Onderzoekers hebben de atmosferische kooldioxidegehaltes van de afgelopen 2,1 miljoen jaar tot in detail kunnen bepalen door de schalen van eencellig plankton te analyseren. Hun bevindingen werpen nieuw licht op de rol van CO2 in de afkoelings- en opwarmcycli van de aarde, wat het vermoeden van veel onderzoekers bevestigt dat hogere kooldioxidegehaltes samenvielen met warmere intervallen tijdens de onderzoeksperiode. Maar het sluit ook een daling van CO2 uit omdat de oorzaak is dat de ijstijden op aarde zo'n 850.000 jaar geleden langer en intenser worden.
De studie, gepubliceerd in het nummer van 19 juni van het tijdschrift Science, toont aan dat de piek CO2-niveaus in de afgelopen 2,1 miljoen jaar gemiddeld slechts 280 delen per miljoen waren; maar vandaag ligt de CO2 op 385 delen per miljoen, of 38% hoger. Deze bevinding betekent dat onderzoekers verder terug moeten kijken in de tijd voor een analoog aan moderne klimaatverandering.
In het onderzoek reconstrueerden Bärbel Hönisch, een geochemicus bij Lamont-Doherty Earth Observatory, en haar collega's de CO2-niveaus door de schalen van eencellig plankton begraven onder de Atlantische Oceaan, voor de kust van Afrika, te analyseren. Door de schelpen te dateren en hun verhouding van boorisotopen te meten, konden ze schatten hoeveel CO2 er in de lucht was toen het plankton nog leefde. Deze methode stelde hen in staat verder terug te kijken dan de precisierecords bewaard in kernen van poolijs, die slechts 800.000 jaar teruggaan.
Ongeveer 850.000 jaar geleden schakelden de klimaatcycli op aarde over van overheerst te worden door 40.000 jaarcycli, naar de sterkere 100.000 jaarcycli van de recentere tijden. De periode van 800 - 1.000 kyr geleden wordt de overgang tussen het Pleistoceen genoemd en aangezien het ritme van de baan van de aarde niet veranderde, hebben sommige wetenschappers die verschuiving toegeschreven aan dalende CO2-niveaus. Maar uit de studie bleek dat CO2 tijdens deze transitie vlak was en dat het onwaarschijnlijk was dat dit de verandering veroorzaakte.
"Uit eerdere onderzoeken bleek dat de CO2-uitstoot de afgelopen 20 miljoen jaar niet veel is veranderd, maar dat de resolutie niet hoog genoeg was om definitief te zijn", aldus Hönisch. "Deze studie vertelt ons dat CO2 niet de belangrijkste trigger was, hoewel onze gegevens blijven suggereren dat broeikasgassen en het wereldklimaat nauw met elkaar verbonden zijn."
Aangenomen wordt dat de timing van de ijstijden voornamelijk wordt bepaald door de baan en kanteling van de aarde, die bepaalt hoeveel zonlicht op elk halfrond valt. Twee miljoen jaar geleden onderging de aarde elke 41.000 jaar een ijstijd. Maar enige tijd rond 850.000 jaar geleden groeide de cyclus tot 100.000 jaar en bereikten ijskappen een grotere omvang dan in miljoenen jaren - een verandering die te groot was om alleen door orbitale variatie te kunnen worden verklaard.
Een wereldwijde daling van de CO2-uitstoot is slechts één theorie die voor de overgang wordt voorgesteld. Een tweede theorie suggereert dat oprukkende gletsjers in Noord-Amerika de grond in Canada hebben verwijderd, waardoor er dikker, langduriger ijs op de overgebleven gesteente is ontstaan. Een derde theorie stelt de vraag hoe de cycli worden geteld en vraagt zich af of er wel een transitie is opgetreden.
Door het lage kooldioxidegehalte dat door de studie in de afgelopen 2,1 miljoen jaar is geschetst, lijken moderne niveaus, veroorzaakt door industrialisatie, nog abnormaler, zegt Richard Alley, een glacioloog aan de Pennsylvania State University, die niet bij het onderzoek betrokken was.
"We weten uit veel oudere klimaatregistraties dat een grote en snelle toename van C02 in het verleden (ongeveer 55 miljoen jaar geleden) een grote uitsterving veroorzaakte van bodembewonende oceaandieren en veel schelpen oploste toen de oceaan zuur werd, " hij zei. "We gaan nu die richting op."
Het idee om het kooldioxidegehalte in het verleden te schatten met behulp van boor, een element dat vrijkomt bij uitbarstende vulkanen en wordt gebruikt in huishoudelijke zeep, werd de afgelopen tien jaar gepionierd door de co-auteur van de krant, Gary Hemming, een onderzoeker aan Lamont-Doherty en Queens College. De andere auteurs van de studie zijn Jerry McManus, ook bij Lamont; David Archer aan de Universiteit van Chicago; en Mark Siddall, aan de Universiteit van Bristol, VK.
Bron: EurekAlert
