Dat hebben onderzoekers ontdekt. De ontdekking is angstaanjagend, maar kan ons ook helpen om meer grip te krijgen op ons (toekomstige) klimaat.

De aarde was zo’n drie miljoen jaar geleden (in het Plioceen) in weinig opzichten vergelijkbaar met de aarde zoals we die vandaag de dag kennen. Maar één ding was wel nagenoeg hetzelfde: de CO2-concentraties in de atmosfeer. En wetenschappers hebben nu ontdekt dat die CO2-concentraties toen leidden tot een zeespiegelstijging van wel 20 meter. Dat is te lezen in het blad Nature. Het paper onderschrijft de voorspellingen waarmee de VN in een rapport over oceanen en ijsmassa’s eerder deze week kwam.

De CO2-concentraties in het Plioceen
“Er zijn verschillende natuurlijke (oftewel niet door mensen veroorzaakte) redenen voor de hoge CO2-niveaus in het Plioceen en het heeft alles te maken met de wijze waarop de vier sectoren van onze planeet, namelijk oceanen, land, atmosfeer en biologie, de interactie met elkaar aangaan en samen de koolstofcyclus reguleren,” zo vertelt onderzoeker Paolo Stocchi, verbonden aan het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee en één van de auteurs van de studie, aan Scientias.nl. “We weten dat de atmosferische CO2-concentratie zo’n 500 miljoen jaar geleden waarschijnlijk 20 keer hoger lag dan vandaag. Daarna begon de CO2-concentratie terug te lopen, maar rond 200 miljoen jaar geleden werd die afname onderbroken door perioden waarin de CO2-concentratie piekte. Vervolgens bleef de CO2-concentratie – tot de industriële revolutie – afnemen doordat koolstof dat door toedoen van vulkanen aan het oppervlak was gekomen werd ingesloten in mariene sedimenten. Kortom: het Plioceen was een periode waarin de CO2-concentratie – in reactie op verschillende processen die op de lange termijn spelen – net zo hoog was als nu.”


Twintig meter
Stocchi en collega’s schrijven nu in het blad Nature dat die hoge CO2-concentratie in het Plioceen ertoe leidde dat een derde van de ijskappen van Antarctica smolt en de zeespiegel wel twintig meter steeg. Die enorme zeespiegelstijging is grotendeels te herleiden naar de opwarming van de Zuidelijke Oceaan rond de Antarctische ijskap en de daaropvolgende smelt van de op en onder water gelegen rand van deze ijsmassa. De smelt van dit ijs draagt – doordat het ijs reeds in of op het water rust – op zichzelf niet direct bij aan een stijging van de zeespiegel. Maar indirect kan het verdwijnen van het ijs er zeker voor zorgen dat de zeespiegel flink stijgt, zo legt Stocchi uit. “Wat kan gebeuren als het op en in het water gelegen ijs zich terugtrekt, is dat de gletsjers die ijs vanaf het land naar de oceaan brengen sneller gaan stromen.” Het mariene deel van de ijskap biedt in feite weerstand aan het verder landinwaarts gelegen ijs en voorkomt dat het al te gemakkelijk in zee stroomt. “Vergelijk het (op het water rustende ijs, red.) met een kurk op een horizontaal gelegen champagnefles. Als je de kurk weghaalt, stroomt de champagne eruit.” Op dezelfde wijze zal een afname of het verdwijnen van op en in het water rustend ijs ertoe leiden dat gletsjers sneller gaan stromen en meer ijs in de oceaan gaan dumpen. Hierdoor wordt de verder landinwaarts gelegen ijskap dunner. “En dat resulteert onder meer weer in minder sneeuwval. Kortom: de ijskap is niet langer in staat om te groeien, ook doordat het klimaat door hogere CO2-concentraties reeds warmer is. En dat is hoe de Antarctische ijskap tijdens interglaciale perioden in het Plioceen kan zijn gesmolten.”

Noordelijk halfrond
De smelt resulteerde dus in een flinke zeespiegelstijging. En die werd – paradoxaal genoeg – vooral gevoeld op het noordelijk halfrond. Het is het resultaat van de bijzondere rol die zwaartekracht speelt bij de verdeling van water over de aarde. “Wanneer een ijskap ontstaat, wordt er eigenlijk water uit de oceanen gehaald en op een continent opgeslagen. Hierdoor neemt niet alleen de wereldwijde zeespiegel, maar ook de massa van de oceanen af. Ondertussen heeft de nieuwgevormde ijsmassa een vergrote aantrekkingskracht op oceaanwater. Dus: nabij de ijskap stijgt de zeespiegel. Maar als deze hier stijgt, moet deze precies aan de andere kant van de aarde dalen. Wanneer de ijskap smelt, gebeurt er precies het tegenovergestelde. Gemiddeld genomen stijgt de zeespiegel, maar nabij de ijskap daalt deze en op grotere afstand van de ijskap stijgt de zeespiegel juist meer dan gemiddeld. Dus het smelten van ijs op Antarctica is slecht nieuws voor het noordelijk halfrond.” Heel concreet kan smelt van de Antarctische ijskap ervoor zorgen dat de zeespiegel op het noordelijk halfrond zo’n 30% meer stijgt dan wereldwijd gemiddeld het geval is.

Meer inzicht in de CO2-concentratie ten tijde van het Plioceen en de gevolgen die deze had voor de zeespiegel, is belangrijk om grip te krijgen op ons (toekomstige) klimaat. “We kunnen niet met zekerheid zeggen dat de nabije toekomst er exact zo uit gaat zien als het Plioceen, maar we kunnen deze gebeurtenissen uit het verleden wel gebruiken om modellen te genereren en te testen,” aldus Stocchi. “Ik zou willen zeggen dat gebeurtenissen in het verleden ons helpen aan een hypothese die we kunnen testen om de onderliggende mechanismen – of ze nu natuurkundig, biologisch of chemisch van aard zijn of een combinatie daarvan – beter te begrijpen. Het doorgronden van deze mechanismen, hun interacties, feedbackprocessen en hoe ze zich tot elkaar verhouden is van essentieel belang voor het ontwikkelen van modellen die resulteren in betrouwbare scenario’s voor de toekomst.”