Door de huidige CO₂-uitstoot zal de atmosferische concentratie CO₂ flink toenemen. Tot maar liefst 1800 deeltjes per miljoen (ppm) in het jaar 2400 (ter vergelijking: nu is dat 390 ppm). En daarmee wordt het volgens de meeste wetenschappers ook flink warmer op aarde. Soortgelijke omstandigheden in het aardse verleden kunnen meer informatie geven over wat de aarde mogelijk in de toekomst te wachten staat. Promovenda Lucy Stap (Universiteit Utrecht) deed onderzoek naar de warme periode op aarde van 55,5 miljoen jaar geleden, maar vooral ook naar een iets jongere warme periode van 53,7 miljoen jaar geleden. Ze verdedigt haar proefschrift op 17 september.

De veranderingen in het klimaat over de afgelopen 60 miljoen jaar. Linksboven staan de warmtepieken van het Paleoceen-Eoceen temperatuursmaximum (PETM) en het Eoceen temperatuursmaximum 2 (ETM2) aangegeven.

Creative Commons

Paleoceen-Eoceen temperatuursmaximum

De superwarme periode van 55,5 miljoen jaar geleden heet ook wel het Paleoceen-Eoceen temperatuursmaximum (PETM). In korte tijd steeg de temperatuur op aarde met 8°C door een enorme hoeveelheid koolstof die in de atmosfeer terecht kwam. De duur van het PETM werd tot op heden geschat op 120.000 jaar. Een relatief kortstondige periode van extreme warmte dus. Lucy Stap vond samen met collega Lucas Lourens, op basis van boringen in de Walvis Rug in de zuidelijke Atlantische Oceaan, dat het PETM wel eens veel langer geduurd kan hebben: maar liefst 190.000 jaar.

Eoceen temperatuursmaximum 2

Elmo.

Creative Commons

Veel meer onderzoek heeft Stap gedaan naar de warme periode van 53,7 miljoen jaar geleden, oftewel het Eoceen temperatuursmaximum 2 (ETM2). Ook toen kwam er een enorme stoot koolstof in de atmosfeer terecht, maar wel langzamer dan de snelheid waarmee we nu CO₂ de atmosfeer in blazen. In sedimentkernen met daarin het ETM2 vond Stap ook de ‘Elmo’ laag. Inderdaad, vernoemd naar Elmo uit Sesamstraat. Dat is niet toevallig want het gaat hier om een rode kleilaag. In de kleilaag was 96% van het kalk opgelost ten opzichte van het kalkgehalte in andere sedimentkernen van de Walvis Rug. Kalk loste in de periode van afzetting van de kleilaag relatief gemakkelijk op omdat het water letterlijk zuurder was tijdens de ETM2 door de hoge concentraties aan CO₂.

Hoe warm?

De Walvis Rug is een onderzees gebergte ten zuidwesten van Afrika. Stap bestudeerde sedimentkernen genomen op deze rug.

NOAA

Maar hoe warm was het nu tijdens het ETM2? Ook daar keek Stap naar. Ze onderzocht de kalkskeletjes van de eencellige foraminiferen die op de bodem van de zee leefden. Deze lieten zien dat de temperatuur met meer dan 3°C steeg! Kalkskeletjes gevormd aan de oppervlaktewateren vertellen dat de temperatuur hier met 2°C rees. Ondanks dat dit nog steeds enorm veel is, is het wel minder dan tijdens het PETM.

Niet alleen de temperatuur veranderde, maar ook het neerslagpatroon. In de tropische regio nam de verdamping toe. Dit blijkt uit metingen aan het element zuurstof. In Nieuw-Zeeland viel meer neerslag, alsook in het Noordpoolgebied waar het zoutgehalte lager werd. Met andere woorden: de kringloop van het water verliep sneller tijdens het ETM2. En dat is precies wat het IPCC in haar vierde rapport uit 2007 ‘voorspelde’ voor onze toekomst. Lucy Stap promoveert op 17 september 2010 te Utrecht.

Zie ook:

• Paleoceen-Eoceen temperatuurs maximum: de oerscheet in de fossiele broeikaswereld (Kennislinkartikel)
• Kettingreactie veroorzaakte broeikas (Kennislinkartikel)
• Expeditiebroeikaswereld.nl – ‘interactieve educatieve website over (paleo)klimaat voor bovenbouw HAVO/VWO’
• Klimaatgeschiedenis wijst op belangrijke rol van de zon (Kennislinkartikel)
• Klimaatverandering (Kennislinkdossier)