Hawaii wordt gewoonlijk niet geassocieerd met een ijskap, maar daarvan is wel degelijk sprake geweest, in ieder geval gedurende de laatste ijstijd. Dat blijkt uit grote brokken gesteente die op de top van de vulkaan Mauna Kea zijn aangetroffen. Geochemische analyse van deze brokstukken onthult een aantal interessante feiten over het vroegere klimaat dat op Hawaii heerste, althans op de top van deze vulkaan die zo’n 10 km hoog oprijst vanaf de oceaanbodem en waarvan ongeveer 4 km boven water. Met zijn hoogte van 10 km is het in wezen de grootste vulkaan op aarde; haast vanzelfsprekend vormt de Mauna Kea dan ook de hoogste top van Hawaii.

De Mauna Kea op Hawaii, met (achtergrond) rode vulkanische gesteenten en (voorgrond) grijs glaciaal materiaal.

Oregon State University, Corvallis

IJskap

Momenteel is er geen ijs meer aanwezig op deze enorme vulkaan, maar in het verleden strekte zich daarop een ijskap uit die op het hoogtepunt van de laatste ijstijd, zo’n 21.000 jaar geleden, een geschatte omvang had van circa 70 km². Toen het klimaat warmer werd, begon het ijs te smelten en werd de ijskap kleiner, maar omstreeks 15.400 jaar geleden begon de ijskap opeens weer te groeien; hij bereikte zelfs bijna weer zijn eerdere maximale grootte. Die ontwikkeling viel samen met een grote verandering in het circulatiepatroon van de noordelijke Atlantische Oceaan. Die verandering betekende een belangrijke afname van de hoeveelheid warmte die door het water vanuit de tropen naar het noorden werd vervoerd.

Oceaancirculatie en neerslag

We weten allemaal hoe de Warme Golfstroom het huidige klimaat in Europa aanzienlijk plezieriger maakt dan op grond van de geografische breedte verwacht zou mogen worden; dat warmtetransport door de Warme Golfstroom is in het niet eens zo verre geologische verleden een aantal malen onderbroken geweest. Daarbij bleven de klimaateffecten echter niet tot de Europese kant van de Atlantische Oceaan beperkt; het gold ook voor de Amerikaanse kant, en zelfs voor veel andere plaatsen, zoals Hawaii waar de ijskap op de Mauna Kea zich dus weer kon uitbreiden. Dat kwam overigens niet alleen door een afname van de temperatuur, maar ook door een toename van de neerslag (in de vorm van sneeuw): de hoeveelheid neerslag op de Mauna Kea nam 15.400 jaar geleden toe tot het drievoudige van de huidige hoeveelheid. Dat kan niet worden verklaard door toegenomen verdamping van zeewater; de onderzoekers nemen aan dat Hawaii destijds door veel frequentere regenstormen vanuit het noorden werd geteisterd dan nu.

Onderzoeker Peter Clark op een vlakte aan de voet van de Mauna Kea met glaciaal puin.

Oregon State University, Corvallis

Helium

De ijsbedekking van de top van de Mauna Kea kon worden vastgesteld met behulp van helium-isotopen in de blokken puin die de gletsjer op de top heeft achtergelaten; de verhouding tussen de verschillende helium-isotopen is een maat voor de tijd dat het gesteente aan de atmosfeer is blootgesteld en dus ook tot wanneer ze in het ijsdek opgesloten hebben gezeten. Met het vaststellen van het bestaan van een vroegere ijskap op de Mauna Kea kunnen nu ook velden met puin worden verklaard; die moeten door het ijs of door smeltwaterstromen zijn achtergelaten. Dat het bestaan van een vroegere ijskap op de Mauna Kea kon worden gereconstrueerd, is min of meer toeval. De vulkaan slaapt namelijk, terwijl veel andere vulkanen op Hawaii actief zijn. Daar zijn alle sporen van een vroegere ijsbedekking inmiddels door de vulkanische activiteit verdwenen.