Stofstormen komen veel voor in gebieden met weinig begroeiing. Maar op de wind kan het stof ook duizenden kilometers afleggen en zelfs in Nederland komen. In de ijstijden was er minder begroeiing aanwezig, waardoor de wind vrij spel had. Zo kon meer stof op de ijskap op Antarctica en in de oceanen terechtkomen. Stoffige ijstijden dus. Dit nieuws werd vorige week gepubliceerd in Nature en Science.

Kale vlakten

In ijstijden groeiden de ijskappen op Antarctica en Groenland en ontstonden ijskappen in noordelijk Europa, Azië en Noord-Amerika. Door de kou verhuisden bomen en planten naar lagere breedten en lieten ze kale vlaktes achter. De wind kon stof daardoor over grote afstanden transporteren, net zoals nu het geval is met stof uit de Sahara.

Met de groei van ijskappen op het land daalde de zeespiegel. In de laatste ijstijd was de zeespiegelstand zelfs 120 m lager dan tegenwoordig. Ook hierdoor kwamen enorme stukken oceaan droog te liggen. Omdat hier geen planten groeiden, kon de wind gemakkelijk stof opnemen.

Ook een afname van neerslag (koude lucht kan immers minder waterdamp bevatten), een toename van winden, een dalende grondwaterspiegel en het verplaatsen van materiaal door gletsjers bespoedigden de opname van stof door wind tijdens de ijstijden.

Stof in ijskernen

Een gedeelte van het stof van de kale vlakten in Zuid-Amerika kwam terecht op Antartica. Dit blijkt uit onderzoek aan een Antarctische ijskern (EPICA Dome C). Deze kern heeft onderdelen van wel 800.000 jaar oud en bevat sporen van acht ijstijden (glacialen), afgewisseld met warme perioden (interglacialen). In ijslagen uit de ijstijden werd maar liefst 25 keer zoveel stof dan in ijslagen uit warme perioden.

De temperatuur en de hoeveelheid stof bleken samen te hangen bij een afkoelend klimaat. Eén reden hiervoor is de vergroting van het onbegroeide oppervlak. Een tweede, mogelijke reden is een afname in neerslag. Koudere lucht kan immers minder waterdamp bevatten. Hierdoor kwam het stof minder snel op het aardoppervlak terecht en eerder op het verre Antarctica.

Stof in oceaankernen

Ook van oceaanboorkernen rond de evenaar uit de Stille Oceaan is het stofgehalte gemeten. De vier boorkernen gaan tot 500.000 jaar terug en beslaan vijf ijstijden. Het stofgehalte is bepaald met behulp van het radioactieve element thorium. De herkomst van het stof uit de Pacifische kernen is Azië en het noorden van Zuid-Amerika.

Ook hier betekende een ijstijd een toename van stof in de oceaan. In dit geval werd er 2,5 maal zoveel stof gevonden in ijstijden als in warme perioden. Nog belangrijker is dat de pieken en dalen van het stofgehalte overeen komen met de ijskern van Antarctica. De toename van stof in ijstijden komt dus op grote schaal voor, wellicht op wereldwijde schaal.

Stof beïnvloedt klimaat

In stofdeeltjes zit het mineraal ijzer, een belangrijke voedingsstof voor micro-organismen in de oceaan. Meer micro-organismen gebruiken meer koolstofdioxide (CO₂), waardoor er meer koolstof naar de diepe oceaanbodem dwarrelt. Dit betekent een afname van het broeikasgas CO₂ in de atmosfeer en dus een mogelijke temperatuursdaling. Daarnaast zorgen veel typen stof voor het dimmen van zonlicht in de atmosfeer. Veel stof is dus niet alleen een gevolg van een ijstijd maar versterkt deze ook!

Het beetje stof dat we af en toe in Nederland ontvangen en de stofstormen in de Sahara stellen dus eigenlijk niet zo veel voor in deze warme periode. Voor stofhappen in Nederland moeten we nog even wachten op de volgende ijstijd.

Hoofdreferenties:

Lambert et al., 2008. Dust-climate couplings over the past 800,000 years from the EPICA Dome C ice core. Nature 452: 616-619. Winckler et al., 2008. Covariant Glacial-Interglacial Dust Fluxes in the Equatorial Pacific and Antarctic. Science 320: 93-96.