De opwarming van westelijk Spitsbergen

Bron: flickr

Afgelopen zomer is een goede vriend en studiegenoot van me op excursie geweest naar Spitsbergen. Spitsbergen (Svalbard in het Noors) is een eilandengroep in het Noordpoolgebied, ruim 550 km ten N van het noordelijkste puntje van Noorwegen. Het was al eeuwen geleden bekend bij Nederlandse walvisvaarders die er in de 17e eeuw een nederzetting stichtten.

Spitsbergen ligt op ongeveer 80° NB en is daarmee de noordelijkste bewoonde plek op aarde. Een prima plek om Arctisch onderzoek te doen, daarom bestaat een deel van de kleine populatie uit wetenschappers.

Bron: DMI

In de winter is een groot deel van Spitsbergen omringd door drijfijs. Op bovenstaand kaartje is de dikte van het drijfijs weergegeven op 26 januari 2020. Alleen het W deel van de eilandengroep is ijsvrij. Dat laatste is het gevolg van het feit dat een noordelijke tak van de Noord-Atlantische Drift (noordelijk deel Golfstroom) relatief warm water langs de westkust stuwt. Op onderstaand kaartje is die relatief warme zeestroom te herkennen aan de groen kleur.

Bron:  Earth

Ik heb even in het onvolprezen interactieve programma Earth op een tweetal plaatsen de SST (sea surface temperature) van vandaag bepaald. De groene cirkeltjes geven die plaatsen weer, met de bijbehorende temperaturen.De noordelijke uitloper van de Noord-Atlantische Drift geeft 5,7 °C weer, het water net ten O daarvan -1,4 °C. Het verschil is opvallend groot vind ik. De pijltjes geven de stroomrichting aan. Het lijkt merkwaardig dat het water nog stroomt bij een temperatuur van -1,4 °C, maar dat komt omdat zout zeewater pas bij -1,8 °C bevriest.

Bron: Svalbardkartet

Een week geleden stuurde een trouwe lezer me een link van een verslagje van 20 januari 2020 van een boottocht door wetenschappers in de Kongsfjorden (kaart hierboven). Dat is een tocht die elk jaar gedaan wordt en waarbij men o.a. temperatuur-dieptepeilingen in de fjord doet. De wetenschappers van de Arctic University of Norway onder leiding van professor Jørgen Berge meldden opmerkelijk lage temperaturen in de bovenste waterlagen, veel lager dan de jaren ervoor.  Van de jaren 2018 en 2019 zijn helaas geen metingen voorhanden vanwege de verwoesting van het observatorium tijdens een zware storm in januari 2019.

Bron: UNIS

Goed te zien is dat de bovenste 250 m van het water in de fjord vergeleken met de voorafgaande jaren momenteel erg koud is. Omdat het dieptepunt van de Spitsbergse winter in maart/april valt is het mogelijk dat de fjord weer na vele jaren dichtvriest. Of dat ook gebeurt is nog niet zeker.

De opvallende verticale gelaagdheid van het water (boven koud, onder warm) is het gevolg van verschillen in dichtheid tussen de menglaag en het diepere water. Dat heeft onder andere te maken met drukverschillen en verschillen in saliniteit van het zeewater. De diepte van de menglaag wordt bepaald door de maximale invloed van stormen.

In de winter van 2005-2006 kwam voor de eerste maal relatief warm water van de Golfstroom de fjorden aan de westkust binnen. Het gevolg was een opmerkelijke toename van de wintertemperatuur van het water in de Kongsfjord. In de grafiek is te zien dat de afgelopen jaren de januari-SST van de fjord verder toenam. Tot januari 2020, of misschien wel wat eerder maar daar zijn geen data van, melden de Noorse wetenschappers.

Bron: wikipedia

Naar aanleiding van bovenstaand verslag herinnerde ik me dat een attente lezer me vorige maand een oud artikel op van WUWT stuurde over vulkanische activiteit  op de oceaanbodem voor de westkust van Spitsbergen de afgelopen jaren. Het artikel verwees naar een publicatie van Pedersen uit 2010 over de ontdekking van een zogenaamd ‘black smoker field’. Een black smoker is een hydrothermaal verschijnsel waarbij opgewarmd water (hier 310-320 °C) met extreem veel mineralen uit de oceaanbodem oprijst via pijpen met een  hoogte van enkele tientallen meters. Het veld werd Loki’s Castle  gedoopt.

Bron: Google Earth

Op de kaart hierboven is goed op de bodem van de oceaan de scheur te zien langs de westkust van Spitsbergen. Hij is onderdeel van de Arctic Mid-Ocean Ridge (AMOR) en is het gevolg van platentektoniek. Die (vulkanische) rug is ontstaan op de plaats waar aardkorstplaten langzaam uit elkaar drijven. Daardoor kan materiaal uit de mantel tot dicht aan het oppervlak geraken en vulkanische verschijnselen veroorzaken.

Bron: wikipedia

Dezelfde attente lezer stuurde me ook een screenshot van een warme plek in het water voor de kust van Spitsbergen. Ik heb die plek opgezocht met de onvolprezen interactieve ‘Earth’ en uitgezocht hoe lang die hydrothermale opwarming voor de westkust van Spitsbergen al actief was. Helaas kunnen we met Earth niet verder terugkijken dan 2014, maar in dat jaar is al wat opwarming te zien. In onderstaande screenshots heb ik steeds de SST op 27 januari van 2014 t/m 2019 afgebeeld. Op 27 januari 2020 was van opwarming helemaal niets meer te zien.

Bron: Earth

Goed te zien is dat de opwarming langzaam op gang komt, tot 14,5 °C in januari 2019. Om er achter te komen wanneer en op welke wijze de hydrothermale bron ophield het zeewater te verwarmen heb ik 2019 van dag tot dag bekeken. Dat opwarmen duurde nog vrijwel het gehele jaar. Op 15 december 2019 was het black smokerveld nog volop actief en werd het zeewater 12,4 °C, de dag erna, op 16 december, was er geen spoor meer van opwarming en was de SST 2,8 °C:

Bron: Earth

Het lijkt me aannemelijk dat de opmerkelijke opwarming van het water in de Kongsfjord de afgelopen jaren zoals die door Noorse wetenschappers is gemeten  het gevolg is van hydrothermale activiteit  voor de westkust van Spitsbergen. Ongetwijfeld is het water ook in andere delen van de westkust hierdoor opgewarmd, zoals de screenshots doen vermoeden. Dat dat ook invloed gehad moet hebben op de luchttemperatuur in dit deel van Spitsbergen ligt voor de hand. Daarover later misschien meer.