Uit de natuurlijke klimaatarchieven in de bodem blijkt dat het klimaat hypergevoelig is voor kleine veranderingen in zonneactiviteit. De invloed van de zon op de temperatuurtoename van de afgelopen eeuw zou zelfs wel eens sterker kunnen zijn geweest dan de invloed van het versterkte broeikaseffect. Veel politici, onderzoekers en milieuorganisaties hameren erop dat vooral menselijke invloed via CO₂-uitstoot de huidige klimaatverandering heeft veroorzaakt. Als blijkt dat dit niet klopt, zal het maatschappelijk draagvlak om de CO₂-uitstoot te verminderen sterk afnemen. Dat is een groot probleem, want beperken van het gebruik van fossiele brandstoffen en investeren in duurzame energiebronnen is ook om andere redenen hard nodig.

Veen als klimaatarchief

Veenafzettingen groeien als gevolg van de onvolledige afbraak van planten en ze vormen daarmee een natuurlijk archief van de vegetatiegeschiedenis. Stuifmeelkorrels uit de wijde omgeving raken ingebed in het veen. Ze blijven duizenden jaren bewaard en kunnen in onze tijd herkend en herleid worden tot de betreffende plantensoort of groep van soorten. Op die manier kunnen paleo-ecologen de geschiedenis van de vegetatie reconstrueren en daarmee de factoren die tot verandering in de vegetatie geleid hebben, zoals klimaatveranderingen en menselijke invloed.

De hoogvenen in Noordwest-Europa zijn bijzonder omdat ze voor de watervoorziening van de veenvormende planten geheel op regenwater zijn aangewezen. Daardoor zijn hoogvenen erg gevoelig voor klimaatveranderingen. Ruim honderd jaar geleden hebben de Scandinaviërs Blytt en Sernander daar gebruik van gemaakt en een indeling voorgesteld voor het Holoceen, de geologische periode vanaf de laatste IJstijd tot nu (de laatste 11.500 jaar). Op basis van veenprofielen onderscheidden zij achtereenvolgens het Boreaal, het Atlanticum, het Subboreaal en het Subatlanticum.

Veenafzettingen uit het Boreaal en het Subboreaal zijn meestal sterker vergaan (donkerder, meer geoxideerd) en bevatten vaak stronken van dennen en resten van struikheide. Zulke donkere lagen waren volgens Blytt en Sernander gevormd tijdens warme en droge perioden. De veenlagen uit het Atlanticum en het Subatlanticum daarentegen zijn meestal licht gekleurd, dus weinig vergaan. Ze werden volgens Blytt en Sernander gevormd tijdens koelere perioden met meer neerslag.

Uit later onderzoek weten we dat de indeling van het Holoceen van Blytt en Sernander wat al te simpel was, want er zijn veel meer klimaatveranderingen geweest (het klimaat is in feite nog nooit stabiel geweest). Overeind blijft echter dat de overgang van Subboreaal naar Subatlanticum een van de meest ingrijpende klimaatveranderingen van de afgelopen duizenden jaren is geweest. Wat dit voor Nederland betekende blijkt uit het volgende voorbeeld.

Een ramp in West-Friesland rond 850 v. Chr.

De afgelopen veertig jaar zijn verschillende afzettingen waarin de overgang van Subboreaal naar Subatlanticum aanwezig was zeer nauwkeurig onderzocht. Bij de aanleg van de dijk tussen Enkhuizen en Lelystad bijvoorbeeld kwam in 1976 onder de deels weggegraven West-Friese Omringdijk bij Enkhuizen een veenlaag aan het licht. De veenlaag bleek te zijn ontstaan door een plotselinge verhoging van de waterspiegel rond 850 v. Chr. Niet omdat de zeespiegel gestegen was, maar omdat er plotseling veel meer neerslag viel. Als gevolg daarvan ontstond er in korte tijd een groot zoetwatermoeras in een gebied dat ongeveer 600 jaar bewoond was geweest. Ook uit archeologisch onderzoek is duidelijk gebleken dat de boeren in West-Friesland vanaf 850 v. Chr. in de problemen kwamen door die plotseling stijgende grondwaterspiegel. Eerst probeerden ze zich nog te redden door op terpjes te gaan wonen en hun akkers aan te leggen op hogere delen, maar na een paar decennia moesten ze toch het veld ruimen omdat het gebied één groot moeras was geworden. In afbeelding 2 wordt in een cartoon een beeld gegeven van de ontwikkeling in de tijd.

De klimaatverandering van 850 v. Chr. had uiteraard niet alleen in Nederland gevolgen. De invloed reikte tot in Zuid-Siberië en was trouwens niet voor iedereen negatief. Zo bloeide de cultuur van het nomadische ruitervolk de Scythen in Zuid-Siberië enorm op nadat een groot gebied van een halfwoestijn in een vruchtbare steppe was veranderd.

Overgang van Subboreaal naar Subatlanticum: invloed van de zon

De klimaatverandering rond 850 v. Chr. is ook duidelijk te herkennen in hoogveenafzettingen in NW-Europa. Afbeelding 3 toont een hoogveenprofiel in Drente waarin een abrupte overgang in de veenvormende mossoorten te zien is van het donkere, zogenaamde ‘Oude Veenmosveen’ naar het ‘Jonge Veenmosveen’. Uit nader onderzoek naar fossiele plantenresten (zie afbeelding 3) bleek dat niet alleen de kleur maar ook de soortsamenstelling van het veen veranderde: de veenmossoort Sphagnum imbricatum die van een koel en vochtig klimaat houdt, werd dominant. Een combinatie van veel dateringen en een zeer gedetailleerde studie van de veenvormende planten leverde een sterke aanwijzing voor de oorzaak van de klimaatverandering rond 850 v.Chr: afnemende zonneactiviteit. De sleutel voor die aanwijzingen is koolstof-14, ook wel aangeduid als ¹⁴C. Dit is een radioactieve isotoop van koolstof die ontstaat in de atmosfeer onder invloed van kosmische straling. Via ¹⁴CO₂ dat in de fotosynthese wordt gebruikt, wordt ¹⁴C in planten en dieren vastgelegd.

Er blijken in het verleden behoorlijke natuurlijke variaties te zijn geweest in het atmosferische ¹⁴C -gehalte. Variaties die vooral worden veroorzaakt door fluctuaties in straling die afkomstig is van de zon, meer in het bijzonder de ‘zonnewind’, een door de zon geproduceerd gas van een lage dichtheid dat bestaat uit protonen en elektronen. De zonnewind is van invloed op de hoeveelheid kosmische straling die uiteindelijk in de omgeving van de aarde doordringt. Op zijn beurt is de kosmische straling bepalend voor de hoeveelheid ¹⁴C die wordt aangemaakt in de atmosfeer. Bij een minder actieve zon is er een zwakke zonnewind en dringt er veel kosmische straling door tot de aarde, en wordt er dus veel ¹⁴C gevormd. Bij een actieve zon wordt er juist weinig ¹⁴C aangemaakt.

De klimaatomslag in 850 v. Chr. met zijn afkoeling en hogere effectieve neerslag blijkt te zijn samengevallen met een sterke stijging van het ¹⁴C-gehalte in de atmosfeer, wat duidt op een duidelijk verminderde zonne-activiteit. In deze periode had de mens nog geen noemenswaardige invloed op CO₂ gehaltes in de lucht, en er zijn ook geen aanwijzingen dat er rond die tijd een plotselinge daling in CO₂ gehaltes door natuurlijke processen plaatsvond (zie ook Afbeelding 5). Het ligt daarom voor de hand verminderde zonne-activiteit als oorzaak te zien van de klimaatverandering rond 850 v.Chr.

Om de invloed van de zon op klimaatveranderingen tijdens het Holoceen te verklaren zijn er twee mechanismen die de op zichzelf vrij kleine fluctuaties in zonne-activiteit versterkt kunnen hebben. Op de eerste plaats zouden veranderingen in de intensiteit van de kosmische straling via ionisatie en de vorming van condensatiekernen voor waterdruppeltjes effect kunnen hebben op de vorming van wolken. Bij verminderde zonne-activiteit (meer kosmische straling) zou dat geleid kunnen hebben tot meer neerslag en lagere temperaturen door weerkaatsing van zonlicht. De tweede mogelijkheid (die trouwens de eerste mogelijkheid niet uitsluit) betreft het effect van de veranderende intensiteit van de ultraviolette (zonne)straling op de vorming van ozon in de stratosfeer en daarmee op de absorptie van zonnewarmte. Als gevolg daarvan kunnen luchtstromingen veranderen, en daarmee de temperatuur en de neerslag.

De samenhang tussen een toegenomen atmosferisch ¹⁴C gehalte ten gevolge van verminderde zonne-activiteit en de klimaatverandering rond 850 v.Chr. staat niet op zichzelf. De laatste jaren zijn er vele wetenschappelijke artikelen gepubliceerd waaruit blijkt dat verandering in zonne-activiteit ook tijdens andere perioden ingrijpende effecten heeft gehad op het klimaat. De Franse onderzoeker Michel Magny heeft aangetoond dat de hoogte van de waterspiegels in meren in Zuidoost-Frankrijk gedurende het Holoceen voortdurend veranderde in samenhang met de fluctuerende zonne-activiteit. Ook onderzoek aan afzettingen die afkomstig zijn uit grotten in Oman, en boringen in de afzettingen in het noordelijke deel van de Atlantische Oceaan wijzen er op dat het klimaat buitengewoon gevoelig is voor kleine veranderingen in zonne-activiteit. En dit betreft perioden van ver voor de industriële revolutie, toen er nog geen sprake kon zijn van een versterkt broeikaseffect veroorzaakt door de mens.

De huidig klimaatverandering: de rol van de zon versus de rol van CO2

Er zijn sterke wetenschappelijke aanwijzingen dat stijgingen van atmosferische CO₂ concentraties in het verleden het gevolg waren van klimaatverandering (opwarming). Bij afkoeling daalde het CO₂-gehalte weer. In de media wordt bijzonder veel aandacht gegeven aan CO₂ als veroorzaker van de klimaatverandering van de afgelopen eeuw. Door de eenzijdige focus op CO₂ gaan we voorbij aan de bron van bijna alle warmte op aarde en de reden dat we op onze planeet überhaupt een leefbaar klimaat hebben: de zon.

Er zijn zeer sterke aanwijzingen dat fluctuaties in zonne-activiteit een belangrijke sturende factor zijn geweest bij klimaatveranderingen in het verleden. Het klimaat is een buitengewoon ingewikkeld systeem en het is op dit moment nog onduidelijk welk aandeel de mens heeft gehad in de temperatuurstijging van de vorige eeuw (toen de activiteit van de zon uitzonderlijk hoog werd). Het is dan ook de vraag of de eenzijdige nadruk die de laatste jaren wordt gelegd op een versterkt broeikaseffect vanwege extra CO₂, wel terecht is. Wetenschappers die de processen op de zon bestuderen verwachten in de komende jaren een aanzienlijke teruggang in de activiteit van de zon. Dan zal er meer duidelijkheid kunnen komen over de afzonderlijke bijdragen van CO₂ en van de zon bij klimaatverandering.

Implicaties voor ‘klimaatbeleid’

Op dit moment wordt vaak ten onrechte de indruk gewekt dat alleen CO₂ de oorzaak van klimaatverandering is. Een treffend voorbeeld is het rapport “Arctic Climate Impact Science – An update since ACIA” van het Wereld Natuurfonds (WNF) dat in april 2008 verscheen. Uit het rapport blijkt dat de gevolgen van klimaatverandering op de Noordpool zich veel sneller voltrekken en veel groter zijn dan door de wetenschap is voorspeld. Het snelle afsmelten van het poolijs is uitgebreid in het nieuws geweest [zie ander kennislink artikel van Boris Jansen]. Naar aanleiding van het zeer snel smelten van het poolijs trekt de algemeen directeur van het WNF, Johan van de Gronden, de volgende conclusie: “Een van de belangrijkste taken ligt hier bij ons. Met het drastisch terugdringen van onze CO₂-uitstoot kunnen we verdere opwarming van de aarde tegengaan”. Maar die bewering klopt niet. Als duidelijk is dat de gevolgen van klimaatverandering op de Noordpool vele malen groter zijn dan de wetenschap heeft voorspeld, dan is de enige conclusie die je kunt trekken dat wetenschappers nog niet voldoende begrijpen hoe klimaatverandering werkt. En dat we dus ook niet weten wat precies de rol van CO₂ is. Zolang dat het geval is, weten we ook niet zeker hoe we klimaatverandering kunnen tegengaan en of we die wel kunnen tegengaan!

Nu kan men natuurlijk stellen dat, zolang we het niet zeker weten, we beter maar het zekere voor het onzekere kunnen nemen en onze CO₂ uitstoot dus moeten verminderen. Er zijn in elk geval ook heel goede andere redenen om minder CO₂ te produceren. Zo zorgt de verhoogde CO₂ concentratie in de lucht voor verzuring van de oceanen [zie ander kennislink artikel van Boris Jansen]. Daarnaast is onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen een belangrijke oorzaak voor politieke spanningen in de wereld. Fossiele brandstoffen worden schaars en zijn op een gegeven moment gewoon op, waardoor we hoe dan ook op andere energiebronnen zullen moeten overgaan. Vermindering van het gebruik van fossiele brandstoffen zal ook leiden tot minder luchtvervuiling. Bovendien kunnen we olie beter gebruiken als grondstof dan als brandstof.

Kortom: minderen wat betreft het gebruik van fossiele brandstoffen is hard nodig, maar we moeten om dat te bereiken wel de juiste argumenten gebruiken. De wal zou het schip kunnen keren als blijkt dat vooral de zon de opwarming van het klimaat heeft veroorzaakt. Als dat het geval blijkt te zijn dan zullen mensen zich bedrogen voelen en zal daardoor de motivatie om de CO₂ productie te verminderen kunnen verdwijnen als sneeuw voor de zon. Met andere woorden: energiebeleid is een noodzaak, maar het etiket ‘klimaatbeleid’ is mogelijk onzinnig en kan in de nabije toekomst contraproductief werken.