RELATIE TUSSEN CO2 EN TEMPERATUUR BESTOND VROEGER NIET

De grote variaties in de concentratie van atmosferisch CO2 in de afgelopen 500 miljoen jaar vertonen geen systematisch verband met de temperatuurschommelingen op aarde. Dat blijkt uit onderzoek van Daniel Rothman, verbonden aan het MIT (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2 april). Rothman ontwikkelde een methode om, op basis van strontium-isotopen, de CO2-concentratie in de atmosfeer tot 500 miljoen jaar terug te meten. Dat gaat veel verder dan de klassieke methode voor het bepalen van `oude' CO2-concentraties, aan de hand van de samenstelling van luchtbelletjes in ijs uit de ijskappen van Groenland en Antarctica. Die methode reikt niet verder terug dan enkele honderdduizenden jaren.

De CO2-concentratie in de luchtbelletjes toonde een verband met temperatuurfluctuaties. Toenames van de CO2-concentratie in de lucht werden voorafgegaan door temperatuurstijgingen, en omgekeerd. Met de nieuwe methode van Rothman is dit verband verdwenen.

Bij zijn onderzoek ging Rothman uit van het gegeven dat de CO2-concentratie in de atmosfeer mede wordt bepaald door magmatische activiteit (waarvan vulkanisme deel uitmaakt) en dat het klimaat (in het bijzonder de temperatuur) een sterke invloed heeft op de verwering van gesteenten, die weer invloed heeft op het CO2-gehalte in de atmosfeer.

Rothman herleidde de vroegere magmatische activiteit via de verhouding tussen de isotopen strontium-87 en strontium-86 in mariene sedimenten. Strontium-87 is afkomstig van het verval van het radioactieve isotoop rubidium-87, dat een halfwaardetijd heeft van 48 miljard jaar. Strontium-86 is geen vervalproduct. Uit de verhouding tussen deze twee isotopen in mariene sedimenten kunnen echter niet direct conclusies worden getrokken, omdat strontium niet in alle typen gesteenten even rijk vertegenwoordigd is. Daarom berekende Rothman wat het effect is van het eroderen, transporteren en elders weer afzetten van gesteentemateriaal op de verhouding van de strontium-isotopen in mariene afzettingen.

De Amerikaan bestudeerde ook de verhouding tussen koolstof-13 en koolstof-12 in kalksteen en in organische restanten in afzettingen in mariene sedimenten. Deze verhouding, die mede wordt bepaald door de CO2-concentratie in de atmosfeer, is in diverse monsters in ruime mate voorhanden voor de laatste half miljard jaar. De berekeningen geven aan dat er een significante correlatie bestaat tussen de verhouding van de twee strontium-isotopen enerzijds en de verschillen tussen de koolstofisotopenverhouding in kalksteen en marien organisch materiaal anderzijds.

Volgens Rothman bestaat er bovendien een oorzakelijke relatie tussen de berekende isotopenverhoudingen en de concentratie atmosferisch koolzuurgas. De aldus bepaalde historische fluctuaties in de atmosferische CO2-concentratie blijken niet overeen te komen met de temperatuurfluctuaties – die op veel uiteenlopende wijzen zijn bepaald. De discrepantie lijkt er volgens de onderzoeker op te wijzen dat de CO2-concentratie in de atmosfeer geen invloed heeft op de temperatuur, en zeker niet op termijnen langer dan 10 miljoen jaar.