‘Het klimaat is op weg naar een zwart gat, maar we kunnen er nu iets aan doen’

Hij wil zijn publiek niet „helemaal depressief” naar huis laten gaan. Daarom heeft Eelco Rohling zich voorgenomen om aan het eind van zijn oratie ook nog iets positiefs te zeggen. Hij zal wat oplossingen opsommen waarmee de opwarming van de aarde is te remmen. Mensen hebben immers hoop nodig. „Anders knappen ze af”, zegt Rohling, die sinds vorig jaar april hoogleraar oceaan- en klimaatverandering is aan de Universiteit Utrecht.

Maar zelf heeft hij weinig hoop, zegt hij. „We zijn onderweg naar een zwart gat, als je het mij vraagt.”

Rohling is paleoklimatoloog. Hij onderzoekt hoe het klimaat op aarde de afgelopen tientallen miljoenen jaren is veranderd. Hoe snel verliep dat, wat waren de dominante processen, en wat betekent dat voor de opwarming nu?

We spreken elkaar drie dagen voor zijn oratie (die op 20 februari was) bij hem thuis in het Brabantse Alphen. Hij hoest veel. „Sinds ik terug ben in Nederland heb ik alle ziekteverwekkers wel zo’n beetje gehad”, zegt Rohling, die van 2013 tot vorig jaar hoogleraar was aan The Australian National University in Canberra.

Een van de belangrijkste lessen volgens hem is dat het klimaatsysteem snelle en trage processen kent. Is een periode van opwarming eenmaal in gang gezet dan kunnen de trage processen nog duizenden jaren aanhouden. Het smelten van de ijskappen, en daarmee het stijgen van de zeespiegel, is er een van. Net als de opslag van warmte in de diepzee, en het effect daarvan op de wereldwijde temperatuur. „Ook als we vandaag acuut zouden stoppen met onze uitstoot van broeikasgassen, zitten we vast aan veranderingen die nog duizenden jaren doorgaan.” Dat is waar hij zich zo’n zorgen over maakt. Prognoses gaan meestal maar tot het jaar 2100. De gemiddelde temperatuur op aarde zal dan naar verwachting ergens tussen de 1,5 en 3 graden gestegen zijn ten opzichte van het pre-industriële tijdperk. En de zeespiegel is ongeveer een meter hoger. Dan zou je kunnen denken, dat valt nog mee. „Maar het houdt niet op bij 2100. Dat is slechts een momentopname in de veel langer durende klimaatreactie op onze uitstoot.”

We zijn dat systeem nu aan het laden, met al die extra warmte

Als voorbeeld noemt Rohling de concentratie CO₂ in de lucht. Die is opgelopen van 270 ppm (parts per million) in de pre-industriële tijd tot inmiddels circa 425 ppm. De laatste keer dat de aarde zulke concentraties heeft meegemaakt, was in het Vroege Plioceen, zo’n vijf miljoen jaar geleden. Rohling: „De zeespiegel fluctueerde over periodes van tienduizenden jaren, en was toen 10 tot 20 meter hoger dan nu, met een onzekerheid tot wel 35 meter hoger. Dat is waar we tegenaan kijken. En bedenk: de veranderingen gaan wel langzaam, maar niet geleidelijk. Er zullen tussentijdse, snelle sprongen zijn van enkele meters per eeuw, die samenhangen met het uiteenvallen van gevoelige delen van de ijskappen.”

Hoe vergelijkbaar was de wereld toen met die van nu?

„Er zijn wel wat geografische verschillen, maar niet echt veel. De mens was er toen natuurlijk nog niet. Maar ik hou er niet zo van om in analogen te praten. Alle geologische perioden zijn in zeker opzicht anders dan wat er nu gebeurt. Maar we kunnen wel aflezen in welke richting het klimaat zal bewegen, wat de orde van grootte van de response zal zijn, en of er snelle sprongen zullen zijn.”

Hoe kan het dat sommige onderdelen van het klimaatsysteem zo traag reageren?

„Dat heb je met inertia, zoals we dat noemen. Je kunt het vergelijken met een goederentrein. Als je de gashendel opendraait, schiet de trein niet meteen weg. Je krijgt eerst beweging tussen alle koppelingen. De karren staan nog stil. Dan, heel langzaam, komt de hele zaak op gang. En als-ie eenmaal rijdt, krijg je ’m niet zomaar weer stilgezet.”

Kunt u dat uitleggen voor de diepzee, die u bestudeert?

„Dan moet ik beginnen bij de oceanen. Ze nemen zo’n 93 procent van de warmte op die via zonnestraling de aarde bereikt. Ze hebben ons daarmee enorm geholpen de afgelopen eeuw, anders was de opwarming nóg veel sneller gegaan.

„De bovenste 700 tot 1.000 meter van de oceanen warmt relatief snel op, in termen van eeuwen. Dat komt door directe instraling van de zon, en doordat die laag goed gemixt wordt door onder meer wind en golfslag. Maar de warmte verspreidt zich ook naar de diepzee, en dat duurt veel langer. Dat gaat via de thermohaline circulatie, een wereldwijd systeem van zeestromen, waarbij water vanaf het oppervlak naar de diepte gaat, de halve aarde rond, en weer terug aan het oppervlak komt. Zo’n rondje duurt 1.000 tot 1.500 jaar. Het oppervlak geeft dus warmte af aan de diepzee en krijgt daar koel water voor terug. Dat houdt het oppervlak redelijk koel. Maar we zijn dat systeem nu aan het laden, met al die extra warmte. Hoe warmer de diepzee, hoe minder het oppervlak afkoelt, hoe makkelijker dat oppervlak ook weer warmte afstaat aan de atmosfeer. Via dit mechanisme houdt de opwarming van de aarde nog eeuwen tot millennia aan, ook al zouden we vandaag stoppen met de uitstoot van broeikasgassen. Want dat is de tijd die oceanen nodig hebben om een nieuw evenwicht te bereiken.”

„Via de thermohaline circulatie, een wereldwijd systeem van zeestromen, houdt de opwarming van de aarde nog eeuwen tot millennia aan”

Zit dat ook in de prognoses van het IPCC, het klimaatbureau van de Verenigde Naties?

„Het IPCC heeft die trage processen op een tijdschaal van millennia nog niet meegenomen.”

Wat zou het betekenen als ze dat wel doet?

„Dat is nog onzeker, maar ik reken bijvoorbeeld veel aan de foutenmarge van paleoreconstructies. We komen er nu op uit dat temperatuurschommelingen in het verleden wellicht veel groter zijn geweest dan we tot nog toe dachten.”

Hoeveel groter?

„We kijken dan naar de zogeheten klimaatgevoeligheid. Die geeft weer hoeveel de temperatuur op aarde stijgt bij een verdubbeling van de concentratie CO₂ in de atmosfeer. Eerder vonden we dat de temperatuur dan ergens tussen de 2,3 en 4,5 graden Celsius toeneemt op tijdschalen van een eeuw of twee. Maar nieuwe analyses komen voor langere tijdschalen op ongeveer het dubbele uit, op 4,5 tot 9 graden Celsius.”

Hoe kan dat, zo’n groot verschil?

„Bij de reconstructie van vroegere klimaten gebruiken we vaak kernen die uit oceaanbodems zijn geboord, en daarin bestuderen we de foraminiferen. Dat zijn eencelligen met een uitwendig kalkskeletje. In dat skelet meten we de verhouding van twee zuurstofisotopen, ¹⁶O en ¹⁸O. ¹⁶O is lichter en verdampt makkelijker dan het zwaardere ¹⁸O. Tijdens koudere perioden bestaat de neerslag meer uit sneeuw. Die valt ook op land, en blijft daar liggen. Dus in zulke perioden wordt ¹⁶O aan de oceanen onttrokken. Dat zie je terug in die isotoopverhouding in de kalkskeletjes. Uit die verhouding kunnen we de temperatuur van de diepzee afleiden, en van daaruit de gemiddelde temperatuur op aarde. Ook zegt het iets over de hoogte van de wereldwijde zeespiegel. Op basis van die zuurstofisotoopstudies kwamen we erop uit dat bij een verdubbeling van de concentratie CO₂ in de lucht de temperatuur op aarde met 2,3 tot 4,5 graden Celsius stijgt op een tijdschaal van millennia. Maar in de berekeningen zitten onzekerheden.

„We hebben er de laatste tien jaar nieuwe analysemethoden bij gekregen. Eentje kijkt bijvoorbeeld naar de verhouding calcium en magnesium in die kalkskeletjes. Een andere methode gaat uit van zogeheten clumped isotopes. Die kijkt naar de koppeling van twee zwaardere isotopen, bijvoorbeeld ¹⁸O en ¹³C, in kalkskeletjes. Die koppeling is temperatuurafhankelijk. Met die nieuwe methoden komen we op een veel hogere klimaatgevoeligheid uit, van 4,5 tot 9 graden Celsius.

„Ik besteed nu veel tijd aan het onderzoeken van de foutenmarges van de verschillende methoden. Met een collega van de universiteit in Southampton bekijk ik of we kunstmatige intelligentie kunnen gebruiken bij het analyseren van grote databestanden.”

Er zijn allerlei technieken in ontwikkeling waarmee we CO₂ uit de lucht kunnen halen

Wat zou dat betekenen voor nu?

„Zoals gezegd is de concentratie CO₂ in de lucht opgelopen tot 425 ppm, en het stijgt nog steeds. Stel dat we over 50 jaar op een verdubbeling van het pre-industriële niveau zijn uitgekomen, dus op 540 ppm, dan is de meest waarschijnlijke schatting dat de temperatuur in het jaar 2100 wereldwijd met 5 graden is gestegen, en de nieuwe resultaten tonen aan dat het daarna nog vele eeuwen onverbiddelijk door zal stijgen. Daarom ben ik zo somber.”

Wat is dan uw optimistische noot?

„Dat we er nu iets aan kunnen doen. Allereerst door de ontbossing te stoppen, en door massaal te gaan herbebossen. Vervolgens zijn er allerlei technieken in ontwikkeling waarmee we CO₂ uit de lucht kunnen halen, en waarmee we de opname van CO₂ door de oceanen kunnen versnellen. Die staan nog wel in de kinderschoenen. Daar is nog veel ontwikkeling nodig. Maar met de huidige politieke ontwikkelingen in de wereld, zie ik dat somber in.”

U pleit er niet alleen voor dat we stoppen met het uitstoten van broeikasgassen, maar ook dat we de concentratie CO₂ in de lucht actief terugbrengen. Tot hoever?

„Tot circa 350 ppm. Dat is ook wat een klimaatwetenschapper als Jim Hansen bepleit. Dan kunnen we het ergste van de klimaatschok nog beperken.”

Delen





Mail de redactie