2 juli 2018

Bewijs uit ijsvrije aarde: CO2 laat poolgebieden echt sterker opwarmen

Voor het eerst hebben aardwetenschappers van de Universiteit Utrecht hard bewijs geleverd dat poolgebieden, ook toen ze nog niet door ijs en sneeuw waren bedekt, veel sterker opwarmen door een toename van CO2. Reconstructies van oceaantemperaturen uit het geologisch verleden tussen 56 en 34 miljoen jaar geleden toen beide poolgebieden van de aarde nog ijsvrij waren, tonen aan dat CO2 de temperatuurveranderingen voor de gehele planeet bepaalde. Bovendien waren de veranderingen sterker op de polen dan in de tropen. De bevindingen zijn gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Margot Cramwickel - foto: Tessa Posthuma de Boer
Margot Cramwinckel. Foto: Tessa Posthuma de Boer

Het tempo waarin het Noordpoolgebied de afgelopen decennia opwarmt is bijna twee keer zo hoog vergeleken met de rest van de aarde. Een belangrijke oorzaak voor deze opwarming is het smelten van ijs en sneeuw: het aardoppervlak wordt hierdoor donkerder en warmt nog sneller op. Er zijn echter ook andere belangrijke oorzaken voor de polaire versterking van klimaatverandering. Deze oorzaken en in welke mate ze bijdragen aan de opwarming zijn moeilijk te onderzoeken, juist vanwege de aanwezigheid van het vele sneeuw en ijs op de polen.

IJsvrije aarde

Klimaatonderzoek naar een tijdsperiode toen beide poolgebieden van de aarde nog niet met ijs waren bedekt bood echter uitkomst. Paleoklimatoloog Margot Cramwinckel, promovendus aan de Universiteit Utrecht, onderzocht klimaatveranderingen tijdens het Eoceen (56 tot 34 miljoen jaar geleden). In het begin van het Eoceen hadden de poolgebieden een subtropisch klimaat maar beide gebieden koelden in miljoenen jaren sterk af, wat uiteindelijk leidde tot de vorming van de Antarctische ijskap. Cramwinckel: “De hoofdreden voor de afkoeling tijdens het Eoceen was een grote open vraag voor wetenschappers: werd deze veroorzaakt door een afname van broeikasgasconcentraties, of konden veranderingen in oceaanstromingen de poolgebieden zo ver laten afkoelen dat het koud genoeg werd om er ijs op te laten groeien?”

Samen met collega’s reconstrueerde Cramwinckel voor het eerst de temperaturen van de tropische wateren gedurende het Eoceen, en vergeleek deze met eerder verzamelde temperaturen van poolgebieden. De resultaten laten onomstotelijk zien dat ook de tropen afkoelden. Cramwinckel: “Wij zien dat de temperatuurveranderingen van de polen en de tropen dezelfde trends laten zien –  dit betekent dat de invloed van veranderende oceaanstromen klein was. De afname van CO2 concentraties was veel belangrijker.”

Eocene temperature change
Illustratie van de Eocene temperatuursveranderingen in de tropen en op de polen, waar grotere schommelingen zichtbaar zijn. Rood: compilatie van tropische zee-oppervlaktetemperaturen. Blauw: compilatie van ijsvrije diepe-oceaantemperaturen.

Zeespiegelstijging

Het onderzoek toont verder aan dat zowel temperatuurdalingen als -stijgingen op de polen sterker waren dan in de tropen. Dit vormt hard bewijs van het bestaan van polaire versterking, het fenomeen dat een toename van broeikasgassen leidt tot een grotere temperatuurverandering in poolgebieden vergeleken met de rest van de aarde.

Cramwinckel: “Omdat in het Eoceen de poolgebieden niet met ijs waren bedekt is dit bewijs dat poolgebieden sterker opwarmen (of afkoelen) vergeleken met de rest van de wereld, zelfs zonder het smelten of aangroeien van sneeuw en ijs. We kunnen nu voor het eerst achterhalen met hoeveel. Samen met het smelten van ijs en sneeuw zal dit ook de polaire opwarming voor de toekomst bepalen. Voor laaggelegen landen zoals Nederland is dat van groot belang voor het maken van schattingen over de te verwachten stijging van de zeespiegel in de toekomst.”

Artikel

‘Synchronous tropical and polar temperature evolution in the Eocene’

Nature, 2018.

Margot J. Cramwinckel, Matthew Huber, Ilja J. Kocken, Claudia Agnini, Peter K. Bijl, Steven M. Bohaty, Joost Frieling, Aaron Goldner, Frederik J. Hilgen, Elizabeth L. Kip, Francien Peterse, Robin van der Ploeg, Ursula Röhl , Stefan Schouten, en Appy Sluijs