Landvast ijs: de bevroren kustrand die verdwijnt
Als je aan zeeijs denkt, zie je waarschijnlijk grote, brekende platen die traag ronddrijven op de golven. Maar langs veel poolkusten ligt een heel ander soort ijs: landvast ijs, ook wel vastijs genoemd. Dit is zeeijs dat letterlijk aan de kust vastzit en, anders dan het drijvende pakijs verderop, niet meebeweegt met wind en stroming. Het groeit in de winter vanaf de kustlijn de zee in en blijft daar de hele winter roerloos liggen, als een bevroren stoep die de grens vormt tussen het vasteland en de open, bewegende zee.
Een handige vergelijking: stel je pakijs voor als een enorme, langzaam ronddraaiende lopende band van ijsschotsen, voortgeduwd door wind en zeestroming. Landvast ijs is dan het tapijt dat aan de vloer is vastgeniet vlak langs de rand van die band – zelfs als alles eromheen schuift en kraakt, blijft dit stuk op zijn plek. Voor mensen en dieren die in poolgebieden leven, maakt dat verschil van levensbelang: op landvast ijs kun je lopen, rijden en jagen, terwijl pakijs zonder waarschuwing kan losbreken en wegdrijven.
Wat is het precies?
Landvast ijs ontstaat wanneer zeewater langs de kust bevriest en zich hecht aan de kustlijn zelf, aan eilandjes, of aan ondiepe zeebodem vlak voor de kust. Dat laatste is cruciaal: in ondiep water kunnen de onderkant van drukruggen in het ijs – opgestapelde, dikkere stroken ijs die ontstaan doordat ijsschotsen tegen elkaar botsen – de zeebodem daadwerkelijk raken. Glaciologen noemen dat "grounding". Zo'n vastgelopen ijsrug werkt als een anker en voorkomt dat het hele ijsveld verderop losraakt.
Het resultaat is een aaneengesloten, stilstaande ijslaag die zich uitstrekt vanaf de kust tot op de plek waar het water te diep wordt om nog te kunnen ankeren. Daar, bij de zogeheten vastijsrand, gaat landvast ijs over in bewegend pakijs. Die rand is niet star: hij schuift jaarlijks op en af, afhankelijk van temperatuur, sneeuwval en de kracht van stormen.
Omdat landvast ijs zo lang op dezelfde plek blijft liggen, kan het flink dik worden – vaak een meter of meer, soms veel meer bij samengevroren drukruggen. Het onderscheiden van landvast ijs en pakijs op afstand gebeurt tegenwoordig vooral met radarsatellieten. Een techniek die synthetic aperture radar (SAR) heet, stuurt radargolven naar het aardoppervlak en vangt het teruggekaatste signaal op. Omdat dit door wolken en poolduisternis heen werkt, kunnen wetenschappers ook midden in de donkere poolwinter precies zien welk ijs stilligt en welk ijs beweegt: bewegend pakijs verandert namelijk voortdurend van vorm tussen twee opnames, terwijl landvast ijs exact hetzelfde patroon laat zien.
Wat wil men ermee bereiken?
Onderzoek naar landvast ijs dient meerdere, heel praktische doelen. Ten eerste veiligheid: in veel Arctische gemeenschappen is dit ijs de enige begaanbare route naar jachtgebieden, visplekken of buurdorpen. Als bewoners niet weten waar het ijs stevig vastzit en waar het broos is, riskeren ze door het ijs te zakken of af te drijven op een losgebroken schots. Betrouwbare voorspellingen van ijsdikte en -stabiliteit redden dus letterlijk levens.
Ten tweede is landvast ijs een gevoelige klimaatindicator. Omdat het ontstaat en verdwijnt volgens een vast, jaarlijks patroon, is elke afwijking – een korter seizoen, dunner ijs, een terugtrekkende vastijsrand – een vroeg signaal van opwarming in een gebied. Voor klimaatwetenschappers is dit dus een soort thermometer die je op de kaart kunt zien.
Ten derde speelt landvast ijs een rol in kustbescherming. Een brede strook stevig ijs dempt golfslag en beschermt de vaak kwetsbare, uit permafrost opgebouwde kustlijn tegen erosie. Verdwijnt het ijs eerder in het seizoen, dan krijgen herfststormen vrij spel op een onbeschermde kust.
Tot slot is er een economisch en logistiek belang: landvast ijs wordt op sommige plekken bewust gebruikt als tijdelijke weg of zelfs landingsbaan, omdat het – in tegenstelling tot pakijs – voorspelbaar stil blijft liggen zolang het koud genoeg is.
Voorbeelden uit de praktijk
In McMurdo Sound in Antarctica gebruikt het Amerikaanse onderzoeksprogramma dat McMurdo Station bevoorraadt het landvast ijs in de zeestraat als fundering voor ijswegen en tijdelijke landingsbanen. Vroeg in het Antarctische zomerseizoen landen vliegtuigen op een baan die letterlijk op het bevroren zeeoppervlak is aangelegd, voordat het ijs later in het seizoen te onbetrouwbaar wordt en het transport verschuift naar banen op dikker, permanent sneeuw- en ijsplateau verderop.
In Utqiagvik (het vroegere Barrow) in Alaska is landvast ijs al generaties lang de uitvalsbasis voor de walvisjacht van de Iñupiat-gemeenschap. Jagers markeren en onderhouden paden over het ijs naar open water, waar bultrug- en groenlandse walvissen langstrekken. Onderzoekers van de University of Alaska Fairbanks, onder wie ijsfysici als Hajo Eicken en Andy Mahoney, werken al jaren samen met lokale ijsexperts om de stabiliteit van dit ijs te monitoren en gevaarlijke situaties – zoals plotseling losbrekende ijsvelden – beter te voorspellen.
In de Canadese Arctis houdt de Canadian Ice Service, onderdeel van de Canadese overheidsdienst voor milieu en klimaat, al decennialang jaarlijkse kaarten bij van waar landvast ijs vormt en weer verdwijnt. Deze lange meetreeks is een van de belangrijkste bronnen om veranderingen over meerdere decennia te documenteren.
Rond Spitsbergen (Svalbard) bestuderen onderzoekers van het Noors Poolinstituut de fjorden, waar landvast ijs van oudsher in de winter dichtvroor. In verschillende fjorden op Svalbard is de laatste decennia een duidelijke afname van de duur en dikte van dit ijs waargenomen, wat gevolgen heeft voor lokale ecosystemen en voor de sneeuwscooterroutes die bewoners en toeristen gebruiken.
Hoe ver is de techniek?
Het waarnemen van landvast ijs zelf is inmiddels een volwassen techniek: radarsatellieten zoals de Europese Sentinel-1-missies binnen het Copernicus-programma en de Canadese RADARSAT-satellieten leveren al jaren regelmatige, betrouwbare beelden waarmee wetenschappers de rand van het landvast ijs in kaart brengen, ook in gebieden waar bijna niemand fysiek komt kijken.
Lastiger is het voorspellen van de stabiliteit van het ijs op korte termijn – dus of een specifiek stuk ijs vandaag nog veilig is om te belopen. Dat hangt af van lokale factoren zoals stroming, sneeuwbedekking en de precieze plek van verankeringspunten, die moeilijk op grote schaal te modelleren zijn. Hier blijft lokale, ervaringsgebaseerde kennis van inheemse gemeenschappen vaak minstens zo waardevol als satellietdata, en steeds meer onderzoeksprojecten proberen die twee bronnen expliciet te combineren.
Wat wel duidelijk is uit meerdere onafhankelijke meetreeksen: in delen van Alaska en de Russische Arctis is het landvast-ijsseizoen de afgelopen decennia korter geworden en vormt het ijs later in het jaar, terwijl het eerder in het voorjaar weer opbreekt. De precieze omvang van deze afname verschilt sterk per regio en per jaar, en niet overal is de trend even duidelijk aantoonbaar – sommige fjorden en zeestraten laten grotere jaar-op-jaar schommelingen zien dan een gestage neerwaartse lijn. Onderzoekers zijn het erover eens dat de algemene richting samenhangt met opwarming van de Arctis, maar over het exacte tempo per locatie lopen de wetenschappelijke schattingen uiteen.
Wie werken eraan?
Aan de waarneming en het onderzoek van landvast ijs werkt een internationaal netwerk van poolinstituten en ruimtevaartorganisaties. De Canadian Ice Service (Environment and Climate Change Canada) is verantwoordelijk voor operationele ijskaarten van de Canadese Arctis. Het National Snow and Ice Data Center (NSIDC), verbonden aan de University of Colorado Boulder, beheert grote archieven met satellietgegevens over zee-ijs wereldwijd en maakt die vrij toegankelijk voor onderzoekers.
In de Verenigde Staten doet het Geophysical Institute van de University of Alaska Fairbanks gericht onderzoek naar landvast ijs in Alaska, vaak in nauwe samenwerking met Iñupiat-gemeenschappen. In Europa zijn het Duitse Alfred Wegener Institute en het Noors Poolinstituut toonaangevend in onderzoek naar zowel Arctisch als Antarctisch zee-ijs, terwijl het Europees Ruimteagentschap (ESA) via het Copernicus-programma de radarsatellieten levert waarop veel van dit onderzoek leunt. Ook Russische en Japanse onderzoeksinstituten volgen al lang landvast ijs in respectievelijk de Russische Arctische kustzeeën en de Zee van Ochotsk.