Oorzaken van zeespiegelstijging

Je hoort het overal tegenwoordig: de zeespiegel gaat stijgen en we moeten vrezen voor natte voeten in onze lage landen. Maar hoe komt het dan dat de zeespiegel stijgt? Het broeikaseffect misschien? Het zeewater wordt zeker beinvloed door het broeikaseffect, maar er zijn ook nog andere oorzaken.

Zeespiegelstijging

• Absolute en relatieve stijging
• Het smelten van landijs en zee-ijs
• Effecten van de laatste ijstijd
• Uitzetten van het zeewater
• Bodemdaling

Absolute en relatieve stijging

De zeespiegelstijging kan je op twee manieren definiëren: je hebt absolute en relatieve zeespiegelstijging. Absolute zeespiegelstijging is de stijging van de hoogte van het water. Er kan absolute zeespiegelstijging optreden als de totale hoeveelheid water in de oceanen toeneemt en als de temperatuur van het oceaanwater toeneemt (en het volume dus stijgt).
De relatieve zeespiegelstijging is de som van de absolute zeespiegelstijging en de lokale bodembeweging. Als de bodem daalt, is de relatieve zeespiegelstijging dus groter dan de absolute stijging.

Het smelten van landijs en zee-ijs

Het smelten van ijs wordt als een van de oorzaken van de absolute zeespiegelstijging gezien. Dit is niet helemaal onwaar, maar het ligt aan het soort ijs of de zeespiegel zal stijgen als het smelt.

Zee-ijs

Zee-ijs, ook wel pakijs of drijfijs genoemd, is bevroren oceaanwater. In de winter is er gewoonlijk meer zee-ijs dan in de zomer, het ijs smelt (en bevriest) dus regelmatig. Rond de Zuidpool komt het meeste pakijs voor, hier is het ijs in de winter ongeveer één meter dik en in de zomer smelt het grotendeels weer. De Noordpool bestaat geheel uit pakijs. In de zomer is het totale oppervlak aan zee-ijs op de Noordpool aanzienlijk kleiner doordat het ´s zomers warmer is. Maar de hoeveelheid poolijs zal ook in de winter in de loop der jaren sterk afnemen door het (versterkte) broeikaseffect. De zeespiegel zal hierdoor niet stijgen, maar doordat het ijsoppervlak kleiner wordt, zal er minder zonlicht teruggekaatst worden en meer zonlicht in de zee geabsorbeerd worden. Dit creëert een domino-effect waardoor het broeikaseffect en het smelten nog meer bevorderd wordt en dus indirect ook de zeespiegelstijging.

Het smelten van het zee-ijs, op bijvoorbeeld de Noordpool, heeft geen enkele invloed op de zeespiegel. Volgens de wet van Archimedes verplaatst zee-ijs net zoveel water als zijn eigen gewicht. Als dit drijvende ijs smelt, wordt het verplaatste water vervangen door smeltwater. Anders gezegd, gesmolten neemt de ijsrots onder de zeespiegel nog evenveel ruimte in als wanneer het nog een ijsberg was. De zeespiegel stijgt hierdoor dus niet.

Landijs

In tegenstelling tot zee-ijs stijgt de zeespiegel wél als landijs smelt. Landijs is ijs dat op het land ligt, dus als het smelt, wordt er water aan de zee toegevoegd en stijgt de zeespiegel.

Landijs bestaat in de vorm van ijskappen, vooral op Antarctica en Groenland, en in de vorm van gletsjers zoals in Alaska, Canada, het Himalaya gebergte en IJsland. Landijs bestaat uit bevroren zoet water, in tegenstelling tot pakijs. Al het landijs samen bevat ongeveer 29 miljoen kubieke kilometer (dit is 29.000.000.000.000.000.000 liter, oftewel 29 triljoen liter). Het is onmogelijk dat al het landijs binnen de 21e eeuw zal smelten, maar ook als kleine gedeelten van de ijskappen smelten kan dit nog desastreuze gevolgen hebben.

Over het oostelijke deel van Antarctica hoeven we ons nog geen zorgen te maken. Pas als de luchttemperatuur met ongeveer 20 graden stijgt, zal het ijs daar gaan smelten. West-Antarctica kan echter mondiaal voor een zeespiegelstijging tot wel zes meter zorgen, dit deel is veel gevoeliger voor temperatuurveranderingen. Er zijn meer oorzaken waardoor het westelijke deel sneller smelt: Uitlopers van de ijskap kunnen bijvoorbeeld losraken doordat de zeespiegel stijgt, en kleine ijsrotsen smelten sneller dan één grote ijskap. Ook zorgt de zeetemperatuurstijging voor een sneller smeltproces. Toch is de kans dat het hele westelijke deel binnen 100 jaar smelt klein. Hoeveel er wel deze eeuw zal smelten licht aan andere natuurlijke processen als temperatuurstijging en aan de maatregelen die we ertegen nemen. Wat zeker is, is dat als we niets doen, een groot deel van het landijs in het jaar 3000 verdwenen is.

Groenland is ook zeer kwetsbaar voor klimaatveranderingen. Er is een grote kans dat het smelten van de ijskap over 1000 jaar voor een zeespiegelstijging van 1 tot 6 meter heeft gezorgd.

Effecten van de laatste ijstijd

In de laatste ijstijd, het Weichselien, kon je van Nederland naar Engeland lopen over de bodem van de zee. Maar ongeveer 10.000 jaar geleden begonnen de ijskappen te smelten, en de zeespiegel in de Noordzee steeg 120 tot 140 meter. Deze stijging is nog steeds bezig, in mindere mate. In de vorige eeuw is de zeespiegel hierdoor zo’n 15 centimeter gestegen. Deze natuurlijke zeespiegelstijging zal door het broeikaseffect sneller gaan, de zeespiegel zal weer meer centimeter per eeuw stijgen. Volgens voorspellingen zal het water over 50 jaar al rond de 20 á 30 centimeter hoger staan dan nu.

Uitzetten van het zeewater

Het volume (dus niet de hoeveelheid) van het zeewater kan veranderen doordat het water uitzet. Als de luchttemperatuur stijgt, stijgt op den duur de temperatuur van het zeewater ook. Eerst zal het oppervlak warmer worden, later zal de temperatuur van de diepere delen van de oceaan ook stijgen. Als temperatuur van water stijgt, zet het uit. Hoeveel het uitzet bij een bepaalde temperatuurstijging ligt aan de zeetemperatuur en het zoutgehalte: warm en zout water zet meer uit dan koud en zoet water bij dezelfde temperatuurstijging.

Als je de zeespiegelstijging door opwarming van het zeewater wilt bepalen moet je dus kijken naar de stijging van de luchttemperatuur, hoe warme het water is (hoe snel de warmte wordt opgenomen) en tot welke diepte de opwarming merkbaar is.
In de tabel zie je voor vier verschillende watertemperaturen de zeespiegelstijging voor een kolom van 100 meter diep, wanneer hij 1°C wordt opgewarmd. De tabel geldt voor zoutwater.


Het paar centimeter verschil zal niet veel uitmaken, maar de oceaan is op sommige plaatsen kilometers diep in plaats van de 100 meter die in de figuur is gebruikt. Als een kolom van een paar kilometer diep opwarmt met 1°C, zal de zeespiegel hoger dan een meter kunnen stijgen.

Ook is in de zomer de zeespiegel hoger dan in de winter, dan is het natuurlijk warmer. Toch veroorzaakt dit geen overstromingen, want aan de andere kant van de wereld is het immers winter en daar krimpt het volume van het water dus.

Bodemdaling

Bodemdaling is een oorzaak van relatieve zeespiegelstijging, en vergroot dus de kans op overstroming. De bodemdaling zorgt ervoor dat Nederland steeds dieper onder het zeeniveau komt te liggen. De oorzaken hiervoor zijn onder andere aardgaswinning, zoutwinning of door inklinking van veen of klei. Ook klinkt de bodem nog in door na-ijleffecten van de laatste ijstijd.

In de laatste ijstijd was heel Scandinavië met ijs bedekt. De kilometersdikke ijslaag drukte de bodem naar beneden. Door deze druk werd het zuidelijke deel van Europa door het hefboommechanisme omhoog getild. Toen het ijs gesmolten was, viel de druk op de bodem in Scandinavië weg. De aardkorst begon weer terug te veren, maar dit gaat zeer langzaam. Het Noorden veert nog altijd omhoog en Nederland en de zuidelijkere landen zakken nog steeds stukje bij beetje naar beneden.

Aardgaswinning

Bodemdaling door aardgaswinning vindt vooral in de provincie Groningen plaats. De bodem met de wegen en huizen dalen, maar het oppervlaktewater in sloten en kanalen blijft op dezelfde hoogte door maatregelen en ligt dus ten opzichte van de bodem hoger. Om overstroming te voorkomen moeten dijken en bruggen verhoogd worden, of het waterpeil moet naar beneden gebracht worden. De grootste bodemdaling als gevolg van aardgaswinning is 30 centimeter, in Slochteren. Door de aardgaswinning liggen delen in Groningen nu onder NAP.

Inklinking

Dijken en kades hebben ook met bodemdaling te maken, veen klinkt namelijk in. Veenkades kunnen tot wel 2 centimeter per jaar dalen. 2 centimeter per jaar is veel, dit zou 2 meter per eeuw zijn. Daarom worden deze kades om de zoveel jaar verhoogd. Helaas zit hier ook een domino-effect aan verbonden, door ophoging wordt de gronddruk groter en dat heeft weer bodemdaling tot gevolg.

Woonwijken die op veen- of kleigrond gebouwd worden klinken ook vaak in. Vaak wordt de waterspiegel verlaagd voor de woningen, door dat lagere grondwater klinkt de bodem in. Maar daarnaast komt er bij veengronden ook meer zuurstof in de bodem, waardoor het humus wordt verteerd en de bodem daalt. Onder andere liggen delen van Noord en Zuid-Holland op veengrond, waaronder bijvoorbeeld Haarlem. Om het dalen van de grond zo veel mogelijk tegen te houden, wordt de waterstand zo hoog mogelijk gehouden, hierdoor is de bodem alleen nog voor veeteelt te gebruiken.