We beginnen bij het begin, maar echt het begin: het klimaatverleden. Welkom in de wereld van paleoklimatologie, de studie van klimaatveranderingen in het verleden met behulp van wat de wetenschap in de aardbodem vindt. Gegevens uit miljoenen jaren oude fossielen, sedimenten op land en op de zeebodem en minuscule luchtbelletjes in ijskappen. Die vertellen ons de verhalen over hoe het klimaat in het verre verleden veranderde. Prehistorische bodemschatten. Figuurlijk dan. Ik hoor sommigen van jullie denken: Je zegt het zelf, het klimaat verandert altijd al. Dus waarom maken we ons dan eigenlijk zo druk? Nou, juist vanwege die kennis over het verleden. Vrienden en vriendinnen, dat ga ik jullie uitleggen. Aan de hand van 'informatie vergaard uit jarenlange eenvoudige koolstofdatering'. Hé, Rachel, wel op blijven letten en jij ook. Want om dit goed te kunnen begrijpen, is je besef van tijd essentieel. Als het gaat over klimaatverandering wordt vaak genoemd hoeveel warmer het is geworden sinds de industriële revolutie, zo rond 1850, en waar we eind deze eeuw naartoe bewegen. En als jij nou denkt: zo, da's lang geleden. Of: dat is nog ver weg? Op de geologische tijdschaal, de totale geschiedenis van de aarde, is dat minder dan één keer knipperen met je ogen. Dus laten we even heel ver uitzoomen. De aarde is al 4,5 miljard jaar oud, verdeeld over tijdperken van vele miljoenen jaren, met tussendoor heel veel klimaatveranderingen. Dit is die tijdlijn van het ontstaan van de aarde, het tijdperk het Hadeïcum, tot het nu, het Holoceen. Het is een beetje een ingewikkeld plaatje, dus om het begrijpelijk te maken, gaan we hem even kantelen. Want die tijdperken vormen letterlijk die bodem waar paleoklimatologen naar kijken. In de diepste, onderste lagen vinden ze bijvoorbeeld fossielen van prehistorische pissebedden en andere vage wezens. In de lagen daarboven vinden ze weer dino botten en planten uit die tijd en in de bovenste, meest recente lagen ligt het weer bezaaid met zoogdieren en dus 'informatie uit eenvoudige koolstofdatering'. Deze paleoklimatoloog gaat je uitleggen hoe.
Dit is een boorkern uit de Middellandse Zee van ongeveer 20 à 25 duizend jaar tot het heden. Waar je bovenop kijkt is recent, dat is wat op de zeebodem zien. En dit is wat er verticaal onder zat. Deze kernen zetten we om in monsters. Als we die crushen en zeven, dan kunnen we daar uiteindelijk microfossielen uithalen. En afhankelijk van de soort die we vinden, kunnen wij iets zeggen over de temperatuur rond die tijd of het zoutgehalte. Wij reconstrueren dus temperatuur en CO2. Door het opnemen van CO2 krijgt die microfossiel een bepaalde waarde, afhankelijk van de CO2 in het water. En daarmee kunnen we dus reconstrueren wat de CO2 was in het water door de microfossielen te meten. En daarmee weten we ook wat de atmosferische CO2 was rond die tijd. In mijn onderzoek kijken we naar een periode in het verleden tussen ongeveer 17 en 15 miljoen jaar geleden. In die periode waren de omstandigheden wat betreft het klimaat in het algemeen, maar de CO2 en temperatuur waren vrij gelijk aan wat we verwachten in de komende decennia, dus zo 2040, 2050. Als ik in mijn onderzoek beter ga begrijpen hoe de CO2 en de temperatuur varieert afhankelijk van mekaar, maar ook wat voor invloed dat had op bijvoorbeeld de zeespiegelstijging, dan kunnen we die informatie weer gebruiken om wat te zeggen over de toekomst en de klimaatverandering die wij in de komende jaren gaan krijgen.
Fascinerend, toch? Al sinds het ontstaan van de aarde is het klimaat heel vaak en sterk veranderd door allerlei natuurkrachten, van extreem heet in het vroegste tijdperk tijdens de vorming van de aarde, met oceanen van lava, tot extreem koud, met zelfs een volledig door ijs bedekte planeet en alles daartussenin. Maar ook op de aarde, zoals wij 'm kennen, als deze blauwe knikker, is het klimaat al meerdere malen drastisch veranderd. Met daarna steeds weer een nieuw geologisch tijdperk. En bij dat switchen tussen de tijdperken zijn er grote biologische veranderingen. Soorten die uitsterven en ook nieuwe die er juist bijkomen. Ik zou hier nog uren over door kunnen praten, maar ik licht twee klimaatveranderingen uit het verleden even uit in het bijzonder, met een reden. De eerste een enorme meteoriet. Of beter, de Chicxulub-planetoïde. Die veroorzaakte de sprong van het Mesozoïcum, de 150 miljoen jaar waarin deze vrienden op aarde rondliepen, naar het volgende tijdperk, het Cenozoïcum. De meteoriet van 11 kilometer breed stortte zo'n 65 miljoen jaar geleden met tientallen kilometers per seconde op aarde neer in wat nu Mexico is. Niet eens de inslag, maar wel de abrupte klimaatverandering die daarop volgde, de inslagwinter, nekte de dino's. De enorme hoeveelheid stof en as die in de atmosfeer werd geslingerd, blokkeerde langere tijd het zonlicht. De aarde koelde af. Planten groeiden niet meer en we weten hoe het met onze vrienden is afgelopen. Want ligt de ene grondlaag nog bezaaid met dinobotten, in de grondlaag daarboven... Niks meer.
Dan de tweede, de sprong van het Paleoceen- naar het Eoceentijdperk. Het PETM. Een kleine 10 miljoen jaar later, toen het klimaat opnieuw in rap tempo veranderde. Het was toen al een stuk warmer op aarde dan nu, maar in slechts een paar duizend jaar kwam daar nog eens gemiddeld zo'n 6 graden bij. Zo warm, Groenland was ook daadwerkelijk een groen land met tropische regenwouden, krokodillen en zelfs de eerste apensoorten. Geen ijs en een zeespiegel die 60 meter hoger stond dan nu. De oorzaak: een zeer snelle stijging van de CO2-hoeveelheid in de atmosfeer. Over de bron van die CO2 is de wetenschap nog niet helemaal uit, maar een deel is te verklaren door een grote hoeveelheid broeikasgassen uit de zeebodem en Groenland. Toen dat stuk land wegdreef van het Europese continent, scheurde daar de aarde open. Door die extreme vulkanische activiteit kwam er een bom aan broeikasgassen vrij en dat zorgde voor een kettingreactie. Fun fact, even tussendoor: uit al die vulkanen daar is later uiteindelijk ook IJsland ontstaan. Maar laat IJsland nu vooral groen zijn en Groenland vooral ijs. Of ja, nog wel dan, maar dat terzijde. Punt is, na het PETM zag de aarde er opeens overal totaal anders uit. Andere planten, dieren, een hoger zeeniveau, verzuring van de oceanen. Snap je waar ik heen wil? Eerst nog even de laatste paar miljoen jaar in dit geschiedenisboek van de aarde. Het pleistoceen, met daarin meerdere ijstijden waarin het kon vriezen en dooien. En opnieuw en opnieuw en opnieuw en opnieuw. Sterker nog, wij zitten nu nog steeds in de cyclus van wel of geen ijstijd. Het is een natuurlijke cyclus, met dus een zekere regelmaat. Dat heeft te maken met de stand van de aarde ten opzichte van de zon, z'n tilt, de afstand tot en haar baan rond de zon. Maar waarom vertel ik dit? Over een terugtrekkende ijsgrens doet de aarde normaal gesproken zo'n 10.000 jaar. Wat zich nu voltrekt is niet het gevolg van die cyclus waar ik het net over had. Het tempo waarin de ijskappen nu smelten, terwijl de temperatuur nu eigenlijk constant zou moeten zijn, is echt next level. En de zee straks ook. En dat komt dus bewezen door ons, de mens. Door het verbranden van kolen, olie en gas. Die zijn ontstaan door het miljoenen jarenlang platdrukken van de bodem met oud levend materiaal. Vandaar dus ook fossiele brandstoffen. En op dat zwarte goud hebben wij onze beschaving gebouwd. Over prehistorische bodemschatten gesproken. Maar dan nu letterlijk. De afgelopen miljoen jaar volgde het CO2-gehalte in de atmosfeer het ritme van die ijstijden. En kijk nou eens naar dit lijntje, dat zijn wij. En vergelijk dat eens met die natuurlijke regelmaat van de miljoen jaar daarvoor. In andere woorden: dat lijntje is het klimaatprobleem.
En nu komt alles samen. Want wat hebben wij nou te maken met enorme natuurkrachten als een reusachtige meteoriet of een opengescheurde aardplaat vol lava? Nou, wij, de mens, zitten daar wat betreft impact ergens tussenin. Wij zijn zo'n enorme natuurkracht door die fossiele verbranding. Misschien niet met de impact van één enorme vuurbal, laten we onszelf niet overschatten, maar met 7,9 miljard kleine vonkjes ligt ons tempo van opwarming wel tien keer hoger dan tijdens het PETM. Dus laten we onszelf vooral ook niet onderschatten. Feitje: wij stoten als mensen nu ongeveer 50 keer meer uit dan alle vulkanen op aarde bij elkaar opgeteld op dit moment. Er is zelfs al een naam bedacht voor het nieuwe geologische tijdperk dat zou zijn aangebroken. Het Antropoceen, het tijdperk van de mens.
