Het laatste Krijt (80-66 miljoen jaar geleden) was warm. Heel warm. In Nederland lag bijvoorbeeld een tropische zee waarin koralen groeiden. Schattingen gaan uit van 6-8°C warmer dan tegenwoordig wereldwijd gesproken. De CO₂ concentratie in de atmosfeer was vele malen hoger dan tegenwoordig. Op de Noordpool zou het zelfs 15°C zijn geweest. Maar klopt dit wel? Nee, zegt gloeiend nieuw onderzoek van de Brit Andrew Davies en collega’s in Nature. Het was helemaal niet zo warm op de Noordpool. De wetenschappers voeren bewijzen aan voor zeeijs in het winterseizoen.

Diatomeeën

De onderzoekers wisten drie boorkernen (CESAR-6, Fl-437, en FL-533) te bemachtigen. Deze kernen zijn geschoten in de oceaanbodem van de Noordpool, om precies te zijn op de Alpha bergrug. In de loop van de aardse geschiedenis zijn hier vele meters sediment samengepakt. De boorkern bevatte sedimenten van de late Krijt-periode, zo ongeveer 70 miljoen jaren geleden.

De positie waar de boorkernen zijn genomen. De boorkernen liggen overigens niet dichtbij elkaar, maar 160 km uiteen. Zo konden de wetenschappers ontdekken of het om een lokaal of meer regionaal fenomeen ging.

NOAA

Op het eerste gezicht lijkt er in een boorkern niet veel meer te zien dan een berg fijn sediment. Onder de microscoop of zelfs peperdure SEM-microscopen, die de fijnste details naar boven halen, ziet de wereld er heel anders uit. De Britten ontdekten goed bewaard gebleven diatomeeën oftewel kiezelalgen of -wieren. Tegenwoordig bepalen deze eencelligen met een skeletje van siliciumdioxide (SiO₂) 40% van de productie in de oceanen. Deze beestjes komen in bijna alle wateren op aarde voor en zijn zeer gevoelig voor veranderingen in het milieu. Van deze eigenschappen hebben de Andrew Davies en collega’s dankbaar gebruik gemaakt.

Verschillende vormen van recente diatomeeën zichtbaar gemaakt met een SEM (Scanning Electron Microscope). Het maatstreepje is 10 micrometer voor A, B en D, en 20 micrometer voor C. Veel diatomeeën lijken op een pillendoosje.

Creative Commons

Jaarcyclus

Het sediment van de boorkernen bestond uit twee verschillende laagjes die elkaar afwisselden. In de ene laag zaten heel andere diatomeeën dan in het eerste laagje. Hoe kan dat nu?

In de lente zijn er genoeg voedingsstoffen voor de diatomeeën. Dit komt omdat tijdens de winter het diepe en ondiepe water mengen. En juist in het diepe zitten de voedingsstoffen. Tijdens de lente vindt een algenbloei plaats door deze menging. Zo raken de nutriënten in no-time op. Hierdoor dwarrelen veel diatomeeën naar de bodem in een ruststadium. In de zomer is het warm genoeg dat de oppervlaktelaag en de diepe laag niet meer mixen. Door deze stratificatie groeien er minder én andere kiezelalgen. Deze soorten zijn in hun vegetatieve fase: de fase van celdeling. Als de polaire nacht aanbreekt, is er geen licht meer om te leven. De diatomeeën zinken dan ook naar de bodem.

De twee laagjes is niet alles wat er gevonden is. Daartussenin zitten soms andere afzettingen. Sedimenten die wijzen op een koude periode…

De chlorophyll concentratie wordt gebruikt om een algenbloei aan te tonen. Vaak komt bij de kust van Noorwegen er eentje voor met vooral diatomeeën. Dit keer (in 2001) mengde zich ook een giftige alg.

NASA

Zeeijs

Onderzoek uit 2004 toonde aan het gemiddeld 15°C was op de Noordpool in het late Krijt. Nog warmer dan de huidige gemiddelde wereldtemperatuur van 14°C. Duidelijk is dat op de Noordpool geen zeeijs kan voorkomen met deze temperaturen. Later onderzoek uit 2006 kwam met een maximale zomertemperatuur van 15°C.

De Britten denken dat er wél zeeijs was op de Noordpool. Tussen sommige lagen vonden ze af en toe lenzen van ander sediment, losse sedimentkorreltjes, en dunne laagjes van zeer fijn materiaal. Dit sediment doet denken aan sediment dat vastgevroren is in ijs na een storm. Dit gebeurt vaak in de herfst in de Arctische regio van nu. Kort gezegd gebeurt er dit: de storm maakt golven, de grote golven bereiken de bodem en sediment komt weer in de waterkolom terecht. Een deel komt bij het wateroppervlak, waar zich ijs vormt. Vervolgens omsluiten de ijskristallen het sediment. Na smelt in de lente zakt het sediment naar de bodem. Wel ijs op de Noordpool dus.

Ook boomringonderzoek op Ellesmere Island ten noordwesten van Groenland laat zien dat er toen vorst was. Verdere aanwijzingen voor koude temperaturen nabij de Noordpool komen van Alaska. Onderzoek aan tanden van vertebraten kwam op een temperatuur van -10°C. Het was dus kouder dan eerst gedacht in op de Noordpool. Als de aarde verder opwarmt lijkt de Noordpool dus niet snel al haar ijs te verliezen. In de winter blijft het waarschijnlijk onbegaanbaar; in de lente een algenbloei net zoals 70 miljoen jaar geleden.

Zeeijs vormt zich hier nabij St. Matthew Island in de Beringstraat tussen Alaska en Rusland. Vergelijkbaar met het einde van de Krijt periode, maar dan in de Arctische Oceaan.

NASA

Referentie:

Davies et al., 2009. Late Cretaceous seasonal ocean variability from the Arctic. Nature 460: 254-258.

Zie ook:

• Lucht verwarmt Noordpool (Kennislinkartikel)
• Noordelijke ijszee was ooit warm en zoet (Kennislinkartikel van Bionieuws)
• Noordelijke ijszee was zeer warm tijdens het laat Krijt (Kennislinkartikel van NGV Geonieuws)
• Superbroeikas met ijskap (Kennislinkartikel)
• Kettingreactie veroorzaakte broeikas (Kennislinkartikel)
• Expeditie Broeikaswereld (Universiteit Utrecht)
• Paleoceen-Eoceen temperatuurs maximum: de oerscheet in de fossiele broeikaswereld (Kennislinkartikel)
• Diatomeeën doen aan chemische oorlogsvoering (Kennislinkartikel)