Fossiele regen bewijst dat aarde broeikas was

Zo’n 2,7 miljard jaar geleden viel er op een dag rond het huidige Prieska, in Zuid-Afrika, wat lichte regen. De druppels lieten putjes achter in verse vulkanische as die later overging in tufsteen. Uit deze fossiele put hebben onderzoekers van de universiteit van Washington nu voor het eerst de luchtdruk in de toen nog zuurstofloze atmosfeer afgeleid. Deze opmerkelijke ‘meting’ werpt nieuw licht op een paradoxale situatie in het vroegere klimaat op onze planeet (Nature, 28 maart online).

De zogeheten Faint Young Sun Paradox vloeit voort uit het feit dat de zon twee tot vier miljard jaar geleden, tijdens het Archaeïcum, ongeveer 20 procent minder licht en warmte uitzond dan nu. De zon kon de temperatuur op aarde zo niet boven het vriespunt krijgen, maar toch blijkt uit geologisch onderzoek dat er toen zeeën en rivieren waren. Misschien bevatte de atmosfeer meer broeikasgassen dan nu, of was de luchtdruk veel hoger en kon daardoor meer zonnewarmte worden vastgehouden.

Om de luchtdruk in de Archaeïsche atmosfeer te bepalen, onderzochten Sanjoy Son en collega’s de putjes van regendruppels in 2,7 miljard jaar oude tufsteen in Zuid-Afrika. De grootte van deze putjes werd eertijds niet alleen bepaald door de diameter van de druppels, maar ook door de luchtdruk. Die remt regendruppels namelijk af. Door de grootteverdeling van de fossiele indrukken te vergelijken met die van huidige waterdruppels die – tijdens een nauwkeurig uitgevoerd experiment – in vergelijkbare vulkanische as vielen, kon het effect van de vroegere luchtdruk worden bepaald.

De onderzoekers vonden zo dat de luchtdruk tijdens het Archaeïcum ongeveer gelijk was aan die van nu of zelfs wat lager. Dat zou betekenen dat het alleen de atmosferische broeikasgassen waren die de aarde toen warm hielden en het effect van de zwakkere zon compenseerden. De concentratie broeikasgassen zou tot tweemaal zo hoog moeten zijn geweest als nu. De nu bepaalde luchtdruk sluit ook uit dat de temperatuur op aarde toen juist extreem hoog was, tussen de 70 en 85 graden, zoals door sommige onderzoekers is gesuggereerd. Want ook in dat geval zou de luchtdruk veel hoger moeten zijn geweest.

George Beekman