„De vorming van de ijskap vanaf 34 miljoen jaar geleden ging snel. In zo’n 200.000 jaar is het hele continent bedekt.”

Foto Daniel Niessen

Het misverstand van Antarctica

Paleo-oceanograaf Het leek een goede theorie: Antarctica koelde af doordat Australië en Zuid-Amerika wegdreven. Maar dat klopt niet, zegt Peter Bijl.

De ijskap op Antarctica is met een oppervlak van 14 miljoen vierkante kilometer bijna zo groot als Rusland. Op sommige plekken is hij meer dan 4 kilometer dik. Dat enorme ijspakket (als het helemaal zou smelten stijgt de huidige zeespiegel gemiddeld met 60 meter) begon zich circa 34 miljoen jaar geleden te vormen. Maar wat zette dat proces in gang?

Daarover bestaat een hardnekkig misverstand, zegt paleo-oceanograaf Peter Bijl van de Universiteit Utrecht, die vroegere klimaten van Antarctica en de Zuidelijke Oceaan reconstrueert. „Jullie maakten die fout laatst ook in jullie podcast over ijstijden.”

Dat twitterde je toen inderdaad.

„Ja. Het is interessant hoe sommige oude ideeën vast blijven zitten.”

Daarom zitten we hier nu bij elkaar. Wat is dat misverstand?

„Dat de ijskap zich begon te vormen doordat Australië en Zuid-Amerika, als gevolg van platentektoniek, wegdreven van Antarctica. Dat zou de oceaanstromen zo hebben veranderd dat er een koude, snelle stroming ontstond die oostwaarts om Antarctica cirkelde, de Antarctic Circumpolar Current. Daardoor zou er geen warm water meer bij Antarctica kunnen komen, en koelde het er af. Het staat bekend als de ocean gateway hypothesis, in de jaren 70 opgesteld door James Kennett. Toentertijd leek het een heel goed en logisch idee. De theorie van platentektoniek was pas een paar jaar daarvoor algemeen geaccepteerd. Dat speelde ook mee.”

Het is interessant hoe sommige oude ideeën vast blijven zitten

Maar de hypothese klopt niet?

„Nee. Daar zijn de laatste decennia meerdere bewijzen voor gekomen. We hebben er net de vorige maand weer een gepubliceerd. Ik beschouw het als de laatste stoelpoot die onder de oude theorie vandaan is gezaagd. De eerste stoelpoot, het idee dat er een warme Golfstroom was die Antarctica warm hield, klopte al niet. Wij hebben daar in 2011 een artikel over gepubliceerd.

„Dat onderzoek baseert zich sterk op boorkernen. Je boort in de zeebodem en haalt een kolom van die bodem omhoog, dat heet een boorkern. Je hebt daarmee een honderden meters lange weergave van de sedimenten die zich door de miljoenen jaren over elkaar hebben gelegd, en zijn versteend. Je vindt er bijvoorbeeld uiteenlopende soorten dinocysten in, de slapende vormen van dinoflagellaten, dat is een grote groep zeeplankton. Aan de hand van de soorten die je aantreft, weet je bijvoorbeeld meer over de temperatuur van het water toentertijd.”

En jij hebt bij Antarctica van die boorkernen omhoog gehaald?

„Ik was in 2010 mee op een expeditie van ongeveer twee maanden. We hebben op meerdere plekken geboord, voor de kust van Wilkes Land. De langste kern ging een kilometer diep de oceaanbodem in. Hij gaat tot 54 miljoen jaar terug in de tijd. Op die ene kern heb ik een groot deel van mijn carrière gebouwd. Bizar eigenlijk.

„Voor ons onderzoek gebruikten we meer boorkernen. Daaruit leidden we af dat zich tussen 47 en 36 miljoen jaar geleden, toen Zuid- Amerika en Australië vlak bij Antarctica lagen, er vooral koudwaterdinoflagellaten rond de contactpunten van de continenten leefden.

Op die ene kern heb ik een groot deel van mijn carrière gebouwd. Bizar eigenlijk

„Op basis van de dinocysten, in combinatie met modellen voor oceaanstromingen, konden we reconstrueren dat Antarctica met gesloten zeestraten al verstoken bleef van warm water, lang voordat de ijskap ontstond.”

En wat was de volgende stoelpoot?

„Een andere misvatting is dat het wegdrijven van Australië en Zuid-Amerika overeen zou komen met het ontstaan van de ijskap. Over dat misverstand hebben we in 2013 geschreven. De vorming van de Tasmaanse zeestraat begon al rond 49 miljoen jaar geleden. De temperatuur daalde er toen zo’n 3 graden Celsius. We zien rond die tijd de dinocystsoorten in onze Wilkes-boorkernen veranderen. Datzelfde signaal vind je ook terug in de verhouding van calcium en magnesium in kalkskeletjes. Hoe kouder het water, hoe minder magnesium erin zit. En we vinden sporen van planten die erop wijzen dat de temperatuur daalde. Dus als de Tasmaanse zeestraat er 49 miljoen jaar geleden in beginsel al was, waarom duurde het dan nog 15 miljoen jaar voordat de ijskap zich begon te vormen?”

Had dat met Straat Drake te maken, de zeestraat bij Zuid-Amerika?

„Van de Straat Drake vermoeden we dat-ie ook rond 49 miljoen jaar geleden opende. Maar die straat is zo’n ellendeling om te reconstrueren. Er liggen allerlei kleine oceaanbekkens die in de loop van de miljoenen jaren anders zijn veranderd. En een deel van de oceanische korst is verdwenen door subductie [onder andere platen geschoven].”

En dan is er nog die publicatie van een maand geleden. Wat vertelt die?

„Dat heeft met de vermeende diepte van de zeestraten te maken. De gateway hypothesis ging ervan uit dat zich bij het wegdrijven van Zuid-Amerika en Australië, ten tijde van het ontstaan van de ijskap, diepe zeestraten vormden. Want, zo was de gedachte, de oceaanbodem tussen die continenten en Antarctica werd uitgerekt, en verdunde. Dus de zeestraten werden dieper. Al het onderzoek was erop gericht die verdieping te vinden. Alles werd in die richting geïnterpreteerd. Er ontstond tunnelvisie.”

Alles werd in die richting geïnterpreteerd. Er ontstond tunnelvisie

Maar die diepe zeestraten ontstonden niet?

„Daarover gaat die publicatie van april. Rond 35 miljoen jaar geleden vinden we op verschillende plekken rond Antarctica rijke afzettingen van glauconiet. Dat is een mineraal dat vooral ontstaat in wateren met een sterke stroming. Maar we denken dat het om een westwaartse stroming ging, een zogeheten countercurrent, aangedreven door sterke winden, ontstaan door klimaatafkoeling. De zeestraten werden in eerste instantie niet heel veel dieper. Er ontstond inderdaad een begin van een circumpolaire stroming, maar die was vrij zwak. De stromingskracht die hij nu heeft, kreeg hij pas na 9 à 10 miljoen jaar geleden, denken we nu.”

Is er een alternatieve theorie die het ontstaan van de ijskap verklaart?

„Een gestage daling van de concentratie CO2 in de lucht. Antarctica was 52 miljoen jaar geleden tropisch warm, er viel veel regen. We hebben voor de kust stuifmeel van de baobab gevonden. Maar daarna daalde de temperatuur gestaag. Dat weten we onder meer op basis van de verhouding van boor-isotopen in kalkskeletjes. Dat vertelt je iets over de pH van het water, dat weer correspondeert met de CO2-concentratie in de lucht.

„De vorming van de ijskap vanaf 34 miljoen jaar geleden ging snel. In zo’n 200.000 jaar is het hele continent bedekt. De temperatuur daalde wereldwijd met 3 tot 4 graden Celsius. Rond die tijd maken pinguïns en baleinwalvissen een versnelde evolutie door.”

Sinds dit jaar kijk je meer naar de huidige smelt van de ijskap op Antarctica.

„De vraag is: hoe gevoelig is de huidige ijskap voor stijging van de temperatuur, in de oceanen, in de lucht? Ik probeer te reconstrueren hoe de ijskap zich in vroegere warmere werelden heeft gedragen. De uiteindelijke vraag is niet óf we die 1 of 2 meter zeespiegelstijging krijgen, maar wanneer we die krijgen.”