211service.com
Het oppervlak van Groenland ontdekken
Groenland bevat genoeg water om de zeespiegel wereldwijd met zeven meter te laten stijgen, en het zuiden van Groenland vertoont al een versnelde afsmelting. Maar de snelheid van dit smelten en andere ijsdynamiek wordt slecht begrepen, deels omdat het oppervlak van Groenland zo ondoorgrondelijk wit is en zo ondoorzichtig is op gewone satellietbeelden. Nu geeft een nieuwe beeldverwerkingsbenadering een duidelijker beeld van subtiele kenmerken van het binnenland, waardoor scherpere aanwijzingen worden gegeven voor glaciale bewegingen - en een beter inzicht in toekomstige zeespiegelstijgingen.
Een nieuwe benadering voor het verwerken van satellietgegevens van ijskappen maakt beelden zoals deze mogelijk: de eerste gedetailleerde foto van een 600 bij 50 kilometer lange eyedropper-vormige ijsformatie die informeel bekend staat als NEGIS (voor Noordoost-Groenland-ijsstroom). NEGIS was pas in 1991 bekend bij de wetenschap. De nieuwe verwerkingsaanpak toont structuren en kenmerken die aanwijzingen geven over hoe dit en andere delen van Groenland en Antarctica smelten. NEGIS glijdt met een paar honderd meter per jaar richting zee.
De technologie begint met maar liefst 94 rode en infraroodbeelden van dezelfde regio, gemaakt door twee NASA-satellieten, Terra en Aqua genaamd, die in polaire banen draaien en Groenland meerdere keren per dag doorkruisen. Elke onbewerkte afbeelding - een maat voor licht van het oppervlak - heeft een resolutie van 250 meter per pixel. Maar door waarden binnen gebieden met pixeloverlap tussen meerdere afbeeldingen van hetzelfde gebied uit te lijnen en te middelen, hebben onderzoekers van het National Snow and Ice Data Center van de University of Colorado in Boulder de resolutie aangescherpt tot slechts 100 meter per pixel en ruwweg verviervoudigd contrast gevoeligheid.
Als een voorbeeld van een uitbetaling krijgen onderzoekers eindelijk een duidelijk beeld van een 600 bij 50 kilometer pipetvormige ijsformatie die informeel bekend staat als NEGIS (voor Noordoost-Groenland-ijsstroom). Dit enorme kenmerk - dat met een paar honderd meter per jaar naar de zee glijdt - was tot 1991 niet eens bekend bij de wetenschap. En het is pas de afgelopen maanden in detail in beeld gebracht. Wat we nu hebben gedaan is kijken hoe ver het stroomopwaarts gaat, hoe dicht het bij de top van Groenland komt, en wat structuren aan de randen zien, om een idee te krijgen [van] hoe snel ijs stroomt en in welke richting het stroomt, zegt Ted Scambos, hoofdwetenschapper en glacioloog bij het Boulder Center, die de beeldverwerkingsbenadering mede heeft ontwikkeld.
Scambos zegt dat dergelijke inzichten alles zijn om erachter te komen hoe snel het ijs van Groenland in de oceaan zal stromen en de kustlijnen van de wereld zal overstromen. Dezelfde technologie wordt toegepast op afbeeldingen van Antarctica, waarvan de ijskap genoeg water bevat om de zeespiegel 65 meter te laten stijgen als alles smelt. De snelheid van een dergelijk smelten is een van de meest slecht begrepen maar meest ingrijpende effecten van het broeikaseffect.
Dit geeft ons een betere resolutie van subtiele structuren in het binnenste van de ijskap, zegt Scambos. Met het blote oog ziet het eruit als een gladde witte vlakte. Maar er zijn heuvels, hobbels en richels die ons laten zien hoe het ijs stroomt en hoe het uit gletsjers zal wegvloeien. Als we eenmaal weg zijn van de kust, hebben de kenmerken die belangrijk zijn te maken met hoe het ijs stroomt. Ze kunnen heel subtiel zijn: heuvels en valleien die je laten zien hoe het ijs van het continent af beweegt. Wat we hebben is een kaart die details veel verder landinwaarts laat zien, veel verder dan voorheen. Andere afbeeldingen tonen alleen het binnenste van de ijskap als een leeg wit oppervlak zonder enige kenmerken.
De technologie maakt gebruik van bestaande aardobservatiesatellieten. Maar dit zijn niet de enigen daarboven. Andere satellieten, met name de Landsat- en ASTER-sensoren van NASA, staan ook bekend om het maken van scherpe beelden van de thuisplaneet. Het belangrijkste voordeel van Terra en Aqua is echter de grotere gevoeligheid voor subtiele lichtcontrasten - een grote hulp wanneer het fotografische onderwerp een enorm wit oppervlak is. Bovendien zijn Terra en Aqua vaker beschikbaar. Landsat komt niet vaker dan eens in de 16 dagen over dezelfde plek. Omdat veel satellietbeelden onbruikbaar zijn vanwege bewolking, zijn er in de praktijk vele honderden Landsat-beelden nodig om een vergelijkbare kaart te maken, zegt Scambos.
De nieuwe aanpak maakt het ook mogelijk om het hele blad op Groenland snel opnieuw te evalueren om belangrijke veranderingen op korte termijn te detecteren. In feite stelt de technologie wetenschappers in staat om elke twee maanden een nieuwe high-res foto van het hele blad te maken. En als wetenschappers besluiten dat ze nog een keer naar een klein gebied willen kijken, kunnen mogelijk andere satellieten worden ingezet.
Het onderwerp is van meer dan academisch belang, merkt Mark Fahnestock op, een geoloog aan de Universiteit van New Hampshire in Durham, die met Scambos samenwerkte aan de technologie. Kortom, de Groenlandse ijskap blust - in de afgelopen zes, zeven jaar - 40 procent meer ijs dan tien jaar eerder, zegt Fahnestock. We proberen te begrijpen waarom, zodat we een idee kunnen hebben van hoe we het in de toekomst kunnen projecteren. Zodra dit inzicht duidelijker wordt, zullen wetenschappers de wereld kunnen vertellen hoe snel en hoe ver de zeespiegel kan stijgen. Dit kan beleidsmakers er zelfs toe aanzetten de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en plannen te maken voor terugtrekkende kustlijnen en de overstroming van bevolkte gebieden.
Een van de verontrustende trends in Groenland is de groei van enorme meren van smeltend ijs die zich tijdens de zomermaanden bovenop de ijskap vormen. Deze watermassa's vinden barsten en stromen met onzeker effect diep in de ijskap. De nieuwe beeldtechnologie kan dergelijke scheuren zien en hoe ze veranderen, zegt Fahnestock.
Op hoog niveau kan de technologie ijs laten zien als een soort slow-motion rivier. In een rivier zie je staande golven en stroomversnellingen, zegt Fahnestock. Het is hetzelfde soort foto van het ijs, ook al beweegt het veel langzamer. Je ziet deze hobbeligheid omdat dit ijs in beweging is. De snelheid waarmee de ijskap smelt wordt slecht begrepen, en als we weten waar het hobbelig is, kunnen we erachter komen waarom Groenland zo snel verandert als het nu is, zegt hij.