De huidige CO2-concentratie in de atmosfeer nadert het hoogste niveau in de afgelopen 3,3 miljoen jaar. Toen was het meer dan 3 graden warmer en was de zeespiegel veel hoger.

Wetenschappers van de Universiteit van Southampton bestudeerden de chemische samenstelling van kleine fossielen, ongeveer zo groot als een speldenknop, verzameld uit diepe oceaansedimenten van de Caribische Zee. Zo konden ze de CO2-concentratie in de atmosfeer reconstrueren tijdens het Plioceen, zo’n 3 miljoen jaar geleden. Toen was de planeet meer dan 3 graden warmer, waren de poolkappen veel kleiner en was de zeespiegel meters hoger.

“Kennis van CO2 tijdens het geologische verleden is van groot belang”, zegt Elwyn de la Vega, hoofdauteur van de studie in Nature Scientific Reports. “Omdat die ons vertelt hoe het klimaatsysteem, de ijskappen en de zeespiegel vroeger reageerden op de verhoogde CO2-niveaus. We hebben dit specifieke interval in detail bestudeerd, omdat het geweldige contextuele informatie biedt voor onze huidige klimaattoestand”.

Isotopen

Om atmosferische CO2 te bepalen, gebruikte het team de isotopensamenstelling van het element boor, dat van nature aanwezig is als onzuiverheid in de schelpen van zoöplankton. De organismen zijn ongeveer een halve millimeter groot en hopen zich geleidelijk op in enorme hoeveelheden op de zeebodem, waar ze een schat aan informatie vormen over het vroegere klimaat van de aarde. 

De isotopensamenstelling van het boor in de schalen vertelt iets over de zuurtegraad (pH) van het zeewater waarin de organismen leefden. Er is een nauw verband tussen atmosferische CO2 en de pH van zeewater, wat betekent dat CO2 uit het verleden kan worden berekend door zorgvuldige meting van het boor in oude schelpen.

Evenwicht

“Door te focussen op een warm tijdsinterval in het verleden, toen de binnenkomende zonnestraling hetzelfde was als vandaag, kunnen we bestuderen hoe de aarde reageert op CO2-forcing”, zegt mede-onderzoeker Thomas Chalk.

“Een opvallend resultaat dat we hebben gevonden, is dat het warmste deel van het Plioceen tussen 380 en 420 deeltjes per miljoen CO2 in de atmosfeer had. Dit is vergelijkbaar met de huidige waarde van ongeveer 415 deeltjes per miljoen. Het toont aan dat we nu al op het niveau zijn dat in het verleden geassocieerd ging met een aanzienlijk hogere temperatuur en zeeniveau dan nu. Momenteel stijgen onze CO2-niveaus met ongeveer 2,5 ppm per jaar, wat betekent dat we tegen 2025 alles zullen hebben overtroffen dat we de afgelopen 3,3 miljoen jaar hebben gezien.”

De reden dat we Plioceen-achtige temperaturen en dito zeespiegel vandaag nog niet zien, is omdat het even duurt voordat het klimaat op aarde volledig in evenwicht is. De resultaten geven ons een idee van wat ons waarschijnlijk te wachten staat als het systeem zijn evenwicht bereikt, stellen de onderzoekers.