Wie denkt aan grote ijsmassa’s op aarde, denkt ongetwijfeld aan Antarctica en Groenland. Maar ook Centraal-Azië herbergt een grote portie ijs. Op en rond de hoogste bergen van de wereld zijn tienduizenden gletsjers te vinden. Samen vormen ze de op twee na grootste ijsmassa op aarde.
Omwille van het grote belang van de ijsmassa’s voor de watervoorziening van miljoenen mensen die in de droge regio’s wonen, is er steeds meer aandacht voor en onderzoek over de gletsjers in Azië. Regionale gletsjermodellen tonen aan dat zelfs in het beste scenario een groot deel van het ijs verloren zal gaan voor het einde van deze eeuw. En dat zal grote gevolgen hebben voor alle omliggende landen.
Samen met een team van onderzoekers trok Lander Van Tricht, glacioloog aan de Vrije Universiteit Brussel, al meerdere keren naar Kirgizië om verschillende gletsjers op te meten. Het doel daarvan is om projecties van het ijsvolume te maken, maar daar zijn eerst data voor nodig.
Het belang van gletsjers
Wereldwijd leveren gletsjers een belangrijke bijdrage aan de zeespiegelstijging. Ze zijn een van de beste klimaatindicators, omdat ze snel en zichtbaar reageren op klimaatschommelingen. Het is daarom belangrijk om de staat van gletsjers jaarlijks op te meten en om prognoses te maken over de toekomst van het ijs.
In tegenstelling tot de Alpen is nog veel onbekend over de gletsjers van Centraal-Azië, wel twaalf keer zoveel als in de Alpen. Er zijn weinig directe metingen uitgevoerd vanwege van het onherbergzame karakter van het landschap. Dat stimuleert wetenschappers zoals wij om het meetwerk uit te breiden en ook de ijsmassa’s in afgelegen en indrukwekkende regio’s te bestuderen.
Watervoorziening
De ruim 50.000 gletsjers in Centraal-Azië zijn vooral ook belangrijk voor de watervoorziening voor miljoenen mensen die in de lager gelegen gebieden rond de gebergtes wonen, in landen zoals Kirgizië, Kazachstan of Tajikistan. In de droge regio’s is het smeltwater van de gletsjers in sommige perioden zowat de enige bron van water. Vooral tijdens de zomermaanden is er veel water nodig voor de landbouw (irrigatie) en valt er amper neerslag.
Maar ook voor de industrie en zelfs voor de drinkwatervoorziening is het smeltwater van de gletsjers cruciaal. Door de klimaatopwarming worden de ijsmassa’s steeds kleiner waardoor er in de toekomst grote watertekorten en politieke conflicten dreigen voor de regio. Dit stimuleert onderzoekers zoals ons om meer en gedetailleerde metingen en studies uit te voeren om meer inzicht te krijgen over de staat en de toekomst van gletsjers in Centraal-Azië.
Gletsjers in Centraal-Azië zijn van cruciaal belang voor de watervoorziening voor de lokale bevolking. Een deel van de bevolking is semi-nomadisch en trekt rond met kuddes schapen.(Foto: Lander Van Tricht)
Metingen van gletsjers in Centraal-Azië
Het is moeilijk om te voorspellen hoe snel en hoeveel van het gletsjerijs zal wegsmelten als we niet weten hoe dik de gletsjers in deze afgelegen bergketens zijn. Op satellietbeelden en luchtfoto’s is weliswaar zichtbaar hoe groot een gletsjer is en hoeveel hij terugtrekt, maar niet hoe dik de ijsmassa is. De laatste jaren zijn modellen ontwikkeld waarmee wetenschappers die dikte kunnen inschatten op basis van satellietbeelden en hoogteverandering, maar deze zijn niet altijd even nauwkeurig. Daarnaast zijn ook hierbij lokale metingen nodig om de modellen te kalibreren en te valideren.
Het doel van onze expedities naar Kirgizië, dat in het geografische hart van Centraal-Azië ligt met ongeveer 7000 gletsjers (ter vergelijking: in de hele Alpen liggen er zo’n 4000), is vooral om de dikte van enkele specifieke gletsjers te meten. Deze metingen kunnen we dan achteraf vergelijken met de reconstructies die gemaakt zijn zonder metingen, en om de bestaande modellen te optimaliseren. Ondertussen zijn we met ons team al drie keer in Kirgizië geweest en hebben we al zes gletsjers opgemeten.
Kara-Batkak gletsjer met een klein meer dat zich gevormd heeft aan de achterkant van de morene die gevormd is bij het einde van de Kleine IJstijd. (Foto: Lander Van Tricht)
IJsdikte opmeten met radarapparatuur
Met radarapparatuur meten we de ijsdikte op verschillende locaties. Deze apparatuur bestaat uit een zender die via een antenne een elektromagnetische radiogolf uitstuurt die door het ijs gaat. Op de stenen ondergrond wordt de radiogolf weerkaatst en een ontvanger aan een andere antenne vangt dit weerkaatste signaal zo’n dertig meter verder op. Hoe dikker het ijs, hoe langer de radiogolf nodig heeft om de afstand door het ijs af te leggen. De tijd die het signaal nodig heeft om door het ijs en terug te reizen duurt minder dan een seconde, maar uit het tijdverschil tussen het uitsturen en ontvangen van het signaal, kunnen we de ijsdikte afleiden.
We hebben op deze manier al meer dan duizend metingen uitgevoerd. Achteraf kunnen we die metingen dan interpoleren en extrapoleren, dus uitbreiden naar gebieden waar geen metingen zijn uitgevoerd. Zo ontstaat een kaart met de ijsdikte op elke locatie van de gletsjer. Hoe meer metingen, hoe beter.
We meten de ijsdikte met radarapparatuur. De zender zendt een radiomagnetische golf doorheen het ijs, de weerkaatst wordt op de bodem van de gletsjer, en terug ontvangen door de ontvanger. (Foto: Chloe Marie Paice)
3D-reconstructies met drones
Tegelijk bepalen we de oppervlaktehoogte door met een drone over de ijsvlakte te vliegen. De drone neemt elke twee seconden een foto en met de overlappende foto’s kunnen we achteraf een 3D-model van de gletsjer maken. Deze methode werkt zoals menselijke ogen. De GPS is de drone heeft de functie van een oog. Door vanuit verschillende standpunten naar een plaats kijken, in combinatie met de positie van dat standpunt, is het mogelijk om dat punt in 3D te reconstrueren. We meten dan ook nog enkele rotsen op om het 3D-model te valideren. Deze methode gebruiken we ook in de Alpen om de Morteratsch-gletsjer op te meten.
We meten de oppervlakte van de gletsjer op met een drone met fotogrammetrie. (Foto: Benjamin Vanbiervliet)
Geen simpel veldwerk
In tegenstelling tot in de Alpen zijn de gletsjers in Kirgizië niet bereikbaar met skiliften en er zijn ook geen berghutten. Daarom is de tocht er naartoe een uitdaging op zich. De gletsjers zijn enkel te voet bereikbaar door ruw en bergachtig terrein. Paarden en lokale gidsen vergezellen ons om voedsel en het meetmateriaal mee te dragen naar het basiskamp aan het begin van de gletsjer.
Daarnaast bevinden we ons tijdens het veldwerk voortdurend op grote hoogte waar we regelmatig verrast kunnen worden door onweersbuien en sneeuw. De Buienradar checken is uiteraard geen optie in een gebied zonder enig bereik. Met een dikke laag verse sneeuw, wat elk jaar wel eens een keer gebeurt, is het werk extra vermoeiend. Bij elke stap zakken we tot aan onze knieën in de sneeuw.
Het lijkt wel een iglo maar dit is een tent, volledig bedekt met verse sneeuw. (Foto: Lander Van Tricht)
Sterke afsmelting door klimaatverandering
De ijsdikte zelf is geen echt resultaat op zich, maar een input. Daarmee kunnen we de staat en toekomst van de gletsjers in Kirgizië bestuderen. De massabalans, het verschil tussen sneeuw en smelt geaccumuleerd over een jaar, van de gletsjers die we uitgekozen hebben is eerder al gemeten. Die data komen van pas als we willen reconstrueren hoe dik de gletsjer in het verleden is geweest.
Daarnaast bekijken we satellietbeelden om de omvang van het ijs in het verleden te reconstrueren, en gebruiken we dateringen van rotsen die vroeger in het ijs staken om in te schatten wanneer het ijs tot een bepaalde positie reikte. Onze resultaten liegen er niet om. De gletsjers zijn sinds het einde van de kleine ijstijd in 1850, zo’n 20-30 procent van hun volume kwijtgeraakt.
Sommige gletsjers, zoals Petrov-gletsjer, eindigen met een klif in een meer. (Foto: Lander Van Tricht)
Versterkt effect door typisch klimaat
Met alle beschikbare klimaatmodellen maken we met alle data die we hebben, prognoses van hoe de gletsjers in de toekomst zullen evolueren in elk klimaat scenario. Het valt op dat de snelheid waarmee de gletsjers zich naar verwachting in de komende decades jaar zullen terugtrekken, zeer groot is. Die versnelde terugtrekking is te herleiden tot het feit dat de gletsjers in dezelfde periode dat ze massa verliezen ook massa winnen. In de winter valt er bijna geen neerslag. In de lente- en zomermaanden neemt zowel de neerslag als de smelt toe. Als de temperaturen stijgen, smelt er meer ijs en valt er minder sneeuw.
Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld de Alpen, waar het in de winter nog koud genoeg blijft voor sneeuwbuien en er dus enkel meer smelt optreedt. In 2022 viel ook in de Alpen veel minder sneeuw dan normaal. In combinatie met een zeer warme en droge zomer leidde dat tot een record hoeveelheid smelt. In Zwitserland ging zes procent van het overblijvende ijs verloren.
Daarnaast zorgen de zomerse sneeuwbuien regelmatig voor een witte deken over de gletsjers, waardoor er meer zonlicht weerkaatst. Als die beschermende deken wegvalt, smelt er opnieuw meer ijs. En zo versterkt het typische klimaat van Centraal-Azië de afsmelt, en zien we dat in elk scenario een groot ijsvolume verdwijnt.
De Petrov-gletsjer komt uit in een meer (Foto: Lander Van Tricht)
Op korte termijn nog meer smeltwater
De terugtrekking van de gletsjers is op de lange termijn zeer slecht nieuws voor de mensen die daar in de zomers zo afhankelijk van zijn. Op korte termijn zal het water dat de gletsjers leveren, door een versnelde afsmelt, nog toenemen tot een piek is bereikt. Maar op de lange termijn zullen de gletsjers, doordat ze kleiner en dunner worden, steeds minder smeltwater voortbrengen. Dat kan leiden tot watertekorten tijdens droge periodes.
Tijdens droge zomers kan de bijdrage van de gletsjers aan het rivierwater wel 75 procent bedragen. Als die bron wegvalt, is er dus veel minder water beschikbaar. Daarnaast smelt de sneeuw in de lente ook eerder weg, waardoor de piek in de afvoer eerder in het jaar zal voorkomen. Dat betekent dat de mensen in Centraal-Azië zich zullen moeten aanpassen aan een wereld waarin water schaarser wordt.
De Grigoriev-gletsjer (of ijskap) die op de top van een berg ligt (Foto: Lander Van Tricht)
Meer weten? Volg de metingen en resultaten van Lander Van Tricht via Twitter of volg de onderzoeksgroep van de VUB.
Fotocredits:
Hoofdfoto: De Ashu-Tor-gletsjer in het centrale deel van Kirgizië. De lijn langs de flank aan weerszijden van de gletsjer toonde de omvang van de gletsjer bij het einde van de Kleine IJstijd. (Foto: Lander Van Tricht)
De rechten van alle foto’s liggen bij de makers. Met toestemming gebruikt.
