2 centimeter per 1.000 jaar, daar heb je niets aan

Om het heden te begrijpen, moeten we het verleden kennen. Daarom speuren onderzoekers in zee, aarde en bomen naar sporen van het klimaat in de oudheid.

KLIMAATVERANDERING is van alle tijden. Zelfs de snelle overgang naar een warmer klimaat, die we nu meemaken, is historisch gezien geen uitzondering. Zo voltrok de overgang van de laatste ijstijd naar ons interglaciaal, het Holoceen, zich in amper vijftig jaar. Daarbij traden regionaal stijgingen op van de gemiddelde jaartemperatuur van vijf tot tien graden. Maar er is één groot verschil met eerdere klimaatveranderingen, en dat verschil is van onzeker gewicht: de menselijke invloed. Om die te kunnen wegen, willen klimatologen een zo nauwkeurig mogelijk beeld krijgen van de natuurlijke variatie van het klimaat – zónder de invloed van de mens.

De hoop is daarbij gevestigd op paleoklimatologisch onderzoek, dat natuurlijke bronnen leest als sporen van het veranderende klimaat. Geografen, geologen, biologen en archeologen ontdekken sinds een jaar of tien dat ijskernen en sliblaagjes in oceanen en diepe meren, stuifmeelresten van planten, jaarringen in bomen en schelpen een serie van verhalen over het klimaat vertellen, die op complexe wijze samenhangen.

Aardwetenschapper en oceaanonderzoeker Simon Troelstra is zo'n spoorzoeker van het klimaat. Op een tafel in zijn kamer in de Vrije Universiteit van Amsterdam ligt een brede collectie schelpen en stenen. Troelstra wijst naar de aarde, drie verdiepingen lager onder het gebouw: ,,Als jongetje fietste ik vanuit Hilversum hier naar toe, naar de Sloterplas. Toen vond ik hier subtropische schelpen: een bewijs dat het hier vroeger veel warmer is geweest dan nu.'' Als geoloog richt hij zijn onderzoek sinds een jaar of tien op steeds preciezer gedateerde reconstructie van klimaatverandering. Daarvoor baseert hij zich op de analyse van kernen van sedimenten uit de oceaanbodem bij Groenland en IJsland. Zijn eigen onderzoek in de Atlantische Oceaan vergelijkt Troelstra met onderzoek naar sedimenten van kalk in diepe meren in de Jura. Het zoeken naar de samenhang tussen ecosystemen op het land en in de oceaan beschouwt hij als ,,een van de grote uitdagingen van de paleoklimatologie''. Maar zonder problemen gaat dat niet. Zo vertonen de kalkafzettingen uit de Jura-meren een afwisseling in zwarte en witte laagjes die keurig overeenkomt met de jaarlijkse overgang van koude naar warme seizoenen. Daardoor ontstaat een beeld van jaar tot jaar, dat precies terug te volgen is over de laatste 15.000 jaar. De kernen uit de oceaanbodem geven evenwel een veel ruwer beeld. Troelstra: ,,In grote delen van de Noord-Atlantische Oceaan is de sedimentatie maar 2 centimeter per 1.000 jaar. Daar heb je niets aan. We moeten zoeken naar kernen in marine gebieden waar de sedimentatie heel erg snel is gegaan. Bij de kernen die wij ten zuidwesten van IJsland en bij Groenland hebben genomen, representeert 4 meter 10.000 jaar. Dat betekent dat we voor de laatste 10.000 jaar, het Holoceen, 25 jaar per centimeter hebben. Door monsters van een halve centimeter te nemen kunnen wij een tijdsresolutie van 12,5 jaar bereiken.''

Het oceaanonderzoek heeft volgens Troelstra verschillende factoren beter in beeld gebracht. De rol van zee-ijs is bijvoorbeeld in modellen van klimaatverandering lange tijd een onbekende factor geweest, zegt hij. Doordat zee-ijs zonlicht reflecteert en functioneert als een hard schild dat de opname van CO2 door de oceanen bemoeilijkt, is het van belang de omvang en locatie van zee-ijs in het verleden te lokaliseren. ,,Zo kun je kijken naar het type sediment: is dat modder of zand? Grovere korrels zijn een aanwijzing voor veel ijsbergen.'' Ook van de rol van oceaanstromen op het klimaat ontstaat een preciezer beeld. Zo hebben Australische onderzoekers gewezen op de mogelijkheid dat de warmtepoel ten noorden van Indonesië sturend is voor de Golfstroom die over de aarde trekt. In de laatste ijstijd, toen de waterspiegel 120 meter lager lag, zou volgens hen de warme Golfstroom die over de aarde trekt worden geblokkeerd bij Indonesië – je kon lopen van Java naar Singapore. Dat hield de ijstijd in het noorden in stand.

Het zijn maar een paar factoren die door paleoklimatologisch onderzoek in beeld komen. Sommige invloeden, zoals de veranderingen in de banen en wentelingen van de aarde, werken op een schaal van tienduizenden jaren (de milankovitsj-cycli). Die lange cycli spelen door kortere cycli heen, en worden weer doorkruist door bijvoorbeeld atmosferische processen of vulkanische uitbarstingen. Troelstra: ,,Door de paleoklimatologie is het aantal belangrijke medespelers in het klimaat waar we zicht op hebben ontzettend toegenomen.'' Voor hem is paleoklimatologie de wetenschap die `teleconnnecties' aanlegt tussen factoren in verschillende delen van de wereld die van invloed zijn op het klimaat. Op den duur zou dat kunnen leiden tot een model van klimaatverandering met genoeg indicatoren om een voorspellende waarde te krijgen.

Tot nu toe is er nog geen earth system-model dat integraal rekening houdt met alle verschillende invloeden op het klimaat: oceaancirculatie, atmosferen, ijskappen, vegetatie, de factor aarde (met zijn verschuivende schollen, en vulkanisme). Ze kunnen er binnen vijf jaar wel zijn, verwacht paleoklimatoloog en modellenbouwer Hans Renssen (Université de Louvain), maar slechts op een schaal van 100.000-en jaren: ze kunnen dus nog geen rekening houden met de fluctuatie van jaar tot jaar. Voor schattingen van toekomstige klimaatveranderingen is het werken op termijnen van tienduizenden jaren nauwelijks interessant, erkent Henry Hooghiemstra, geoloog aan de Universiteit van Amsterdam. Ook hij vindt het van groot belang dat de modellen verfijnd worden. ,,Nu doen we onderzoek in gebieden waar we gemakkelijk kunnen komen. Modellen kunnen ons de probleemgebieden aanwijzen waar onderzoek nodig is.'' Hij vindt vooral data-onderzoek in de laatste tienduizend jaar van belang: ,,We weten meer van de laatste ijstijd dan van het Holoceen.''

De laatste tienduizend jaar staan bekend als een vrije stabiele interglaciale periode in het klimaat. Toch waren er wel klimaatveranderingen in deze periode, zoals de bekende Kleine IJstijd tussen 1400 en het einde van de vorige eeuw. De Amsterdamse bioloog Bas van Geel en de archeoloog Esther Jansma, van de Rijksdienst voor het Oudheidkundig Bodemonderzoek (ROB) in Amersfoort, wijzen nog een andere cesuur aan, rond 850 voor Christus. Jansma stuitte daarop bij het construeren van jaarkalenders van Nederlandse veeneiken aan de hand van hun boomringen – een andere bron van paleoklimatologisch onderzoek. Samen met Van Geel merkte zij op dat eiken in laag gelegen gebieden in Nederland tussen 850 en 650 voor Christus niet ontkiemden, hetgeen volgens hen het gevolg was van het plotseling natter worden van het klimaat. Van Geel, die bij onderzoek naar stuifmeelresten in Drenthe en Twente tot dezelfde conclusie kwam, meent dat afnemende zonneactiviteit de oorzaak was. In dezelfde periode gingen mensen in West-Friesland op terpen wonen, volgens Van Geel een aanwijzing dat klimaatfluctuaties ook in de laatste tienduizend jaar vaker van invloed waren op maatschappelijke ontwikkelingen dan gedacht.

Omgekeerd wordt de invloed van mensen op het broeikaseffect door paleoklimatologen met grote voorzichtigheid benaderd. Oceaangeoloog Troelstra: ,,De trend dat het warmer wordt, kan wijzen op menselijke invloed, maar kan ook een tijdelijk verschijnsel zijn. Er is nog geen kritische waarde overschreden binnen de historische cycli van natuurlijke klimaatschommelingen.'' Hooghiemstra: ,,Wetenschappelijk is het niet bewezen of de temperatuurverhoging nu het gevolg is van de stijgende concentratie CO2 of andersom. Maar het is natuurlijk nooit slecht om een no regret-beleid te voeren en alvast maatregelen te nemen.''

    • René Moerland