66 miljoen jaar klimaatgeschiedenis ontrafeld uit oceaansedimenten

Een internationaal team van onderzoekers, waaronder professor Lucas Lourens van de Universiteit Utrecht, heeft het klimaat van de aarde tot 66 miljoen jaar terug gereconstrueerd. Hiervoor hebben ze op een boorschip sedimentkernen uit de oceaanbodem geboord, de diepzee-afzettingen geanalyseerd en samengevoegd tot een uitgebreide dataset. De nieuwe klimaatreferentiecurve van het team is gepubliceerd in het prestigieuze vakblad Science.

Night vision of the scientific drillship JOIDES Resolution. Photo: Adam Kurtz
Nachtfoto van het wetenschappelijke booreiland JOIDES Resolution. Foto: Adam Kurtz

"Ons doel was om een nieuwe referentie te creëren van het klimaat van de afgelopen 66 miljoen jaar, met data van zeer hoge resolutie en ook zeer nauwkeurig gedateerd", legt eerste auteur Thomas Westerhold uit. "We weten nu nauwkeuriger wanneer het warmer of kouder was op de planeet en we hebben ook een beter begrip van de onderliggende dynamiek".

Deze blik in het verleden is ook een blik in de toekomst. We kunnen iets leren over de duizelingwekkend snelle menselijke (antropogene) veranderingen van onze huidige eeuw door de langzame natuurlijke klimaatschommelingen die zich in miljoenen jaren voordoen. De klimaatveranderingen van de afgelopen 66 miljoen jaar kunnen als een kleurrijke streepjescode worden bestudeerd.

Foto waarop je ziet dat een boorkern aan boord wordt gedragen.
Aan boord gebrachte boorkern gedragen door de technici. Foto: International Ocean Discovery Program - JOIDES Resolution Science Operator

Over de hele wereld zijn sedimentlagen op de oceaanbodem in boorkernen opgeboord door het wetenschappelijke boorschip JOIDES Resolution. In verschillende internationaal gecoördineerde expedities zit daar meer dan vijf decennia werk in. Door het bestuderen van deze sedimenten en de microfossielen binnenin, zijn wetenschappers in staat om wereldwijde klimaatveranderingen in het verre verleden te analyseren en reconstrueren.

Ze onderzoeken bewijzen die bewaard zijn gebleven in zuurstof- en koolstofisotopen, die informatie geven over de diepzeetemperaturen in het verleden, de wereldwijde ijsvolumes en de koolstofcyclus. Deze aanwijzingen worden opgeslagen in de schelpen van micro-organismen die ooit op de zeebodem leefden. Ze vormen een archief van de klimaatomstandigheden in het verleden dat onderzoekers gebruiken om vergelijkingen te maken tussen het verleden, het heden en de toekomst.

"Ik was een wetenschappelijke deelnemer aan een van de belangrijkste expedities, nu 18 jaar geleden," zegt prof Lucas Lourens. "De data over het klimaat ouder dan 34 miljoen jaar was over het algemeen slecht. In de afgelopen twee decennia hebben wetenschappelijke boorprogramma's hun boringen gericht op oudere geologische lagen. We hebben nu een completer sedimentarchief en zijn in staat om het wereldklimaat veel gedetailleerder dan ooit tevoren te reconstrueren".

De nieuwe klimaatreferentiecurve, CENOGRID genaamd (CENOzoic Global Reference benthic foraminifer carbon and oxygen Isotope Dataset), is een reconstructie van het klimaat op aarde sinds de laatste grote uitsterving 66 miljoen jaar geleden, waarna een nieuw tijdperk, het Cenozoïcum, werd geïntroduceerd. Het is een enorme gezamenlijke inspanning van vele internationale collega's om alle boorkernen te winnen, te analyseren en samen te voegen tot een referentiecurve.

De nieuwe klimaatreferentiecurve CENOGRID
Photo of hands analysing a drill core
Analyseren van een boorkern. Foto: Lucas Lourens

De data- en leeftijdsmodellen van CENOGRID zijn radicaal verbeterd om te begrijpen welke klimaatomstandigheden er in het verleden waren, welke processen erachter zaten en hoe die zich voordeden. In het Cenozoïcum waren er vier overheersende klimaatmodi - hothouse, warmhouse, coolhouse and icehouse. Door het lange tijdsbestek van 66 miljoen jaar kan worden onderzocht of klimaatgebeurtenissen of -patronen zich herhalen en dus door natuurlijke processen worden bepaald. Of dat ze abnormaal zijn en dus een reden tot bezorgdheid.

CENOGRID kan als basis dienen voor onderzoekers wereldwijd om hun gegevens nauwkeurig te correleren binnen de context van de klimaatgeschiedenis. Met al deze nieuwe gegevens is het nu mogelijk om niet alleen het beeld van het klimaatverleden verder te verfijnen, maar ook om regionale bijzonderheden te identificeren. De auteurs benadrukken dat dit van fundamenteel belang is om de betrouwbaarheid van klimaatmodellen voor de toekomst te testen.

PublicatieWesterhold et al. 2020. An astronomically dated record of Earth’s climate and its predictability over the last 66 Million Years. Science 2020. DOI: 10.1126/science.aba6853.