Subglaciale waterstroom en ijsdynamiek tijdens gletsjermeer-uitbarstingen waargenomen vanuit de ruimte

Verborgen overstromingen onder het ijs

Hoog op de Vatnajökull-ijskap in IJsland razen soms enorme overstromingen onzichtbaar onder honderden meters ijs voordat ze aan de rand van de gletsjer losbarsten. Deze gletsjermeer-uitbarstingen, jökulhlaups genaamd, kunnen rivierdalen hervormen, wegen en bruggen bedreigen en bieden een zeldzaam venster op wat er gebeurt op het verborgen grensvlak tussen ijs en gesteente. Deze studie gebruikt satellieten en veldinstrumenten om twee van dergelijke gebeurtenissen in realtime te volgen en onthult hoe water onder het ijs stroomt, zich ophoopt en kanalen uitslijt — en hoe die geheime waterhuishouding de beweging van de gletsjer zelf regelt.

Als een begraven meer loslaat

Onder de vulkaan Grímsvötn, opgesloten onder een ijskap tot 300 meter dik, vult een subglaciaal meer zich langzaam met smeltwater afkomstig van geothermische warmte, erupties en zomerse dooi. Elke één à twee jaar bouwt zich genoeg water op zodat het begint door te lekken langs een ijs02”dam02" en onder de gletsjer ontsnapt, waarmee een vloed wordt gevoed die uiteindelijk 50 kilometer verder via de Gígjukvísl-rivier naar buiten stroomt. Decennialang hebben wetenschappers deze jökulhlaups voornamelijk gevolgd door de rijzende rivier af te lezen, maar dat biedt slechts een verre aanwijzing van wat het water doet tijdens zijn reis door tunnels en lagen onder het ijs.

De ijsbeweging vanuit de ruimte volgen

In 2021 en 2022 combineerden de auteurs grondgebonden GPS-stations op het ijs met frequente radarbeelden van de ICEYE-satellietconstellatie. Radar kan kleine veranderingen in de hoogte en zijwaartse beweging van de gletsjer detecteren, zelfs door wolken en poolnacht heen. Door deze momentopnames aan elkaar te rijgen bouwde het team driedimensionale kaarten van hoe het gletsjeroppervlak steeg, daalde en versneldde langs het vloedpad vóór, tijdens en na de twee jökulhlaups. Ze gebruikten ook hoge-resolutie optische beelden om de vorm van het begraven meer en de rotsachtige valleibodem te reconstrueren, waarmee ze konden schatten hoeveel water opgeslagen was en waar het naartoe ging.

Vloedgolven, verborgen plassen en vervormend ijs

Het satellietarchief toont dat de uitbarstingsvloed niet simpelweg door één enkele tunnel raast als water in een pijp. In plaats daarvan, nadat een beginnend lek bij het meer een kleine doorgang uitslijt, vormt zich stroomafwaarts een flessenhals die het water dwingt op te bouwen en zich vervolgens voort te planten als een langzaam bewegende vloedgolf onder de gletsjer. Terwijl deze golf richting de ijsrand beweegt, laat het bovenliggende ijs zich plaatselijk meer dan een meter van de bodem komen over gebieden van tien(s) kilometers lang, waardoor uitgestrekte subglaciale plassen ontstaan. De auteurs berekenen dat het volume water dat tijdelijk in deze plassen wordt opgeslagen ver boven wat alleen door ijs te smelten in een smalle leiding geproduceerd zou kunnen worden uitkomt, wat betekent dat hydraulisch 02"jacking02" van het ijs weg van het gesteente het grootste deel van de opslag voor zijn rekening neemt.

Schakelen tussen lagen en tunnels

De gedetailleerde patronen van opheffing en inzinking laten zien dat de afwateringsstijl langs de vloedroute varieert. In het steile bovenste deel dicht bij Grímsvötn zakt het gletsjeroppervlak vooral tijdens hoge afvoer, wat overeenkomt met snel stromend water door relatief smalle, efficiënte kanalen die door smelten vergroot worden. Verder stroomafwaarts, waar de bodem minder steil is, is het dominante signaal het ontstaan van plassen en later het instorten van het ijs wanneer het opgeslagen water wegstroomt, een kenmerk van brede laagachtige stroming. Dichter bij de ijsrand zien de wetenschappers een smalle band van verlaagde oppervlakte die lijkt op een laatste georganiseerde tunnel die water in de rivier afvoert. Door de gebeurtenissen heen kan de horizontale snelheid van de gletsjer tot meerdere malen zijn normale waarde opspringen, en die veranderingen verspreiden zich zelfs naar gebieden die niet direct overstroomd worden, wat benadrukt hoe gevoelig gletsjerbeweging is voor waterdruk aan de basis.

Een nieuw beeld van gletsjervloeden en toekomstig ijs

Door meerniveaus, rivierafvoer en ruimtevaartracemetingen van ijsbeweging met elkaar te verbinden, stelt de studie een eenduidig, stapsgewijs beeld voor van hoe deze jökulhlaups zich ontwikkelen: een klein lek, een groeiend kanaal, een stroomafwaartse flessenhals, een voortplantende vloedgolf die water oppoelt en het ijs optilt, en tenslotte de groei en sluiting van tunnels die het systeem afvoeren. Het werk toont aan dat echte overstromingen gedrag mengen dat vroeger als afzonderlijke 02"langzame02" en 02"snelle02" typen werd gezien, en dat tijdelijke wateropslag onder gletsjers enorm kan zijn. Het begrip van deze verborgen waterhuishouding is cruciaal, niet alleen voor het voorspellen van gevaarlijke overstromingen, maar ook voor het inschatten hoe gletsjers en ijskappen zullen reageren als de aanvoer van smeltwater verandert in een opwarmend klimaat.

Bronvermelding: Magnússon, E., Drouin, V., Pálsson, F. et al. Subglacial water flow and ice dynamics during glacial lake outburst floods observed from space. Nat Commun 17, 3471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70428-w

Trefwoorden: gletsjermeer-uitbarstingen, subglaciale waterstroom, Grímsvötn IJsland, gletsjerdynamica, radarwaarnemingen vanaf satelliet