijn 30 tot 50 procent korter dan die van het Suezkanaal en het Panamakanaal en kunnen de reistijd met 14 tot 20 dagen verkorten. Schepen zullen zo hun uitstoot van broeikasgassen met 24 procent kunnen verminderen, terwijl ze geld besparen op brandstof en scheepsslijtage.

Nieuwe mijnbouwmogelijkheden in voorheen ontoegankelijke gebieden en in de diepzee zullen het mogelijk maken om de hoeveelheden zeldzame en edele metalen te verkrijgen die nodig zijn om over te schakelen naar een schone energie-economie. De voorzitter van de Metals Company zei:"De realiteit is dat de transitie naar schone energie niet mogelijk is zonder miljarden tonnen metaal van de planeet te halen."

De microben en virussen die al millennia in de permafrost hebben geleefd, moesten veel aanpassingen ontwikkelen om de barre omgeving te weerstaan ​​en kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe antibiotica. Om te overleven concurreerden bacteriën met elkaar door antibiotica te produceren, waarvan sommige geheel nieuw kunnen zijn. Hoewel is vastgesteld dat sommige microben antibioticaresistent zijn, kunnen andere mogelijk helpen bij het ontwikkelen van nieuwe antibiotica voor medisch gebruik. In Arctische bodem die werd blootgelegd door ontdooiende permafrost, ontdekten wetenschappers nieuwe bacteriofagen - bacterieeters - die elk een andere bacterie consumeren.

Onderzoekers vonden één bacterie die kon overleven in koude en biologisch afbreekbare olie in verontreinigde Arctische grond; de bacterie kon 60 procent van de olie eromheen opnemen. Dit zou mogelijk kunnen helpen bij het opruimen van olielozingen in het Noordpoolgebied. Twee andere bacteriesoorten die werden teruggevonden bij het ontdooien van permafrost bleken dioxinen en furanen, vluchtige vloeistoffen, af te breken die zouden kunnen helpen bij het saneren van verontreinigde locaties. Een onderzoeker bestudeert of organismen in permafrost enzymen kunnen produceren die plastic afbreken.

Het smeltende ijs en de ontdooiende permafrost hebben ook geografie en oude artefacten onthuld die het begrip van archeologen van geschiedenis en cultuur verdiepen. In de bergen van Noorwegen onthulde smeltend ijs een afgelegen oude bergpas en artefacten uit de Romeinse ijzertijd en de tijd van de Vikingen. De pas was een belangrijk pad voor het verplaatsen van vee tussen graasgebieden en een doorgang voor reizen en handel. Onderzoekers vonden ook tal van gereedschappen, artefacten en wapens die aan de Vikingen hadden toebehoord. In het Jotunheimen-gebergte in Noorwegen hebben archeologen een ijzeren pijlpunt ontdekt die dateert uit de Noorse ijzertijd.

Dit jaar, toen de Antarctische zee-ijsbedekking een recordlaagte bereikte, waren onderzoekers in de Weddellzee, een afgelegen deel van Antarctica, op zoek naar het wrak van het schip van Sir Ernest Shackleton, Endurance. Het was gevangen door het zee-ijs en in 1915 tot zinken gebracht.

Ze konden het schip bijna 9.900 voet onder water vinden, deels als gevolg van verminderde ijsbedekking.

In de ontdooiende permafrost van de Yukon vonden wetenschappers een perfect bewaard gebleven wolvenjong dat 57.000 jaar geleden leefde tijdens de ijstijd, kameelbotten van 75.000 tot 125.000 jaar geleden, en tanden van een hyena-achtig wezen dat 850.000 tot 1,4 miljoen jaar geleden leefde . Omdat de exemplaren goed bewaard zijn gebleven en genetisch materiaal bevatten, kunnen ze wetenschappers helpen begrijpen hoe soorten lang geleden hebben gereageerd op klimaatverandering en menselijke invloeden.

Naarmate de planeet opwarmt, zullen sommige landen en regio's verliezen, terwijl andere ervan profiteren. Siberië zal bijvoorbeeld waarschijnlijk een enorme tarweproducent worden en Canada een belangrijke wijnproducent.

De economie van Groenland is momenteel afhankelijk van visserij, toerisme en jacht, maar het zal zijn natuurlijke hulpbronnen moeten exploiteren om een ​​vergrijzende bevolking te ondersteunen. Het zand en sediment dat vrijkomt door de smeltende gletsjers van Groenland kan meer dan $ 1,11 miljard waard zijn, omdat de wereld kampt met een ernstig tekort aan zand dat nodig is om beton, computers en glas te maken. Hoewel het baggeren en transporteren van zand milieuschade kan veroorzaken, wil een duidelijke meerderheid van de Groenlanders dat hun regering onderzoek doet naar de winning en export van zand.

Terwijl de Groenlandse gletsjers zich terugtrekken, laten ze ook slib achter dat door het gewicht van het ijs tot deeltjes van nanogrootte is verpletterd. Deze voedingsrijke modder, gletsjermeel genoemd, geeft planten meer toegang tot voedingsstoffen zoals kalium, calcium en silicium, terwijl ze CO₂ opnemen. van de lucht. Door 27,5 ton gletsjermeel per hectare toe te voegen, steeg de gerstopbrengst in Denemarken met 30 procent. Het toepassen van 1,1 ton ervan op velden absorbeert tussen de 250 en 300 kilogram CO₂ . De meer dan een miljard ton gletsjermeel die jaarlijks op Groenland wordt afgezet, zou boeren in staat kunnen stellen koolstofkredieten te verkopen vanwege de CO₂ geabsorbeerd en de economie van het land een boost geven.

De veranderingen roepen complexe vragen op

Uiteindelijk kunnen deze relatief kleine potentiële voordelen niet opwegen tegen de enorme effecten die klimaatverandering zal hebben op lokale gemeenschappen en de planeet. "Geloof ik dat dit soort veranderingen [mijnbouw- en scheepvaartmogelijkheden] zich vertalen in iets positiefs voor de bredere samenleving op aarde? Absoluut niet", zei Schaefer. "[Ze] zullen een toch al ongelooflijk rijke kleine minderheid van kapitalisten verder verrijken."

Acht landen claimen grondgebied in het noordpoolgebied:Canada, Denemarken (omdat Groenland de voormalige kolonie was), Finland, IJsland, Noorwegen, Rusland, Zweden en de Verenigde Staten, sommige met overlappende geologische claims. Naarmate de regio warmer wordt en er nieuwe mogelijkheden voor uitbuiting ontstaan, richten 'nabij-Arctische' landen zoals China, Japan, Zuid-Korea, Groot-Brittannië en EU-lidstaten zich ook meer op de regio. Inlichtingenanalist Rebekah Koffler heeft gewaarschuwd:"Het noordpoolgebied wordt het toekomstige slagveld voor economische dominantie en het bezit van natuurlijke hulpbronnen."

Het is een geologische realiteit dat als ijs smelt en permafrost ontdooit, veel oppervlakken bloot komen te liggen. Schaefer gelooft dat het het beste is om de wetten aan te scherpen, zodat buitenstaanders of rijke particuliere bedrijven niet zomaar hulpbronnen kunnen exploiteren zonder enige verantwoordelijkheid jegens de planeet of de mensen die het land bezitten.

De vraag wie zal profiteren van de gevolgen van klimaatverandering, en met name van de smelt- en dooiregio's, is ingewikkeld. Schaefer is van mening dat deze problemen verschuiven van klimaatwetenschap naar recht en ethiek, en dat het misschien wel het beste kader om ze op te lossen is om prioriteit te geven aan klimaatrechtvaardigheid. Hij zei:"De stemmen en stemmen van de mensen die daar wonen en het land bezitten, moeten centraal staan ​​in alles." + Verder verkennen

Minimaal bewijs van permafrost-koolstof in de Kolyma-rivier in Siberië

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