De meest gedetailleerde reconstructie tot nu toe van het klimaat op aarde in de afgelopen 485 miljoen jaar laat drastische klimaatfluctuaties zien die veel groter zijn dan we dachten. Er kwamen ook aanzienlijk hogere mondiale temperaturen voor dan eerder bekend. Door gebruik te maken van meer dan 150.000 stukken fossiel bewijs, gecombineerd met geavanceerde klimaatmodellen, bevestigen de onderzoekers een sterke link tussen kooldioxide (CO₂)-niveaus en wereldwijde temperaturen. Ze tonen aan dat de aarde voor het grootste deel van haar geschiedenis veel warmer was dan nu. De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science, benadrukt de ernst van de huidige, door de mens veroorzaakte snelle klimaatverandering, die in een ongekend hoog tempo verloopt in vergelijking met natuurlijke historische patronen.
De temperatuur op aarde bereikte ooit een piek van gemiddeld 36°C (96,8°F), ver boven de huidige niveaus, wat de extreme klimaatomstandigheden in het verleden benadrukt. Emily Judd, een paleoklimatoloog van de Universiteit van Arizona en het Smithsonian, legt uit dat deze bevindingen zorgwekkend zijn in het licht van de moderne klimaatverandering. Ze merkt op dat snelle en ernstige temperatuurschommelingen door de geschiedenis heen werden gekoppeld aan catastrofale gebeurtenissen zoals massa-extincties, waaronder de Permische massa-extinctie 250 miljoen jaar geleden, toen vulkanische activiteit en stijgende CO₂-niveaus zorgden voor een stijging van de mondiale temperaturen met 10°C (18°F), wat leidde tot het uitsterven van 90% van de soorten.
Als bij de inslag van een meteoriet
De tijdlijn laat zien dat, zelfs tijdens natuurlijke opwarming, nooit eerder zulke snelle veranderingen plaats vonden als die we nu meemaken. Judd vergelijkt de huidige menselijke activiteiten met het effect van een enorme inslag van een asteroïde, gezien de snelheid en intensiteit van de klimaatschommeling.
De tijdlijn beslaat het Fanerozoïcum, dat begon met de opkomst van complexe levensvormen en doorloopt tot vandaag. Het onthult dat het klimaat van de aarde veel volatieler was dan eerder gedacht, met snelle pieken en dalingen in temperatuur. Deze bevindingen dagen oudere modellen uit die kleinere, meer geleidelijke veranderingen in het klimaat van de aarde weergaven. Opmerkelijk is dat de nieuwe tijdlijn bevestigt dat CO₂ fungeert als de “hoofdknop” die de mondiale temperaturen controleert — wanneer CO₂-niveaus stegen, stegen ook de temperaturen, en omgekeerd.
Ongeveer 485 miljoen jaar geleden bevond de aarde zich in een zogenaamde “broeikas” klimaattoestand, met gemiddelde temperaturen boven de 30°C (86°F) en zonder poolkappen. In de daaropvolgende 30 miljoen jaar daalden de temperaturen geleidelijk doordat CO₂ uit de atmosfeer werd verwijderd, wat leidde tot een “koude huis” staat rond 444 miljoen jaar geleden. Deze snelle afkoeling veroorzaakte de eerste van vijf grote massa-extincties, waarbij 85% van de mariene soorten verdwenen. Een andere dramatische opwarming vond plaats 251 miljoen jaar geleden tijdens het Perm, en werd veroorzaakt door vulkaanuitbarstingen die miljarden tonnen CO₂ in de atmosfeer brachten. Dit zorgde ervoor dat de temperaturen in slechts 50.000 jaar met 10°C (18°F) stegen. Dat leidde tot de ernstigste uitsterving in de geschiedenis van de aarde.
Niet eerder zo koel
De bevindingen van de studie benadrukken ook dat het huidige “koude huis” klimaat — gekenmerkt door poolkappen en relatief lage gemiddelde temperaturen — zeldzaam is geweest gedurende de geologische geschiedenis. Voor het grootste deel van het Fanerozoïcum overschreden de gemiddelde temperaturen 22°C (71,6°F), en poolijs was een relatief recent fenomeen. Mensen zijn geëvolueerd en gedijen tijdens de koudste periode van de afgelopen 500 miljoen jaar, maar de wereldwijde temperaturen zouden tegen het einde van deze eeuw aanzienlijk kunnen stijgen en niveaus kunnen bereiken die in 5 miljoen jaar niet zijn voorgekomen.
De onderzoekers van het Smithsonian benadrukken dat hoewel de aarde eerder warmere klimaten heeft gekend, mensen nooit in zulke omstandigheden hebben geleefd. De beschaving heeft zich ontwikkeld tijdens de huidige koelere “koude huis” conditie, en opwarming op de voorspelde schaal kan ernstige gevolgen hebben voor moderne ecosystemen en samenlevingen. Zonder significante actie om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, zouden de temperaturen tegen 2100 kunnen oplopen tot 17°C of meer — een verschuiving die de leefbaarheid van de planeet ingrijpend zou veranderen voor de mensheid.
De studie begon als onderdeel van een poging van Smithsonian-wetenschappers om een uitgebreide temperatuurtijdlijn te ontwikkelen voor hun fossielenhal. De gegevens werden verzameld uit fossielen uit de oceaan, waarbij klimaatproxies werden gebruikt om schattingen van vroegere temperaturen te maken. Fossielen van oude organismen, zoals conodonten en algen, gaven cruciale inzichten in vroegere oceaantemperaturen. Het bewijs van fossielen op land blijft echter beperkt, waardoor er enkele hiaten in de tijdlijn zijn. Om deze beperkingen te overwinnen, gebruikte het team een techniek die data-assimilatie wordt genoemd, waarbij echte bewijzen worden gecombineerd met klimaatmodellen om nauwkeurigere resultaten te produceren.
De studie roept nieuwe vragen op over hoe vroegere ecosystemen functioneerden in veel hetere klimaten en wat dat betekent voor de toekomst. Temperaturen van meer dan 50°C waren waarschijnlijk gebruikelijk in continentale binnenlanden tijdens de warmste periodes van de aarde. Maar dat gaat de tolerantieniveaus van moderne soorten ver te boven. Sommige wetenschappers zijn sceptisch over de exacte temperatuurcijfers, maar zijn het erover eens dat de studie benadrukt hoe belangrijk het is om de mechanismen die klimaatverandering aandrijven beter te begrijpen.
Uiteindelijk herinnert het onderzoek ons eraan hoe kwetsbaar het leven op aarde is in het licht van snelle milieuveranderingen. Hoewel leven eerdere klimaatcrises heeft overleefd, blijft de toekomst van de menselijke beschaving in een drastisch warmere wereld onzeker. De studie onderstreept de urgentie om klimaatverandering aan te pakken om onomkeerbare schade aan ecosystemen en menselijke gemeenschappen te voorkomen.
Lees meer bij het Smithsonian
Foto: Smithsonian, waar nu ijs ligt zwommen vroeger reptielen.
Blijf op de hoogte met de nieuwsbrief. Meld je hier aan.
( Je kunt ons ook steunen door lid te worden of te doneren )
