TERUG|MAIL|SLA OP
1/3/1997 5 miljard jaar klimaat
SAMENVATTING
Het broeikaseffect of de opwarming van de aarde is in de geschiedenis van onze planeet niets nieuws. Reden voor zorgen, of juist niet?

Alarm, alarm, de Aarde raakt op? Een geoloog kan zich niet zo druk maken over wat de mens met de Aarde doet. Het broeikaseffect was in het Krijt veel erger dan nu. Zeespiegelstijging en verwoestijning hebben we al eerder gehad.

Een verre voorouder van mij was geoloog. Hij leefde in het Onder-Triastijdperk, zo’n 220 miljoen jaar geleden, aan de westkust van Zuid-Amerika. De toenmalige regering gaf hem een eervolle opdracht: Breng advies uit over de toekomst van het leefmilieu van de mens na het Triastijdperk. Zijn regering maakte zich namelijk ernstig zorgen over de verwoestijning.

Mijn voorvader nam zijn taak serieus op en besloot de wereld te verkennen. In het Triastijdperk was er 驮 groot supercontinent, Pangea. Hij wilde vanaf de westkust van Zuid-Amerika naar Australi렲eizen, dat was 20.000 km te voet over het supercontinent. Via Afrika, India en Antarctica wilde hij zijn einddoel bereiken.

Zodra hij de smalle kustzone had verlaten was de zeewind verdwenen. In het binnenland van de onafzienbare landmassa heerste een extreem continentaal klimaat. De reiziger was onthutst door de omvang van de verwoestijning. Hij vond op zijn weg niets dan rode zandwoestijnen, kale bergen en zee뮠die ingedampt waren tot eindeloze zoutvlakten. Dieren waren schichtig, planten dun gezaaid en oneetbaar. Zoetwater was schaars. De reizende aardwetenschapper was bezorgd. Bezorgd over zijn eigen overleven, maar ook bezorgd vanwege het lot dat de mensheid in haar geheel beschoren was. Het binnenland was onleefbaar geworden.

De geoloog verstond zijn vak. Hij had bij zijn omzwervingen de ingekoolde resten van de reusachtige moerassen uit het Carboon gevonden. Hij had sporen gevonden van een enorme ijskap rond de Zuidpool, die in het Perm – nog niet eens zo lang geleden – het zuidelijk deel van Pangea goeddeels had bedekt. Waar was al dat water gebleven? Van welk water hadden vroeger al die planten geleefd? Waar was de sneeuw gebleven waaruit in het Perm die ijskap was ontstaan?


Rode planeet
De lucht was blauw, het land was rood, het witte zout schitterde in zijn ogen. Maar waar was het groen? Het leek ongerijmd, maar hij dacht ineens aan Mars, de rode planeet. Er waren daar sporen van water dat dalen had uitgesleten, maar nu was er al miljarden jaren geen druppel meer te vinden. Van leven ontbrak elk spoor. Zou dat ook het lot zijn van de Aarde? Wordt de Aarde een rode planeet, van rood woestijnzand en roodverweerde rotsen?

Diepe geulen in de equatoriale hoogvlakte van Mars zijn stille getuigen van de regenval en de stromende rivieren die er vier miljard jaar geleden voorkwamen. Nu is de planeet rood en droog. Het supercontinent Pangea leek in de Trias eenzelfde lot beschoren. Alle continenten lagen tegen elkaar aan. De landmassa was zo groot dat de oceanen alleen het klimaat aan de randen ervan be﮶loedden. Het binnenland was een rode woestijn.

Hij kende de geschiedenis van de Aarde. Hij wist dat het grote droge supercontinent er niet altijd was geweest. Het was ontstaan doordat diep in de Aarde convectiestromen in het vloeibare gesteente langzaam alle continentale schollen bijeen hadden gedreven. Overal waren continentale botsingen opgetreden, met catastrofale aardbevingen en vulkanische erupties. Groenland was met veel geweld tegen Noorwegen en Schotland aangedreven, Amerika tegen West-Afrika, Siberi렴egen Europa. Waar vroeger zee뮠waren, waren nu de continenten met grote bergruggen aan elkaar gelast. Het was ondenkbaar dat er krachten zouden zijn die dit hechte supercontinent ooit nog uit elkaar zouden krijgen.

Op klimaatverandering viel ook niet te hopen. De Triasgeoloog wist hoe veranderlijk het klimaat kon zijn. Hij had aan de in de zoutmeren afgezette lagen de periodiciteit van de klimaatveranderingen gereconstrueerd. Zijn conclusie luidde dat zij samenhingen met veranderingen in de baan van de Aarde om de Zon en veranderingen in de stand van de aardas. Hij wist dat die een looptijd van enkele tienduizenden tot honderdduizenden jaren hadden. Met zijn Triassisch rekentuig had hij echter uitgerekend dat het zeeklimaat altijd dicht bij de kust zou blijven, hoeveel het ook zou gaan regenen. Het continent was veel te groot om ooit de invloed van de oceaan te voelen. De woestijn was onherroepelijk.

Voor de mens was dus alleen plaats in de smalle kustzones, waar het soms regende en waar vis te vangen was. Het snikhete binnenland moest worden opgegeven. De reiziger keerde terug op zijn schreden en nam de boot. Overal langs de kusten vond hij voedsel en drinkwater. Zo bereikte hij zijn doel. Hij rapporteerde aan de regering dat de overleving van de mens gelegen was in het bevolken van de smalle kuststroken. De grote bevolkingsconcentratie aan de kusten bracht een hoogontwikkelde maatschappij voort. Die vond onder andere de Trias Politica uit.

Vleesbergen
Zijn achter-achterkleindochter leefde in het Boven-Krijt ergens in Mexico. Net als haar betovergrootvader was zij geoloog. Ze kende zijn bevindingen en adviezen. Zij wist ook dat zijn advies maar korte tijd bruikbaar was geweest. Dat leidde zij af uit haar eigen veldonderzoek. Zij had gezien dat over de rode kustzanden waarin haar betovergrootvader begraven lag, kalken van nieuwe zee뮠waren afgezet en kleien van uitgestrekte kustlagunen.

Waar hij niet aan gedacht had was het volgende. Als de convectiestromen onder de aardkorst hun warmte niet meer kwijt kunnen doordat de continenten niet meer willen bewegen, veranderen zij van plaats. Nieuwe stromen worden gevormd, nu van tegengestelde richting. Waar eens de continenten naar elkaar toedreven, gingen ze weer uit elkaar. Er ontstonden barsten in het kurkdroge supercontinent en die vulden zich met basaltisch magma, het bloed van de aardmantel onder de korst. Sommige scheuren gingen verder open en er ontstonden nieuwe oceanen. Meer basalt welde op uit de diepte en duwde het oceaanwater omhoog. De zeespiegel steeg en het eens zo onaantastbaar gedachte supercontinent veranderde in een onafzienbaar eilandenrijk, gescheiden door oceanen en ondiepe zee뮮 De invloed van de zee op het klimaat was terug. Het eens zo droge binnenland kon weer bevolkt worden.

Er heerste een heerlijk klimaat, tropisch vochtig van de evenaar tot de polen. Nergens waren ijskappen. Op Groenland groeiden broodvruchtbomen, in Siberi렫rioelde het van de krokodillen. Er waren andere enorme reptielen, de dinosauri벳 – domme wandelende vleesbergen, die zich gemakkelijk lieten verschalken door de gevorderde rover. In de ondiepe zee뮠vermenigvuldigden eencellige organismen zich met zo’n duizelingwekkende snelheid dat hun skeletjes overal krijtlagen van honderden meters dik vormden. Op het land hadden sommige planten een ingenieuze manier gevonden om zich te verspreiden: de bloem. Insecten konden de lokroep van hun prachtige kleuren en bedwelmende geuren niet weerstaan en wrongen zich in duizend evolutionaire bochten om een eigen plaatsje te vinden in de van plantenseks zinderende atmosfeer. Onze geologe vond 65 miljoen jaar geleden dat het eigenlijk zo maar moest blijven. Vanuit haar hangmat overzag zij de gehele archipel en ze vond die een paradijs op Aarde.

In brand
Toch had ook zij grote zorgen. De zeespiegel was al driehonderd meter gestegen en reeds zestig procent van het land was ondergelopen. De bevolkingscentra die eens op advies van haar betovergrootvader aan de kusten werden aangelegd, stonden allang onder water. De bevolking was versnipperd over de eilanden.

Als de zeespiegel zo zou blijven rijzen, bleef er helemaal geen vasteland meer over. De gehele mensheid zou verdrinken. De bergen uit de tijd van haar betovergrootvader waren allang door de erosie afgevlakt en nergens waren meer botsende continenten die nieuwe gebergten vormden. Het was juist alsof alle continenten, gedreven door een panische angst, met grote snelheid uit elkaar vluchtten.

Afbeelding van de planeet Venus. In het late Krijt vertoonde de aarde grote overeenkomsten met Venus.

Een tweede zorg van mijn Krijtoma was het broeikaseffect. Er waren zoveel organismen in de oceanen bezig hun kalkskeletjes op te bouwen dat de concentratie van het koolzuurgas dat daarbij vrijkwam, onrustbarende vormen aan begon te nemen. De onderzeese vulkanen, die steeds maar weer jonge basaltlava’s uitbraakten, spoten ook gigantische hoeveelheden koolzuurgas in de atmosfeer. Nog nooit was er zoveel CO2 in de atmosfeer geweest. Het koolzuurgas zorgde voor een opwarming van het klimaat die in de geologische geschiedenis zijn weerga niet kende. Hoe lang kon dat nog doorgaan?

Als de temperatuur te hoog werd, zouden de planten verwelken voor ze de kans kregen groot te worden. Het zou al snel te warm zijn voor welke vorm van leven ook. Het leek ongerijmd, maar ze moest ineens aan Venus denken, een planeet als de Aarde, maar door een permanent wolkendek van koolzuurgas omringd en met ondraaglijke temperaturen aan haar oppervlak. Daar is geen leven mogelijk. Is dat ook de toekomst van de Aarde?

Een derde zorg was dat er zoveel leven was ontstaan in al die ondiepe zee뮬 dat er niet genoeg zuurstof in het water zat om al de afgestorven organismen af te breken. Al gauw was alle zuurstof op, het water werd zwart en levenloos en het begon te gisten, te borrelen en vreselijk te stinken. Wonderlijk iriserende vloeistoffen dreven op het water; bij blikseminslag vlogen ze in brand. De regering vroeg haar om advies: wat moest er gebeuren om al deze bedreigingen het hoofd te bieden? De stinkende zwarte zee뮠brachten haar op een idee. Ze adviseerde om met dammetjes het grootste deel van het laagland onder water te zetten, alle bomen die er stonden te kappen en ervoor te zorgen dat ze onder water kwamen te liggen zodat ze niet konden rotten. De zeespiegelstijging hielp daarbij. Ziezo zei ze, die zijn voorlopig aan de koolstofcyclus onttrokken. Als later in de geschiedenis het koolzuurgasgehalte in de atmosfeer te laag is, in een ijstijd zoals in het Perm, dan kunnen ze deze voorraden verbranden.

Of het ooit zover zou komen, heeft ze niet geweten. Op een kwade dag hoorde ze een oorverdovende explosie. De hemel verduisterde en een enorme vloedgolf overspoelde het eiland. Toen het water na maanden was gezakt, lag het eiland bedolven onder een dikke laag goudglimmende glasbolletjes, halfgesmolten gesteente, geblakerde boomstammen en vreemd gevormde stukken magnetisch metaal die afkomstig leken uit de ruimte of de aardkern. Overal dreven dode monsters op de onrustige golven. Daartussen dobberde een biezen mandje. Daar zat haar zoontje in, die met mandje en al uit zijn hangmat was geslingerd.

Ardennen
Generaties geologen gingen voorbij. Een verre nazaat van de jongeling in het biezen mandje leefde achttienduizend jaar geleden, in het koudste deel van de laatste ijstijd. Ook hij was geoloog – gezond genetisch materiaal is niet kapot te krijgen. Hij was mijn bet-bet-betovergrootvader. Hij had het koud. Hij leefde in een grot in de Ardennen, beschut tegen de ijzige winden die langs de schitterend witte ijskap aan de horizon waaiden. Zelfs de dieren hadden het koud. Als ze te dicht bij zijn warme grot kwamen, doodde hij ze en hulde zich in hun vacht.

Mijn bet-bet-betovergrootvader leefde in een tijd waarin alles alleen maar slechter ging. Hij luisterde vol ontzetting naar de verhalen van de vissers aan de Noordzee, die de zee elk jaar hadden zien terugwijken, honderden kilometers uit de kust. Ze verhuisden mee, elk jaar, totdat er van de zee niet meer was overgebleven dan een afvoerloos ijzig meer, omzoomd door duizenden wanhopige vissersgezinnen. De striemende wind blies zand met sneeuw vermengd in hun gezicht. Waar nu naar toe?

Hij kende zijn vak. Hij wist hoe de weelderige vegetatie van zijn betovergrootmoeder was verdwenen. Een van de snel wegvliedende continenten, Antarctica, was op de Zuidpool terechtgekomen. Het verzamelde daar steeds meer ijs. In de enorme ijskap die zo ontstond, werden miljoenen kubieke kilometers neerslag opgeslagen. Die vloeiden niet meer naar zee. De zeespiegelstijging die zijn betovergrootmoeder bedreigde, was tot staan gekomen en het klimaat verkilde.

De geoloog had heel wat van de wereld gezien. Hij had gezien hoe overal de kou en de droogte hadden toegeslagen en herkende de tekenen van de vroegere warmte. Hij vond rode gronden, aanwijzingen van hoge regenval en weelderige vegetatie, midden in de Sahara. In de opgedroogde meren van de Amazonesavanne trof hij stuifmeelkorrels van het tropisch regenwoud aan. Aan de neerwaartse trend leek geen einde te komen. De ijskappen van Antarctica en Groenland lagen daar onwrikbaar. Er was niets aan te doen. De kou leek onoverwinnelijk. Het leek ongerijmd, maar ineens moest hij aan Ganymedes denken, de maan van Jupiter die geheel met ijs is bedekt. Zou dat ook het lot van de Aarde zijn? De regering vroeg hem om advies. Hij adviseerde het warme zuiden op te zoeken, voorbij de bergen waarachter de bossen zich hadden verscholen in afwachting van betere tijden. Hier zou het nooit meer goed komen.

18.000 jaar geleden bereikte de laatste ijstijd zijn hoogtepunt in een proces dat al zo’n 80.00 jaar aan de gang was. Gigantische ijskappen bedekten de Aarde ten noorden van New York en Berlijn. In het ijs lag zoveel water opgeslagen dat de zeespiegel honderd meter daalde. Werd de Aarde een droge ijsklomp, zoals Jupitermaan Ganymedes?

Nagelgroei
Het is 1997. Ik ben geoloog. Ik heb de memoires van al mijn voorouders uit de Trias, uit het Krijt en uit de laatste ijstijd teruggevonden, diep verscholen in kilometersdikke sedimentpakketten. Ik heb meegeleefd met hun wanhoop.

Ik heb de sombere scenario’s over de Aarde als Mars, de Aarde als Venus en de Aarde als Ganymedes meegevoeld. Mijn drie voorouders leefden alle drie op momenten dat de Aarde een van zijn extreme toestanden had bereikt: de Aarde als Redhouse in de Trias, de Aarde als Greenhouse in het Krijt en de Aarde als Icehouse in het de laatste ijstijd van Pleistoceen. Wij zijn ontsnapt aan alle doemscenario’s. Waardoor?

De eerste oorzaak is de plaattektoniek. De plaattektoniek heeft ons verlost van Pangea met zijn continentale klimaat. De plaattektoniek heeft ons verlost van de zeespiegelstijging van het Krijt. De plaattektoniek zal ons eens verlossen van het Icehouse waarin we ons nog steeds bevinden.

De horizontale bewegingen van de plaattektoniek gaan snel: tot vijftien centimeter per jaar, net zo snel als je nagels groeien. Sommige bergketens zoals de Kaukasus en Nieuw-Zeeland gaan twee centimeter per jaar omhoog. De zeespiegel stijgt maar vijftien centimeter per eeuw, althans tot nu toe. Niet eens zo hard dus, zeker niet als je bedenkt dat hij in de Westerschelde tweemaal daags vierenhalve meter stijgt en daalt – door het getij. Op menselijke schaal lijkt de invloed van de plaattektoniek op het leefmilieu niet groot, maar op aardse schaal is zij bepalend.

Tweede oorzaak waardoor wij zijn ontsnapt aan de doemscenario’s zijn de klimaatsschommelingen die worden gestuurd door astronomische variaties zoals de excentriciteit van de aardbaan om de Zon en de scheefstand van de aardas. Die gaan een stuk sneller dan de plaattektoniek. Astronomische schommelingen verklaren de periodiciteiten van honderdduizend jaar en korter die het ritme van de ijstijden en de tussenliggende warme perioden bepalen.

De extreme koude die mijn voorouder achttienduizend jaar geleden ondervond, keert periodiek terug. Aan boorkernen uit de oceaanbodem ziet men dat elke ijstijd van honderdduizend jaar langzaam begint en snel eindigt. Ook kan men er aan zien dat een tussenijstijd niet langer dan tien- tot twaalfduizend jaar duurt. Wij zouden al bijna aan het eind van zo’n warme periode moeten zijn; de vorige ijstijd eindigde tienduizend jaar geleden.

Sahel
Ik neem u nog even mee terug naar de periode van mijn laatstgenoemde voorouder, naar het hoogtepunt, of zo u wilt dieptepunt, van de laatste ijstijd, achttienduizend jaar geleden. De continentale ijskappen op het noordelijk halfrond hadden zoveel water aan de oceanen onttrokken dat de zeespiegel ruim honderd meter lager lag dan nu. De Noordzee lag droog, de Golfstroom week uit naar Portugal, de Beringstraat lag droog en je kon van Djakarta naar Hanoi wandelen, als je wilde. De Lage Landen lagen in een poolwoestijn aan de rand van een ijskap die toen tot Denemarken en Berlijn reikte. Er was praktisch geen vegetatie, de wind had vrij spel en legde een deken dekzand over het land. De ondergrond was diep bevroren.

Niet alleen in Europa, maar over de gehele Aarde was het klimaat droger. Het Amazonegebied bestond uit enkele losse kernen regenwoud gescheiden door uitgestrekte savannes. De zuidrand van de Sahara lag achthonderd kilometer zuidelijker dan nu. De Sahel, het gebied waar in de jaren tachtig grote bezorgdheid over bestond, was een woestijn. Duinen konden zich er vrijelijk verplaatsen. Nu zijn ze vastgelegd door de planten die erop groeien.

Verwoestijning in de Sahel treedt nu dus niet voor het eerst op. Het feit dat er bij overbegrazing zo gemakkelijk winderosie optreedt, is op zijn minst voor een deel het gevolg van het feit dat er al duinzand ligt. We kunnen de geschiedenis van de Sahel goed bestuderen aan de afzettingen van het Tsjaadmeer. De niveauveranderingen daarvan weerspiegelen nauwkeurig de klimaatsveranderingen. Achttienduizend jaar geleden was het meer geheel opgedroogd en werd er duinzand op de bodem afgezet. Pas toen het aan het einde van de laatste ijstijd weer vochtiger werd, kroop de duingrens naar het noorden. Uiteindelijk werd het Tsjaadmeer zo groot als de Kaspische zee nu is.

Sinds vijfduizend jaar zet de verdroging weer door. Volgens sommigen heeft die ervoor gezorgd dat de nomadenvolken die destijds in de Sahara woonden, zich in het Nijldal vestigden. Daar bouwden zij een hoogontwikkelde beschaving op.

Fossiele brandstof
Ook het CO2-gehalte van de atmosfeer begint niet nu pas voor het eerst te stijgen. Uit de analyse van luchtbelletjes uit het ijs van Antarctica en Groenland blijkt dat het gehalte nauw verband houdt met de temperatuurschommelingen. Met de komst van een nieuwe ijstijd daalt het gestaag. Achttienduizend jaar geleden was er maar half zoveel CO2 in de atmosfeer dan nu. Aan het eind van de laatste ijstijd steeg het gehalte zeer snel. Dat was tienduizend jaar geleden, ver voordat de mens ook maar aan fossiele brandstoffen dacht!

Komt het door de verhalen van mijn voorouders dat ik mij niet zo druk kan maken over wat de mens met de Aarde doet? Komt het doordat ik als geoloog gewend ben op lange tijdschalen te denken? Komt het door moeheid van de niet aflatende stroom alarmerende geluiden? Is dat wat u horen wilt? Alarm, alarm, de Aarde raakt op?

Geen van de bedreigingen die op ons af lijken te komen zijn nieuw voor de Aarde: het broeikaseffect was in het Krijt veel erger dan nu. De verwoestijning was in de laatste ijstijd en de Trias veel erger dan nu. Wereldwijde vervuiling – door meteorietinslagen – hebben we ook al eerder gehad. De zeespiegel is nog nooit zo rustig geweest als de laatste zesduizend jaar.

We moeten leren leven met een Aarde die dynamisch is, die vanzelf voortdurend verandert, ook als de mens niets doet. Er is geen ‘nulpunt’, geen beginstadium; de Aarde is nooit ongerept geweest. Wij zien in de weinige tijd die de mens is toebedeeld maar een heel klein stukje van al die grote langgolvige processen. Wij moeten leren niet alleen te meten in ons eigen tijdsperspectief, maar ook in het aards perspectief. En wij moeten goed naar de geschiedenis van de Aarde kijken, om te begrijpen wat er in het verleden bij bedreigingen is gebeurd. Daar kunnen we van leren.


Kennislink wordt in opdracht van het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap uitgevoerd door Stichting Nationaal Centrum voor Wetenschap en Technologie.
copyright 1999-2005 Kennislink colofon /disclaimer