N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.
Klimatologie De laatste ijstijd, tot 12.000 jaar geleden, telde zo’n 25 korte warme periodes. Grotten vertellen iets over de neerslag die toen viel.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/stripped/data104855854-35b278.jpg)
Dansgaard-Oeschger-cycli heten ze, de abrupte klimaatovergangen van koud naar warm (en terug naar koud) die tijdens de laatste ijstijd tientallen keren optraden. Binnen enkele decennia kon het klimaat drastisch omslaan, met plaatselijk verschillen in gemiddelde jaartemperatuur van rond de 10 graden Celsius, waarna het vervolgens meer dan duizend jaar kon duren tot de volgende omslag.
Hoewel veranderende oceaanstromen vaak als oorzaak worden genoemd, is er nog veel onduidelijk over de cycli. Duitse klimaatwetenschappers concluderen deze week in PNAS, op basis van grottenonderzoek, dat de snelle wissels gepaard gingen met grootschalige veranderingen in neerslagpatronen.
Het onderzoek naar de Dansgaard-Oeschger-cycli kwam van de grond toen de Amerikanen in de jaren zestig van de vorige eeuw een 1.390 meter lange boorkern vanaf Groenland meenamen. In 1958 waren ze in de Groenlandse ijskap begonnen met de bouw van een Koude Oorlog-project: een in het ijs verborgen basis om nucleaire raketten te kunnen lanceren. Maar Project Iceworm faalde: de bewegingen van het ijs waren zo sterk, dat het geheime hoofdkwartier en de tunnels die in de ijskap waren aangelegd werden fijngedrukt.
Flinterdunne laagjes
In de ijskern waren flinterdunne laagjes zichtbaar. Seizoenspatronen, omdat zomersneeuw smelt en daardoor een andere textuur heeft dan wintersneeuw. De Deen Willi Dansgaard bestudeerde de verhouding van de zuurstofisotopen 16O en 18O in elke laag, en kon op basis daarvan een overzicht geven van de luchttemperatuur over de laatste 100.000 jaar.
In koudere perioden zit er relatief weinig 18O in het ijs. Het lichtere 16O verdampt makkelijker dan 18O en komt daarom veel voor in wolken. Als die wolken vervolgens uitregenen boven land, dan bevat het water op land relatief veel 16O en dat in de oceanen veel 18O. Normaal gesproken komt het water vanaf het land vanzelf terug in de oceanen via rivieren, maar in ijstijden gebeurt dat niet: dan bevriest de neerslag die op land valt in de vorm van ijs – met als resultaat dat het ijs relatief veel 16O bevat, en het zeewater veel 18O.
Samen met de Zwitser Hans Oeschger ontdekte Dansgaard dat er alleen al in de laatste ijstijd, de Weichsel-ijstijd (pakweg tussen de 115.000 en 12.000 jaar geleden) vijfentwintig maal met regelmaat een abrupte temperatuurstijging plaatsvond die gemiddeld een kleine 1.500 jaar duurde. Die warmere periodes binnen een ijstijd worden ook wel ‘interstadialen’ genoemd; de koude periodes heten stadialen.
Binnen de paleoklimaatwetenschap heerste lange tijd onduidelijkheid over veranderende atmosferische circulaties tijdens de Dansgaard-Oeschger-cycli. Om die reden besloten de Duitse auteurs voor het PNAS-artikel de zuurstofisotopenratio van 67 grotten (verspreid over alle continenten behalve Antarctica) te onderzoeken. Voor de ratio in grotten geldt een iets andere interpretatie dan voor die in ijskernen: de hoeveelheid 18O weerspiegelt er vooral de neerslagpatronen. Hoe minder 18O, des te heviger de neerslag.
In Azië was er vooral tijdens de warmere interstadialen sprake van intense buien, schrijven de onderzoekers. Mogelijk duurden de moessons ook langer. Ook in het Caraïbisch gebied regende het vooral tijdens de interstadialen. In Zuid-Amerika was er juist sprake van het tegenovergestelde: tijdens de interstadialen werd het droger. In Noord-Amerika werden vooral de zomers natter, en de winters juist droger. De metingen kwamen overeen met een computermodel.
Voor Europa was er, afgaand op het model, sprake van meer neerslag gedurende interstadialen, maar de relatieve hoeveelheid 18O in de grotten nam in die periode juist toe. De onderzoekers vermoeden dat dat komt doordat de Atlantische Oceaan nabij de Europese kust zó sterk opwarmde dat ook de hoeveelheid 18O in het zeewater (en het regenwater en het grottenwater) steeg en zo voor een afwijkende meetreeks zorgde.
Juist omdat de gevolgen van snelle klimaatverandering in hedendaagse modellen soms moeilijk zijn in te schatten is het interessant om naar vergelijkbare processen in het verleden te kijken, aldus de auteurs.
