Op vulkaanuitbarsting volgen jaren van kou en hongersnood

Na grote vulkaanerupties koelt het klimaat wereldwijd af. Dat blijkt onder meer uit ingevroren roet in poolijs.

Kratermeer op de Rinjani, een actieve vulkaan op het Indonesische eiland Lombok. De komvormige krater (caldera) ontstond bij een heftige uitbarsting in 1257. Foto Desiree Ceulemans

Plotseling intredende koude jaren in Europa en Amerika werden de afgelopen 2.500 jaar steeds voorafgegaan door een grote vulkaanuitbarsting. Dat blijkt uit een fijnmazige analyse die vandaag is gepubliceerd in Nature.

Het ergst was het in 536 n.Chr en de vijftien daaropvolgende jaren. Uit historische bronnen was al bekend dat er begin 536 opeens een grauwe sluier over Rome en Constantinopel viel, die ruim een jaar aanhield.

Een vulkaanuitbarsting is vaker als oorzaak gesuggereerd. Nu blijkt dat er twee achter elkaar waren, in 536 en in 540. Het uitgestoten roet en as in de atmosfeer blokkeerden het zonlicht. Na de eerste uitbarsting daalde de zomertemperatuur zo’n 2ºC ten opzichte van het gemiddelde in de dertig jaar daarvoor.

Vier jaar later gebeurde iets dergelijks. Weer ging er 2ºC af. Oogsten mislukten, van het Middellandse Zeegebied tot China. Er volgden hongersnoden, sociale onrust en ziekte-uitbraken. De zogenoemde pest van Justinianus (541-543) decimeerde de bevolking in grote delen van Europa, Noord-Afrika en Azië. De koudere temperaturen op het noordelijk halfrond hielden tot 550 aan.

Voor hun analyse onderzochten de wetenschappers jaarringen van bomen afkomstig van allerlei locaties over de wereld en ijskernen van Groenland en Antarctica. De dikte van de jaarringen zegt iets over de groeiomstandigheden en de hoeveelheid zonlicht. In de ijskernen zitten stoffen die een seizoensignaal geven – zoals woestijnzand (lentes) en zeezouten (winter). Ook is de temperatuur eruit af te leiden.

De kunst was om de jaarreeksen van de boomringen en ijskernen precies over elkaar te leggen. Dat deden ze aan de hand van een ijkpunt: het jaar 775. Recent onderzoek (Nature, 14 juni 2012) heeft aangetoond dat er toen uitzonderlijk veel kosmische straling de aarde bereikte. De oorzaak wordt nog betwist (een supernova, een protonenstorm vanaf de zon), maar het zorgde in ieder geval voor een duidelijk herkenbare isotopenpiek in boomringen (koolstof-14) en ijskernen (beryllium-10).

Uit de analyse volgt dat er de afgelopen 2.500 jaar 283 vulkaanuitbarstingen tot temperatuurdalingen hebben geleid. Dat is terug te zien in bomen. De onderzoekers selecteerden de 16 decennia dat de jaarringen het sterkst krompen qua groei – de oorzaak is beperkt zonlicht, gevolgd door afkoeling. Alle 16 periodes werden voorafgegaan door een grote uitbarsting minder dan een jaar daarvoor.

Van de 283 uitbarstingen vonden de onderzoekers bij ongeveer de helft alleen roet in de Groenlandse ijskernen. De verantwoordelijke vulkanen lagen dus op het noordelijk halfrond.

Van 81 uitbarstingen werd roet op beide polen gevonden. Deze vulkanen lagen waarschijnlijk in de tropen. Deze uitbarstingen beperkten de inval van zonlicht het meest, over grote breedtegraden. Bij vijf erupties kwam er meer roet in de atmosfeer dan bij de verwoestende Tambora-uitbarsting van 1815, in Indonesië: 426 en 44 voor Christus en in 540, 1257 en 1458 na het begin van Westerse jaartelling.

De uitbarsting van 536 zit niet bij die vijf. Van deze vonden de onderzoekers alleen een signaal terug in het Groenlandse ijs. De bron bevond zich waarschijnlijk in Noord-Amerika, luidt hun conclusie. Welke vulkaan de schuldige was, moet nog blijken.