Temperatuurschommelingen tijdens de IJstijden onverwacht groot

Samenwerking tussen organisch chemici van de Universiteit van Bristol en geologen van de Universiteit van Kiel opent veelbelovende mogelijkheden voor het inzicht in het klimaat gedurende het laatste ijstijdvak.

Kennis daarvan berust tegenwoordig in de eerste plaats op de verhouding van de zuurstofisotopen ¹O6 en ¹O8 in de kalkschalen van de eencellige foraminiferen in oceanische sedimenten. Langs deze weg is vijftien jaar geleden overtuigend aangetoond dat de schommelingen van het klimaat binnen het ijstijdvak beheerst worden door periodieke veranderingen in de omloop van de aarde om de zon met frequenties in de orde van grootte van 100.000, 40.000 en 20.000 jaar.

Een nieuwe techniek maakt het mogelijk klimaatschommelingen van kortere duur te bestuderen. De Britse en Duitse onderzoekers keken naar de wisselende samenstelling van alkenonen, lange koolstofmoleculen die voorkomen in Prymnesiophyceae, een familie van algen (Nature, 2 april). De mate waarin de molecuulketens onverzadigd zijn, is afhankelijk van de temperatuur in de bovenste waterlaag waarin de algen groeien.

Een boring van het Ocean Drilling Program, verkregen voor de Afrikaanse westkust bij Ras Nouadhibóu (Kaap Blanc, Mauritanië) met een waterdiepte ruim 2200 meter, heeft een boorkern opgeleverd die de laatste 650.000 jaar omvat, d.w.z. van het pleistocene ijstijdvak het laatste derde deel waarin ook de drie grote continentale vergletsjeringen van Europa vallen.

Als gevolg van de aflandige passaat komt hier koud dieptewater naar de oppervlakte, waardoor de temperatuurschommelingen in de loop van het jaar gering zijn. De hoge sedimentatiesnelheid, 1,5 à 2 cm per eeuw maakt het mogelijk een zeer gedetailleerd beeld van het verloop van de temperatuur te verkrijgen. Daarbij kunnen ook kleine schommelingen van korte duur, in de orde van grootte van een eeuw, achterhaald worden. Met behulp van zuurstofisotopen is dit niet mogelijk.

Passaat

Het verschil in temperatuur van het oppervlaktewater tussen glaciale en interglaciale omstandigheden (ijstijden en tussenijstijden) bedroeg meer dan 6ß8C. Dit is een onverwacht groot verschil voor een gebied op deze breedte (20ß8 N.Br.) in een gordel van opstijgend dieptewater.

De verklaring wordt gezocht in wisselende windkracht van de passaat. Deze was blijkbaar in de glacialen aanzienlijk groter dan in de interglacialen. Het illustreert nog eens hoe ingewikkeld het klimaatregime van een ijstijdvak is, met zijn afwisseling van glaciale en interglaciale omstandigheden.

Bijzondere belangstelling hadden de onderzoekers voor de wijze waarop zich de overgang voltrekt van glaciale naar interglaciale omstandigheden. Hier konden kortstondige fluctuaties worden aangetoond van 2ß8 à 3ß8 C verschil in 300 jaar. Aan het einde van de laatste ijstijd, bij de overgang naar het huidige, onvoltooide, interglaciaal (Holoceen), waren zulke fluctuaties al langer bekend, o.a. uit floristische gegevens van het land, en uit het Groenlandse ijs. De markantste staat bekend als Jonge Dryastijd, een merkwaardige terugval in de ontwikkeling van de temperatuur omstreeks 11.000 jaar geleden.

Een vergelijkbare koude onderbreking is nu ook aangetoond bij de overgang van het vorige interglaciaal (Eem-interglaciaal), ca. 127.000 jaar geleden. De Jonge Dryastijd blijkt geen op zichzelf staande gebeurtenis te weerspiegelen, maar is inherent met de klimaatverandering naar een interglaciaal. Astronomische factoren komen voor een verklaring niet in aanmerking. Eerder valt te denken aan plotselinge toevoer van koud smeltwater in de noordelijke Atlantische Oceaan.

In hoeverre de temperatuurschommelingen van 2ß8 à 3ß8 C in 300 jaar een ritmisch karakter hebben, is nog niet duidelijk. Het is mogelijk dat er naast astronomische factoren nog een ritme met een hogere frequentie, van ca. 600 jaar, bestaat. In ieder geval is duidelijk dat het onderzoek van alkenonen uit algen nieuwe wegen opent in het onderzoek van kortstondige klimaatschommelingen. De actuele betekenis daarvan kan moeilijk overschat worden.