55 miljoen jaar geleden steeg de temperatuur op onze planeet sterk. Dit is een van de meest dramatische voorbeelden van klimaatverandering geworden. De wereld kan nooit meer hetzelfde zijn.
Eind jaren tachtig begonnen veel regeringen de kwestie van klimaatverandering onder de loep te nemen. De modder op de bodem van de oceaan voor de kust van Antarctica was een verrassing. Het bleek dat de aarde al eerder aan de opwarming van de aarde had geleden.
Wat is thermisch maximum
Ongeveer 55 miljoen jaar geleden steeg de temperatuur op aarde sterk. Net als nu heeft dit geleid tot een toename van de oceaanniveaus en zuurgraad, evenals het uitsterven van veel soorten.
Het is niet verrassend dat wetenschappers deze gebeurtenis, bekend als het Late Paleocene Thermal Maximum (PETM), beschouwen als een potentiële schat aan nuttige informatie om de huidige klimaatverandering te helpen begrijpen.
Promotie video:
We weten nu dat dit het snelste en meest dramatische geval van klimaatverandering in de geschiedenis van de aarde was. De oorzaken zijn nog steeds controversieel, maar wetenschappers trekken griezelige parallellen met de moderne omstandigheden. Maar we weten het zeker: het effect van deze verandering had verstrekkende gevolgen. Het is mogelijk dat deze gebeurtenissen de levensloop op de planeet hebben veranderd.
Waar hebben de isotopen van zuurstof en koolstof het over?
Geologen die de genoemde Antarctische afzettingen in 1980 bestudeerden, publiceerden hun bevindingen in 1991. Ze meldden dat de aanwezigheid van kleine planktonfossielen in de modder duidde op snelle temperatuurveranderingen.
Om precies te zijn, dit waren zuurstofisotopen die in deze omhulsels "opgesloten" waren. Ongeveer 55 miljoen jaar geleden nam de hoeveelheid zware zuurstof-18 in schelpen aanzienlijk toe in vergelijking met lichte zuurstof-16.
De overvloed aan zuurstof-18 is een zeker teken dat de omstandigheden warmer waren. Water verdampt gemakkelijker bij hogere temperaturen, en zuurstof-16 daarmee. Dit betekent dat het warme water meer zuurstof-18 bevatte, en het plankton dat erin leefde, had meer van dit element in de schaal.
Deze bevindingen bleken om een andere reden nuttig te zijn. Ze wezen erop waarom de oceaantemperatuur begon te stijgen. Dit kwam door de koolstof in het water.
Net als zuurstof bestaat koolstof in verschillende isotopische vormen. Hoewel het plankton was verrijkt met zuurstof-18, had het ook een toename van koolstof-12 in vergelijking met koolstof-13. Dit betekent dat het aanbod in de oceanen is toegenomen.
Het broeikaseffect miljoenen jaren geleden
Dit gebeurt meestal na de massale uitstoot van koolstofrijke broeikasgassen - kooldioxide of methaan - in de atmosfeer. Met andere woorden, het thermische maximum werd veroorzaakt door het broeikaseffect, net als de moderne klimaatverandering. Maar de huidige opwarming van de aarde is niet alleen een herhaling van een thermisch maximum. 55 miljoen jaar geleden was de aarde compleet anders.
Een van de grootste problemen van vandaag is dat de Antarctische ijskappen krimpen als gevolg van klimaatverandering. 55 miljoen jaar geleden was dat geen probleem, want ijs bestond toen nog niet. Zelfs vóór de PETM waren de temperaturen op aarde enkele graden hoger dan nu.
Hoe snel veranderde het klimaat
Sommige onderzoekers zijn van mening dat de snelheid van klimaatverandering op dat moment ook verschilt van de huidige. Aanleiding voor deze mening was een controversiële studie die in 2013 werd gepubliceerd.
Wetenschappers hebben aanvullende vondsten bestudeerd die zich 55 miljoen jaar geleden op de oceaanbodem hebben gevormd, maar dit keer in de noordwestelijke Atlantische Oceaan. Ze vonden modderstrepen waarvan men dacht dat ze zich in jaarlijkse cycli hadden gevormd. Toen ze keken naar de hoeveelheid zuurstof- en koolstofisotopen die geassocieerd zijn met PETM, ontdekten ze dat ze alleen in 13 banden werden aangetroffen. Dit betekent dat temperatuurveranderingen hebben plaatsgevonden in slechts 13 jaar.
Dit bewijst nog niet dat het thermische maximum in iets meer dan een decennium toenam en vervolgens afnam. Alle onderzoekers zijn het erover eens dat een ongebruikelijke temperatuurstijging, minstens 5 graden boven het gemiddelde, ongeveer 170 duizend jaar duurt. Maar dit betekent dat de temperatuur op aarde tijdens PETM in 13 jaar tijd met 5 graden is veranderd. In de moderne tijd zijn de temperaturen op aarde met 1 graad gestegen in vergelijking met het einde van de 19e eeuw.
Mogelijke oorzaken van thermisch hoog
Als de klimaatverandering miljoenen jaren geleden echt zo snel gebeurde, moet er een gebeurtenis hebben plaatsgevonden die zo'n opwarming zou hebben veroorzaakt. Om zo'n snelle stijging van de temperatuur op aarde teweeg te brengen, moet de atmosfeer zich in recordtijd met broeikasgassen vullen.
Misschien ligt de reden in het vrijkomen van gassen door het smelten van een enorme komeet die rijk is aan koolstof, die te dicht bij de aarde vloog. De klimaatverandering is tegenwoordig niet zo dramatisch. Maar het is belangrijk om te benadrukken: veel onderzoekers ontkennen ten stelligste dat dergelijke wereldwijde veranderingen zich in slechts 13 jaar hebben voorgedaan.
Nadelen van de 13-jarige klimaatveranderingshypothese
Dit idee heeft veel nadelen. Het belangrijkste is dat de oceaan fysiek niet in staat is om zo snel op te warmen. De oceanen van de wereld bevatten een enorme hoeveelheid water en het kost voldoende tijd om het op te warmen. Zelfs als er massaal CO2 in de atmosfeer van de aarde zou vrijkomen, zouden de oceanen binnen 13 jaar gewoon geen tijd hebben gehad om op te warmen. De atmosfeer warmt relatief snel op, maar het zal millennia duren voordat hetzelfde met de oceanen gebeurt.
Andere onderzoekers hebben gesuggereerd dat de 13 strepen op de rots eeuwen zouden moeten betekenen, in plaats van individuele jaren, als ze authentiek zijn. Het is mogelijk dat ze het resultaat waren van een boorproces dat wetenschappers gebruikten om modder te extraheren.
De meeste onderzoekers zijn ervan overtuigd dat de PETM-opwarming lange tijd heeft plaatsgevonden, maar hoe lang deze duurde, valt nog te bezien. Een schatting uit 2011 suggereert dat er meer dan 20.000 jaar koolstof in de atmosfeer is uitgestoten.
Deze langzame release is heel anders dan de moderne. Dit zou kunnen betekenen dat de broeikasgassen werden veroorzaakt door vulkanische activiteit.
Wat zeggen de vondsten in de bodem?
In 2014 is een ander onderzoek uitgevoerd. Wetenschappers hebben koolstofisotopen bestudeerd die bewaard zijn gebleven in grond die 55 miljoen jaar geleden is gevormd in wat nu Amerika is. Als oceanische neerslag PETM-omstandigheden in het water aangeeft, kan de bodem de atmosferische situatie die verantwoordelijk is voor de snelle klimaatverandering, ophelderen.
De eerder genoemde verhoogde hoeveelheid koolstof-12 is ook in de bodem opgemerkt. In dit geval zijn alle aanwijzingen dat er al 1500 jaar koolstof in de atmosfeer is uitgestoten. Het lijkt meer op moderne veranderingen. Wetenschappers schatten dat elk jaar ongeveer 1 miljard ton koolstof in de atmosfeer vrijkomt. Het huidige emissieniveau is 9,5 miljard ton per jaar. In dit licht lijkt PETM een redelijker model voor de huidige klimaatverandering.
