Ooit had de poolzee kroos

Uit poolzeeijs haalden onderzoekers boorkernen omhoog met kroos erop.

Nu moeten klimaatmodellen weer worden herzien.

Zo’n 55 miljoen jaar geleden bereikte het zeewater rond de Noordpool subtropische temperaturen: er werden waarden rond de 24 graden Celsius bereikt. Een dergelijke hoge temperatuur is met de nu in gebruik zijnde klimaatmodellen met geen mogelijkheid te verklaren. Dit tast het gezag van die modellen aan. Het valt niet uit te sluiten dat het huidige versterkte broeikaseffect tot grotere opwarming zal leiden dan wordt aangenomen.

Deze conclusie valt te trekken uit het onderzoek aan een boorkern uit zeebodemslib die in het najaar van 2004 vlakbij de Noordpool omhoog werd gehaald, waarover vorige week in in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd. In de rapportage domineert de inbreng van onderzoekers van de Universiteit Utrecht en het instituut voor zeeonderzoek NIOZ op Texel.

Een andere verbluffende ontdekking, eind 2004 al informeel bekend gemaakt, is dat de poolzee rond 49 miljoen jaar geleden kennelijk zoet was of ten minste een zoete bovenlaag had waarin massaal kroos van het geslacht Azolla tot ontwikkeling kon komen. Goed herkenbare, resistente delen van de kleine drijvende plantjes werden in grote hoeveelheden in de boorkern aangetroffen.

Het geslacht Azolla (kroosvaren) bestaat tegenwoordig uit vijf soorten en geen ervan kan in zout water leven. In Nederland vindt men Azolla op veel plaatsen als een roodachtig kroos tussen het algemenere eendenkroos, maar altijd op luwe plekken. Het is een raadsel hoe het prehistorische Azolla zich op de open poolzee kon handhaven.

Het honderden meters dikke slib op de zeebodem bestaat uit de resten van planten, dieren en bacteriën die in de loop van miljoenen jaren omlaag dwarrelden. Vaak zijn ze nog goed herkenbaar. Voor de reconstructie van de destijds heersende temperaturen werd een beroep gedaan op apparatuur en expertise van het NIOZ (Jaap Sinninghe Damsté en Stefan Schouten). Daar is een spraakmakende methode (TEX86) ontwikkeld om uit de chemische samenstelling van de membranen van bepaalde bacteriën de temperatuur af te leiden waarbij die bacteriën groeiden.

Henk Brinkhuis uit Utrecht onderzocht de periode waarin Azolla floreerde, toen was het – kennelijk zoete – zeewater veel koeler, volgens TEX86 een graad of tien. Het moet een periode zijn geweest waarin veel regen viel boven Siberië en Canada en de poolzee min of meer afgesloten was van de aanvoer van zout water uit de oceanen. De continenten lagen nog niet op hun huidige positie. Met de Texelse temperatuurreconstructie viel aan te tonen dat Azolla plotseling verdwijnt als de watertemperatuur opeens een graad of drie oploopt. Het vermoeden bestaat dat dan wél warm, zout oceaanwater doordringt in de poolzee. Te zout voor Azolla.

Tijdens het bizarre temperatuurmaximum van 55 miljoen jaar geleden kwamen zelfs tropische algen in de poolzee voor. Aangenomen wordt dat de hitte ontstond door een abrupte sterke stijging van de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer: koolzuur uit vulkanen of methaan uit de diepzee.

Opmerkelijk genoeg blijkt de Noordpool tien miljoen jaar later weer zover afgekoeld dat er ijs voorkomt. Want ook daarvoor zijn bewijzen gevonden. In de boorkernen zitten, in een afzetting van 45 miljoen jaar oud, kiezelsteentjes die alleen door ijsbergen zo ver de zee in kunnen zijn gebracht. Daarmee is voor het eerst aangetoond dat de beide polen tegelijk tot het vriespunt afkoelden. Tot nu toe ging met uit van een Alleingang van de zuidpool.