Smeltende permafrost op zeebodem veroorzaakt gaten als wolkenkrabbers

Wetenschappers van het Monterey Bay Aquarium Research Institute in de Verenigde Staten keken gedurende negen jaar naar een oppervlak van zo’n 26 vierkante kilometer in de Canadese Beaufortzee. Tijdens die (op geologische tijdschaal zeer korte) periode zagen de onderzoekers meer dan een half miljoen kuub permafrost ontdooien. Bovendien troffen ze ‘zinkgaten’ aan ter grootte van een paar flatgebouwen. Zinkgaten zijn gaten in de bodem die ontstaan door het ineenstorten van de ondergrond.

De pijnlijke gevolgen van het verdwijnen van de permafrost zijn al zichtbaar op het vasteland. Zo storten huizen in het Siberische Jakoetsk met het ontdooien van de ondergrond geregeld in elkaar. Ook op een diepte van 120 tot 150 meter onder zee leidt ontdooiende permafrost tot een inzakkende bodem, toont deze studie voor het eerst aan.

Op het land is de menselijke invloed op het ontdooien groot. De bodem van de Noordelijke IJszee ontdooit daarentegen hoofdzakelijk door een veel ouder proces: de overgang van de vorige ijstijd naar de huidige warme periode. Door het smelten van veel ijskappen steeg het zeeniveau en kwamen grote kustgebieden onder water te staan. Dit relatief warme water leidt tot langzame dooi van de permafrost. Warmte vanuit de kern van de aarde versnelt dit proces nog verder. De permafrost ontdooit van onder naar boven, waardoor de zinkgaten ontstaan.

Sonar

De onderzoekers gebruikten vanaf hun ijsbrekers sonar: geluidsgolven die door het water reizen en van de permafrost weerkaatsen. Hoe langer het duurt voordat de geluidsgolven terug zijn bij de zender, hoe verder weg de zeebodem. Met deze techniek maakten de onderzoekers een 3D-kaart van de zeebodem, met elke twee meter een meetpunt. Een onderzeerobot deed aanvullende metingen die afwijkingen in de bodem van kleiner dan een meter in beeld brachten.

Naast het verlies van permafrost en het ontstaan van de gigantische zinkgaten troffen de onderzoekers zogenaamde ‘pingo’s’ aan. Dit zijn pukkels in de permafrost die ontstaan wanneer smeltwater omhoog beweegt, op kouder water stuit en weer bevriest. Deze structuren bewijzen verder dat water vanuit de permafrost omhoog stroomt.

Hoewel de onderzoekers het ontdooien van de zeebodem niet direct in verband brengen met de door mensen aangezwengelde klimaatverandering gaat het verdwijnen van permafrost zelf wel zorgen voor extra klimaatopwarming. In permafrost zit namelijk materiaal dat na het ontdooien kan worden afgebroken tot methaan, een sterk broeikasgas, wat in de atmosfeer terecht zal komen.

Deze nieuwe vondsten zijn waardevol, volgens Paul Overduin, permafrostonderzoeker bij het Alfred Wegener Institute in Potsdam, niet betrokken bij de studie. “Dat zulke grote veranderingen kunnen plaatsvinden in slechts negen jaar is verrassend”, zegt hij. Overduin is benieuwd in hoeverre de zeebodem ook ontdooit in andere regio’s van het Noordpool-gebied. Zo kan duidelijk worden welke rol het ontdooien van de Arctische zeebodem speelt bij de opwarming van de aarde.