Geologe ontdekt een klimaatpatroon van 100.000 jaar

Door sedimenten van de afgelopen 1,2 miljoen jaar te onderzoeken, ontdekte geologe Lorraine Lisiecki een patroon die de veranderingen in de baan van de aarde verbinden aan klimaatsveranderingen. Deze ontdekking is deze week gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Geoscience.

Achtergrond: de baan van de aarde om de zon verandert iedere 100.000 jaar van vorm: de baan wordt dan of ronder of elliptischer. Deze vorm van de baan om de zon staat bekend als "excentriciteit."
De schuine stand van de aardas varieert tussen 22,1 en 24,5 graden en weer terug, deze cyclus duurt 41.000 jaar. Momenteel is de aardas 23,44 graden gekanteld ten opzichte van haar baanvlak.
De derde grote variatie, precessie, is de richting van de omwentelingsas relatief aan de “vaste” sterren. Dit kun je vergelijken met het wiebelen van een tol, deze cyclus duurt ongeveer 26.000 jaar.
Deze drie cyclussen hebben allemaal invloed op de hoeveelheid zonlicht dat de aarde ontvangt.

Het belangrijke punt van Lisiecki haar onderzoek is dat ze hard bewijs heeft gevonden dat deze drie cyclussen verbindt aan de globale temperatuur. Ze onderzocht kernen van sedimenten uit oceaanbodemen van 57 locaties over de gehele wereld. Door sedimenten te analyseren kunnen wetenschappers het klimaat tot miljoenen jaren terug in kaart brengen.

IJstijden komen op Aarde iedere 100.000 jaar voor. Lisiecki heeft nu ontdekt dat klimaatsveranderingen samenvielen met een verandering van de excentriciteit (de vorm van de baan van de Aarde om de zon). "Het duidelijke verband tussen de klimaatsveranderingen en de verandering van de baan om de zon is een sterk bewijs dat er een verband is tussen deze twee”, zei Lisiecki. "Het is onwaarschijnlijk dat deze gebeurtenissen geen verband met elkaar hebben."

Lisiecki ontdekte verder dat de grootste glaciale cyclussen gebeurden tijdens de zwakste veranderingen in excentriciteit (de vorm van de baan van de Aarde om de zon) en omgekeerd. Sterkere veranderingen in de baan van de aarde kwamen overeen met zwakkere klimaatsveranderingen.

Maar blijkbaar is haar ontdekking niet zo nieuw. Een grafiek die jaren geleden is gepubliceerd (zie rechts) laat zien hoe de verschillende cyclussen moduleren, net als het versterken en opheffen van golven. Dit plaatje komt perfect overeen met de ijstijden.

Nu zou het mooi zijn als we zouden weten wanneer deze drie cyclussen beginnen en eindigen. Aan het einde van de laatste ijstijd, ongeveer 14.000 jaar geleden, waren er veel dieren in Noord-Amerika. In Arizona waren er drie soorten mammoeten, mastodonten (zie foto hierboven), kamelen, paarden, grote beren, grote sabeltandtijgers en een beest dat de glyptodont wordt genoemd, dit was een heel groot gordeldier. Al deze grote dieren verdwenen tussen 12.000 en 10.000 jaar geleden en er zijn veel theorieën over hun verdwijning. Er wordt gezegd dat de Clovis-mensen op mammoeten jaagden, waardoor ze uitstierven, of doordat ze ziekten meebrachten. Misschien kwam het door de klimaatsveranderingen.

Aan het einde van de IJstijd warmde de aarde op, tot ongeveer wat het nu is. Maar er was een koude dip, een periode die de Jonge Dryas wordt genoemd. Ongeveer 12.900 jaar geleden daalden de temperaturen binnen een paar decennia enorm, opnieuw tot het niveau van een IJstijd. Deze koude dip duurde ongeveer 1.000 jaar en werd gevolgd door een abrupte opwarming. Op sommige plaatsen wordt het begin van de Jonge Dryas gemarkeerd door een dun laagje roet. Er zijn overblijfselen van uitgestorven diersoorten en Clovis-mensen onder deze roetlaag, maar ontbreken in de lagen erboven. Er wordt gespeculeerd dat er een komeet explodeerde boven Amerika en het gehele continent in brand zette. De klimaatverandering die hierdoor ontstond, veroorzaakte de ondergang van de vele diersoorten. Onderzoekers van de UofA zeggen dat de roetlaag komt door algenbloei van een vochtige bodem, maar geen roet van een brand. Uiteindelijk kunnen de UofA onderzoekers een kosmische gebeurtenis niet uitsluiten, maar ze zeggen dat het zeer onwaarschijnlijk is. Het persbericht kun je hier lezen: http://uanews.org/node/31096.

Ander onderzoek toont aan dat de achteruitgang van de grote zoogdieren al begon vóór de Jonge Dryas periode. Er wordt veel gespeculeerd, maar de reden weten we dus nog steeds niet.

Het einde van de laatste Grote IJstijd, ongeveer 14.000 jaar geleden, is volgens de grafiek hierboven het einde van een 100.000 jaar durende periode en daarna zijn we aan een warme periode begonnen. Vandaar ook dat we momenteel nog steeds een stijging van de globale temperaturen ervaren. Aan de grafiek te zien, zitten we binnenkort op de piek en zullen daarna de temperaturen weer geleidelijk gaan dalen.

Bronnen: