Helium 3-patroon op bodem van oceaan loopt gelijk op met IJstijden

De ontdekking van een heliumisotoop, begraven in diepzee-sedimenten, zou wel eens een verrassend nieuw licht kunnen werpen op het merkwaardige fenomeen van de IJstijdencyclus op aarde. In Nature (7 dec.) melden onderzoekers van het California Institute of Technology dat de aanvoer van het isotoop helium-3 in het bodemslib van de Mid-Atlantische Rug een cyclus van zo'n 100.000 jaar vertoont. Het klimaat op aarde lijkt in de afgelopen miljoen jaar een zelfde cyclus van zo'n 100.000 jaar te hebben gevolgd, waarbij korte, warme tussenijstijden zo eens in de honderd jaar werden afgewisseld door de IJstijden. We zitten nu weer in een van die warmere tussenijstijden.

Uiteraard is met deze ontdekking nog lang geen hard bewijs geleverd voor een echt verband tussen de heliumafzettingen en de klimaatscyclus, maar de onderzoekers kunnen zich daarbij wel een intrigerend mechanisme voorstellen. Eerder werd de klimaatscyclus van zo'n 100.000 jaar in verband gebracht met de baan van de aarde om de zon. Het meeste helium-3 dat in de diepzeeklei werd aangetroffen was afkomstig van interplanetaire stofdeeltjes. Mogelijk wordt de hoeveelheid stof die de aarde bereikt beïnvloed door veranderingen in de baan van de aarde om de zon. Een miljoen jaar geleden, toen de IJstijden begonnen, tekende zich ook een scherpe toename af van de hoeveelheid helium-3 die op de zeebodem belandde. Of het een nu een gevolg is van het ander, of andersom, blijft vooralsnog onduidelijk.

In de bodemmonsters, afkomstig van het Deep Sea Drilling Project, kan men de geschiedenis aflezen van het opslibben van de oceaanbodem. De onderzoekers analyseerden het heliumgehalte van een bodemmonster van 9 meter, waarin de sedimentatiegeschiedenis van 245.000 tot 1,6 miljoen jaar geleden viel te bestuderen. Verder werd ook gekeken naar de gehalten aan O-18, C-13, kalk en fossiele populaties van foraminiferen (krijtdiertjes), want ook daaruit kan men een indruk krijgen van vroegere klimaatveranderingen.

In het ondezochte bodemslib bleek het gehalte aan helium-3 buitengewoon laag in verhouding tot het gehalte aan het gewone helium-4, maar toch bijna een factor 10 hoger dan in de gewone oceaanbodem, hetgeen duidt op verrijking met helium-3. Hierbij is een duidelijk cyclisch patroon aangetoond.