Over smeltende ijskappen, Frank Deboosere en Archimedes

Frank Deboosere heeft het deze week in zijn weerpraatjes gehad over de opwarming van de aarde.
Eergisteren liet hij zien hoe de ijskappen van de noordpool de laatste decennia zijn afgenomen.
Hij had het dan niet over landijs, maar over de ijsplaten van de poolzee.
En toen zei Frank iets in de zin van: “met dat afsmelten van die poolkappen zal het zeeniveau niet stijgen. Maar als het landijs van Groenland zou gaan smelten door de opwarming, dan gaat de waterspiegel van de zee wel omhoog”.
Frank zei dat zo maar langs zijn neus weg.
”Hoe kan dat nu?” zei Mia. “Waarom doet het smelten van de poolkappen het zeeniveau niet stijgen?”
Mijn fysicahart jubelde!
Ik zag Archimedes weer uit zijn marmeren bad springen en in zijn blote flikker de Griekse kasseistenen oprennen: “Eureka, eureka, ik heb het gevonden!”


Want het is inderdaad de ouwe Griek die ons de oplossing biedt voor het raadsel.

Ik hoop dat jullie het (net als Mia) niet erg vinden dat ik hier een klein beetje fysica bovenhaal?
Voor de eenvoud stel ik een poolkap op zee voor door een ijsblokje in een bakje water:
 
Op dat blokje ijs werken 2 krachten:

1. de zwaartekracht (= het gewicht van het ijsblokje) naar beneden
   Deze kracht is in het rood aangeduid.
   Die kracht grijpt aan in het zwaartepunt. Dit is het rode punt in het midden van het gehele blokje.
   
2. de opwaartse kracht vanwege de vloeistof.
   Deze kracht is in het groen aangeduid.
   Die kracht werkt alleen op het ondergedompelde deel (=geel) van het ijsblokje. Hij grijpt daarom aan in het midden van het gele deel.
   Het is die opwaartse kracht die ons door Archimedes bekend geworden is.
   Archimedes toonde aan dat die opwaartse kracht gelijk is aan het gewicht van het water dat door het ijsblokje is weggeduwd. Dus gelijk aan het gewicht van een hoeveelheid water met hetzelfde volume als het gele deel.

Aangezien het ijsblokje drijft zijn die twee krachten aan elkaar gelijk: het ijsblokje weegt evenveel als de hoeveelheid water dat door het ijsblokje is weggeduwd.
Als het ijsblokje nu begint te smelten, verandert het gesmolten ijs in water.
Het gewicht van het ijsblokje vermindert dus, maar het blijft drijven.
Dus moet ook de opwaartse kracht evenveel verminderen.
Dus moet ook de hoeveelheid water die door het ijsblokje verplaatst wordt, even veel verminderen als de hoeveelheid water dat er door smelten is bijgekomen!
Het niveau verandert dus niet.

En wat waar is voor het ijsblokje in het bakje, is ook waar voor de poolkappen in de poolzee.
Mia had het begrepen zei ze.
Jullie ook hoop ik.

In elk geval: als er nog eens iemand praat over het stijgen van de zeespiegel door de klimaatsverandering, weet dan dat dit enkel kan door afsmelten van landijs en niet door het smelten van de poolkappen in de poolzee. 
Zeg maar dat Archimedes (en Deboosere en… Tavernier) het gezegd hebben.