CO 2-schommelingen goed te meten met fossiele huidmondjes

Ook in het Plioceen en het late Mioceen, de jongste perioden van het Tertiair, (ruwweg tien miljoen jaar geleden) bestond er waarschijnlijk samenhang tussen de atmosferische CO-concentratie en het klimaat. Bovendien zijn er aanwijzingen dat de CO-concentraties toen varieerden binnen een range die niet veel afwijkt van die waarbinnen de CO-concentraties sinds het begin van industriële revolutie variëren.

Dat blijkt uit onderzoek aan fossiel bladmateriaal waarover biologen van de Rijksuniversiteit Utrecht deze week publiceren in het Amerikaanse tijdschrift Science (vol. 260, 18 juni 1993). Het is voor het eerst dat een redelijk betrouwbare indruk is verkregen van de atmosferische CO-concentraties die tijdens het Tertiair geheerst moeten hebben. CO-gegevens die worden afgeleid uit Antarctisch ijskernonderzoek gaan niet verder terug dan 160.000 jaar geleden.

Halverwege de jaren tachtig ontdekte de Britse botanicus F.I. Woodward dat er een samenhang bestaat tussen de hoeveelheid huidmondjes (stomata) die in boombladeren worden aangelegd en de kooldioxyde-concentratie waarbij dat gebeurt (Nature, 18 juni '87). Uit herbariummateriaal dat terugging tot het begin van de negentiende eeuw bleek dat het aantal huidmondjes daalt naarmate de CO-spanning stijgt. Sinds 1780 steeg de CO-concentratie van de atmosfeer ruwweg van 280 tot 350 ppmv.

Woodwards onderzoek bracht anderen ertoe ook huidmondjes in gefossiliseerde boombladeren uit Pleistoceen en Holoceen (tot 2 miljoen jaar oud) te tellen en de gevonden dichtheden te vergelijken met de trend zoals die uit herbariummateriaal naar voren komt. Een deel van de huidige flora kwam ook al in die tijd (het Kwartair) voor.

Een klein aantal recente boomsoorten blijkt zelfs al in het Tertiair bestaan te hebben. Daartoe behoort de wintereik (Quercus petraea) waarvan fossiele overblijfselen (in feite slechts de cuticula van het blad) worden aangetroffen in kleilaagjes waartoe in onze omgeving de Duitse bruinkoolgroeven bij Aken toegang verschaffen. Onderzoekers van het Laboratorium voor paleobotanie en palynologie in Utrecht hebben tellingen aan dit materiaal verricht. Eerder al hadden zij vastgesteld dat de zogenoemde "stomata-index' (de verhouding van het aantal stomata tot het aantal omringende epidermiscellen) een betere, zij het veel moeilijker te bepalen, maat was voor de CO-concentratie dan de tot dusver gebruikte "stomata-dichtheid' (aantallen per bladoppervlak). Uit vergelijkingen met tellingen aan herbariummateriaal en de uit ijsonderzoek bekende stijging van de atmosferische CO-concentratie in de laatste eeuwen viel af te leiden dat de CO-concentraties in het laatste deel van het Tertiair tussen 280 en 370 ppm geschommeld moet hebben. De hoogste CO-waarden vielen in de perioden waarin, volgens klassiek paleobotanisch onderzoek, ook het klimaat het warmst was, met dien verstande dat het toen gemiddeld veel warmer was dan nu.