In 2100 zal de oceaan onherkenbaar veranderd zijn

De oceaan is radicaal aan het veranderen en dat komt door ons. Het lijkt raar dat één van de grootste dingen op aarde – de oceaan bedekt 71 procent van de planeet – compleet kan veranderen door de acties van relatief kleine vlezige zoogdieren. Maar het is echt zo, op bijna elk mogelijk vlak. De oceaan zoals we die kennen – waar miljarden vissen in zwemmen – zal er tegen het einde van de eeuw compleet anders uitzien.

"Er is maar één oceaan," zoals de NOAA zegt. Hoewel de zeeën op verschillende plekken op verschillende manieren veranderen, is het één groot verbonden systeem. Afval dat aan de westkust van de VS gedumpt wordt, kan in grote afvalsoep in de Stille Oceaan terechtkomen. Vervuiling uit China drijft de zee over. Alles in de zee heeft invloed op elkaar.

Het is niet alleen dat de oceaan meer hitte absorbeert dan in de afgelopen 10.000 jaar en langzaam maar zeker stijgt. De oceaan wordt steeds zuurder. De chemische samenstelling verandert. Ecosystemen worden gehusseld, stromingen veranderen. Voor de miljarden mensen die in de buurt van de zee wonen zal de zee vijandiger worden. Overstromingen bedreigen kustplaatsen, nieuwe handelsroutes ontstaan bij het smelten van ijskappen en vissers die afhankelijk zijn van de zee moeten de constant veranderende vispopulaties bijhouden.

"In het ergste geval, het geval waarin we niets doen tot het einde van de eeuw," zegt klimatoloog Michael Mann, "gaat de oceaan lijken op een post-apocalyptische Hollywood-film. We hebben het dan over het uitsterven van vissoorten door overbevissing, enorme sterfte van ander zeeleven door verzuring en vervuiling, de totale verwoesting van koraalriffen door verzuring en opwarmend zeewater."

Om die reden is het het waard om te kijken naar de grote veranderingen die de watermassa op onze planeet doormaakt in de komende eeuw. 2100 is een mijlpaal, die in veel klimaatvoorspellingen terugkomt.

Ik ben door alle nieuwe wetenschap gaan pluizen om uit te zoeken hoe de oceaan in 2100 eruit zal zijn. Spoiler: niet zo best.

Zeespiegelstijging

De oceaan groeit. Dat komt door twee factoren; het smelten van landijs – grotendeels op de Noord- en Zuidpool – en thermische uitzetting. Water zet uit wanneer het warmer wordt. Toenemende temperatuur zorgt voor meer volume en minder dichtheid. Zo ook in de oceaan. De oceaan absorbeert zo'n 90 procent van de overtollige hitte van klimaatverandering en wordt ook nog eens gevoed door het smeltijs.

De zeespiegel stijgt dus – maar hoeveel?

Gavin Schmidt, hoofd van NASA's Goddard Instituut voor Ruimtestudies, vertelde me dat de beste vooruitblik wat betreft klimaatverandering te lezen is in het nieuwste rapport van de Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Het rapport uit 2014 is een noodzakelijke bron, omdat het een samenvatting is van al het nieuwste onderzoek op het gebied van oceaan- en klimaatwetenschap. Het rapport is redelijk conservatief, en voorspelt een stijging van 30 tot 150 centimeter voor het einde van de eeuw.

"Bij hoge emissie voorspelt het IPCC een wereldwijde stijging van 52-98 cm tegen 2100, wat de overlevingskansen van kustgebieden en eilandnaties bedreigt," legt oceanograaf en klimatoloog Stefan Rahmstorf uit. De hoogste emissie-voorspellingen wijzen meer op 1.5 meter tegen het einde van de eeuw.

"Maar zelfs met drastische emissiereductie, wordt een stijging van 26-61 cm voorspeld," merkt Rahmstorf op. "Zelfs met dit ontzettend optimistische scenario zien we een stijging van een halve meter, met serieuze gevolgen voor kustgebieden, waaronder kusterosie en overstromingsrisico's."

Dat betekent een stijging van 40 tot 100 centimeter binnen een eeuw, als de wereld zo doorgaat met broeikasgassen de atmosfeer in pompen. Het zou significant minder zijn als we plotseling drastisch emissie zouden verminderen, en dan nog zou de oceaan een halve meter stijgen. En waarschijnlijk meer.

Andere wetenschappers waarschuwen voor een veel grotere stijging. De godfather van klimaatwetenschap, James Hansen, publiceerde onlangs met 16 andere gerenommeerde co-auteurs een nieuw onderzoek. In dat onderzoek wordt voorspeld dat de gletsjers op Antarctica en Groenland 10 keer zo snel zullen smelten als verwacht en binnen vijftig jaar zorgen voor een stijging van 3 meter (het onderzoek is trouwens controversieel en is nu onder peer review). Het moge duidelijk zijn dat dat een behoorlijke ramp is voor menselijke beschaving. De meeste bevolkingscentra zijn geconcentreerd aan de kust. Veel wetenschappers denken dat we niets meer kunnen doen aan een dergelijke stijging, door het onhoudbaar smelten van de ijskappen van West-Antarctica. Maar dat zou tientallen jaren langer duren dan 2100.

Maar wat betekent dit allemaal? Hoe ziet 30 centimeter stijging eruit ten opzichte van 3 meter? Hoe moeten we dat voor ons zien? Er zijn een paar handige tools die zichtbaar maken wat de gevolgen zullen zijn. Met Floodmaps kun je de stijging invoeren en de gevolgen hiervan bekijken. Voor Nederland ziet het er niet al te best uit. Al na een stijging van een meter ziet ons landje er zo uit:

En dat verandert nauwelijks tot 5 meter stijging. Slik.

Heet water

Water kan een stuk meer hitte absorberen dan lucht, waardoor de oceaan de meeste klimaatveranderingshitte heeft opgezogen. Dit is goed voor het klimaat; de luchttemperatuur stijgt niet zo hard als wanneer we geen zee hadden gehad – en tevens ook de reden voor de "pauze" in de temperatuursstijging van de aarde. Maar het betekent ook dat de oceanen steeds warmer worden.

"De afgelopen 39 jaar is de temperatuur van de oceaan gemiddeld toegenomen met >0.1˚C per decennium in de bovenste 75 meter, en met 0.015˚C per decennium op 700 meter diepte," legt het IPCC-rapport uit. Dit klinkt als weinig, maar dat is het niet. Als de oceaan net zo hard blijft opwarmen, zal tegen het einde van de eeuw in ondiepe wateren met 1 graad Celsius zijn toegenomen. Dit is gevaarlijk voor ecosystemen en zou tropische stormen kunnen voeden.

Kleine veranderingen in de temperatuur zorgen voor het verbleken van koraal, een fenomeen dat nu al wereldwijd aan de hand is. Gecombineerd met verzuring, waar we zo nog op komen, zouden koralen tegen 2100 helemaal uitgestorven kunnen zijn. Dat is tenminste de conclusie van een onderzoek in Science uit 2012; "Bijna alle koraalriffen zullen in 2100 stervende zijn als CO2-emissie op het zelfde niveau blijft."

Warm water verdampt sneller en kan meer en krachtigere tropische stormen voeden. Gecombineerd met een hogere zeespiegel, zal de kans op overstroming in 2100 een stuk groter zijn. En hoewel de opwarmende wateren overal voor problemen zullen zorgen, zal het effect verder van de evenaar merkbaarder zijn.

"De grootste opwarming wordt gevonden op hogere breedtegraden," aldus het IPCC. Dat betekent bijvoorbeeld dat op de Noord- en Zuidpolen, waar warm water ijskappen van onderen laat smelten, dieren als walrussen en ijsberen steeds minder leefgebied krijgen.

Het Arctische gebied warmt twee keer zo snel op als het wereldwijde gemiddelde; het zou volgens voorspellingen van verschillende klimaatinstituten prima kunnen zijn dat Arctisch zee-ijs in de zomer compleet smelt. "Het wordt zelfs voorspeld dat het smelten van zee-ijs gedurende de 21ste eeuw zal versnellen, waardoor er zeer weinig zee-ijs overblijft in de zomer van 2100," aldus de NOAA.

Warmer water spreidt ook een bedje voor uitheemse diersoorten. Zo komen krabben uit het Caribisch gebied al voor in noordelijke wateren. Zeeleven wordt langzaam noordwaarts gedreven – vissen zijn op weg naar de polen. Haaien planten zich steeds noordelijker voor.

Algen bloeien steeds vaker en groter op, zoals nu aan de westkust van de Verenigde Staten. "Dit is zeker weten de grootste bloei van deze algensoort ooit," aldus professor Raphael Kudela van de University of California Santa Cruz vertelde aan CBS News.

Tenslotte komt de ergst klinkende verandering nog: een toename van dode zones, waar zuurstof zo schaars is dat er bijna niets kan leven (behalve kwallen). Het beste voorbeeld is de enorme dode zone in de Golf van Mexico; ongeveer de helft van België groot. Een aantal onderzoeken hebben opwarmende wateren gelinkt aan de toename van dode zones, dus verwacht hier in de toekomst meer over te horen.

"Elke toename van dode zones door de opwarming van de aarde duurt duizenden jaren. Ze zullen een permanent onderdeel van onze oceanen worden" vertelde Gary Shaffer van de Universiteit van Kopenhagen aan National Geographic. Zijn model "voorspelt dat opwarming van de aarde kan zorgen voor een toename van dode zones met een factor 10 tegen 2010," aldus NatGeo. "In het ergste geval zouden dode zones meer dan een vijfde van de oceanen kunnen beslaan."

Dat is in het ergste geval; waarschijnlijk zal het niet zo ver komen, maar we zullen er bijna zeker meer van gaan zien. Het komt erop neer dat naar mate de oceaan warmer wordt deze zal veranderen op radicale, onvoorziene manieren. Hoe heet denkt Gavin Schmidt dat de oceanen zullen zijn in 2100?

"Heet genoeg om een kikker te koken," zei hij. "Metaforisch gesproken." De kikker in die metafoor is volgens mij ons.

Zure bom

We zijn niet alleen aan de kook aan het raken; we lopen ook het risico op sterk verzuurde wateren. 30-40 procent van alle koolstofemissie wordt direct door de zee geabsorbeerd, waar het koolzuur wordt. Als gevolg daarvan is de pH-waarde van het oppervlaktewater 0.1 gedaald sinds de Industriële Revolutie. En nieuw onderzoek toont dat de oceanen veel, veel zuurder zullen worden in 2100 – tot 150 procent zuurder. In andere woorden: tegen het einde van de eeuw zal de zee twee keer zo zuur zijn als voor de Industriële Revolutie.

Dat vertelt Taro Takahashi, professor aan Columbia University, mij tenminste. Hij onderzoekt daar oceaanverzuring en onderschrijft volledig het onderzoek van Richard Freely uit 2009, wat een voorspelling maakte van de verzuring.

"De mate van verzuring is met name afhankelijk van de uitstoot van CO2 in de lucht. Ik ben het eens met hun voorspelling voor de hoeveelheid verzuring: het pH-niveau van het oppervlaktewater zal dalen van 8.1 naar ongeveer 7.75 in 2100 (een toename van 225 procent in de concentratie van waterstofionen)."

Als we op hetzelfde tempo koolstofdioxide blijven uitstoten, zullen we tegen het einde van de eeuw 800 ppm halen (we zitten nu op 400 ppm). In dat geval, zal "het pH-niveau van oppervlaktewater dalen van een pre-industriële 8.2 naar 7.8," aldus Freely. (Sommige nieuwere onderzoeken tonen aan dat het ook nog meer kan zijn.) Maar wat dan? Hoezo is een kleine verzuring nou zo erg?

Ten eerste zijn schaaldieren fucked. Op sommige plekken in de Stille Oceaan is het water al te zuur voor zeeslakken om een schaal te vormen. In 2100 zouden hele ecosystemen verwoest kunnen zijn; niet alleen koralen en schaaldieren, maar ook veel fauna met een exoskelet van calciumcarbonaat.

"Het niveau van CaCO3-verzadiging zou met 50 procent of meer kunnen dalen, en kouder water zou CaCO3-schelpen gaan aantasten," zegt Taro. Oh ja, en de laatste keer dat de oceanen zo zuur werden, stierf 96 procent van het zeeleven uit.

Afvaleiland en uitstervende vis

Het blijft trouwens niet alleen bij klimaatverandering en koolstof; mensen hebben ook directe invloed op de oceanen. We bedekken het oppervlak met afval, bijvoorbeeld. Drie grote papers uit 2014 probeerden de hoeveelheid afval te schatten die we in de zee hebben gedeponeerd. Zoals National Geographic uitlegt, "Er liggen 5.25 biljoen stukken plastic in de oceaan. Van die massa drijft er 269,000 ton op het oppervlak terwijl zo'n vier miljard microdeeltjes plastic de diepe oceaan vervuilen."

Top. We hebben de zeebodem en het zeeoppervlak bedekt met vuilnis, waardoor we de omgeving zelf veranderen. Stel je nu even voor hoeveel afval 85 jaar non-stop ontwikkeling en kapitalisme gaat opleveren tot 2100.

"Een recente schatting van de hoeveelheid plastic dat elk jaar in de oceaan terechtkomt kwam uit op 8 miljoen ton uit 192 verschillende landen," vertelt NOAA's Asma Mahdi me. "Die schattingen maken geen onderscheid tussen soorten plastic – dat is erg moeilijk aangezien afvalverwerking zo anders is in verschillende landen. Als dingen blijven zoals ze zijn, gaat afval onze oceanen vullen."

Als we zo doorgaan, zullen we tegen 2100 zo'n 680 miljoen ton plastic in de oceaan gedumpt hebben. Daar zal een deel van opgeruimd worden, maar een groot deel zal doorgaan met het vormen van een nieuw plastic eiland in de Stille Oceaan.

De oceaan van 2100 zal vol afval liggen.

Misschien kan het de plek innemen van de vissen, waarvan veel soorten tot uitstervens toe worden gevist. Een onderzoek van Pew ontdekte dat "90 procent van de visvoorraden overbevist of maximaal gevangen worden," en "experts zeggen dat populaties van grote roofvissen als tonijn of haaien 90 procent gedaald zijn in de afgelopen 60 jaar." Zelfs de meest angstaanjagende vis, de haai, wordt gevist tot het randje van uitsterven, volgens wetenschappers: ze schatten dat er jaarlijks zo'n 100 miljoen (!!) haaien worden gedood.

De EDF, een grote klimaatinstantie, claimt dat "van alle bedreigingen voor de oceaan, overbevissing de grootste boosdoener is op zeeleven – en mensen." Dat is waarschijnlijk waar, omdat honderden miljoenen mensen afhankelijk zijn van vis voor levensonderhoud en de manier waarop we vissen niet bepaald vriendelijk is.

Een onderzoek in Science uit 2006 toonde aan dat we hard op weg zijn om tegen 2050 een hoop vissoorten over het randje geduwd te hebben, mits overbevissing zo doorging. Tot dusver is er niets veranderd. Na zo'n instorting van een populatie zullen we nog maar 10 procent kunnen vangen ten opzichte van daarvoor. Andere onderzoeken bieden een iets hoopvoller plaatje, maar de meeste zijn het erover eens dat we vispopulaties waar wij en andere zeedieren afhankelijk van zijn, over de kling jagen.

Tegen 2100 is het moeilijk om te zeggen hoeveel vis er over zal zijn.

De oceaan in 2100

"Keer nooit je rug naar de oceaan," zei mijn vader altijd als mijn broer en ik in het water speelden. Er vallen me twee dingen op aan zijn waarschuwing – de eerste is dat we met zijn allen onze rug gekeerd hebben: we vervuilen, overvissen, verzuren en verwarmen de oceaan. We hebben per ongeluk de oceaan kapot gemaakt.

Ten tweede is het erg vreemd om na te denken over hoe de oceaan er tegen 2100 uit zal zien, ten opzichte van toen ik klein was. De generatie na ons, en die daarna, zullen opgroeien met een compleet andere oceaan dan toen ik daar stond. Hoe drastisch die verandering zal zijn, ligt grotendeels aan hoe we nu reageren.

Dat is de reden dat zelfs Dr. Mann, die me de grimmigste vooruitzichten voorschotelde, hoop koestert.

"Het goede nieuws is dat dit niet onze toekomst hoeft te zijn," zei hij. "Er is nog tijd om de oceaan te redden voor toekomstige generaties."

We zoeken trouwens nog stagiairs. Wil jij graag schrijven over alles wat met vooruitgang te maken heeft? Klik hier voor meer info.