De kustlijnen van het Noordpoolgebied verdwijnen in een alarmerend tempo in de zee, waardoor hele gemeenschappen gedwongen worden te verhuizen terwijl kliffen afbrokkelen en kustlijnen zich terugtrekken. Deze erosie wordt veroorzaakt door een combinatie van stijgende zeespiegels, intensievere golfwerking en het wijdverbreide ontdooien van permafrost – grond die eeuwenlang bevroren is gebleven. Om te begrijpen hoe deze krachten samenwerken om kustlijnen te destabiliseren, hebben onderzoekers nu een miniatuur Arctische omgeving nagebootst in een laboratoriumomgeving.
Arctische omstandigheden nabootsen in het laboratorium
Olorunfemi Omonigbehin en collega’s, die publiceerden in het Journal of Geophysical Research: Earth Surface, construeerden kunstmatige permafrost door zand en water in precieze verhoudingen te mengen, het mengsel onder hoge druk te verdichten en het vervolgens vast te vriezen. Dit proces bootste de dichte, ijsrijke bodems langs veel Arctische kusten na.
De onderzoekers onderwierpen deze kunstmatige permafrostblokken vervolgens aan gesimuleerde golfwerking in een gekoelde golfgoot – een lange, smalle tank die ontworpen was om de effecten van golven te genereren en te bestuderen. Door de golfhoogte en -frequentie systematisch te variëren, observeerden ze hoe de kunstmatige permafrost reageerde op verschillende erosiescenario’s.
Belangrijkste bevindingen: golfhoogte en frequentie zijn belangrijk
Het experiment reproduceerde waargenomen erosiepatronen waarbij golven de basis van kliffen aan de kust uithollen en hun stabiliteit ondermijnden. Golfhoogte bleek de belangrijkste factor in de snelheid van erosie: hoge golfomstandigheden veroorzaakten twee keer zoveel erosie als lage golfomstandigheden. Dit betekent dat zelfs een relatief kleine stijging van de stormintensiteit of de zeespiegel de terugtrekking van de kust dramatisch kan versnellen.
De golffrequentie speelde echter ook een cruciale rol bij het vormgeven van het erosieprofiel: hogere frequenties sneden diepere inkepingen in de basis van de permafrost. Dit suggereert dat de timing van golfinslagen, en niet alleen hun kracht, cruciaal is bij het bepalen hoe snel kustlijnen eroderen.
De paradox van ijsinhoud
Interessant is dat het verhogen van het ijsgehalte in de kunstmatige permafrost aanvankelijk de erosie vertraagde. Dit komt omdat het langer duurt voordat ijs ontdooit, waardoor er tijdelijke weerstand ontstaat tegen golfslag. De onderzoekers waarschuwen echter dat deze stabiliteit bedrieglijk is.
Als de opwarming van de aarde in het huidige tempo doorgaat, kunnen kustlijnen met een hoog ijsgehalte een plotselinge en catastrofale ineenstorting ervaren. Deze bevinding komt overeen met de bredere theorie dat klimaatverandering onomkeerbare omslagpunten zal veroorzaken, waarbij geleidelijke opwarming leidt tot abrupte en onomkeerbare veranderingen in ecosystemen. De tijdelijke stabiliteit die door het hoge ijsgehalte wordt geboden, zou de onvermijdelijke ineenstorting eenvoudigweg kunnen vertragen, waardoor deze zelfs nog dramatischer zou worden als deze zich voordoet.
Gevolgen voor kustgemeenschappen
Dit onderzoek levert waardevolle inzichten op voor kustgemeenschappen die te maken hebben met erosierisico’s. De bevindingen benadrukken het belang van het nauwkeurig voorspellen van erosiesnelheden, rekening houdend met zowel golfhoogte als frequentie. Ze benadrukken ook de gevaren van het vertrouwen op tijdelijke stabiliteit die wordt geboden door een hoog ijsgehalte, omdat dit de onderliggende instabiliteit zou kunnen maskeren.
De studie onderstreept de dringende behoefte aan proactieve aanpassingsmaatregelen, zoals het verplaatsen van infrastructuur weg van eroderende kustlijnen en het implementeren van kustbeschermingsstrategieën. Het negeren van deze risico’s zou verwoestende gevolgen kunnen hebben voor gemeenschappen die toch al kwetsbaar zijn voor de gevolgen van de klimaatverandering.
De Arctische kustlijn verandert snel, en het begrijpen van de dynamiek van erosie is van cruciaal belang voor de bescherming van zowel de menselijke bevolking als kwetsbare ecosystemen. Dit onderzoek vormt een cruciale stap in de richting van een betere voorspelling en beperking van de risico’s van kustinstorting
