Plotselinge klimaatsomslagen in het verleden werden voorafgegaan door karakteristieke symptomen
In de geschiedenis van de aarde zijn perioden met een relatief stabiel klimaat geregeld onderbroken door een scherpe overgang naar een andere toestand. Zo eindigden ijstijden doorgaans opvallend plotseling en veranderde de tropische aarde zo’n 34 miljoen jaar geleden opeens en voorgoed in een situatie met ijskappen. Onderzoekers van Wageningen Universiteit hebben nu samen met Duitse wetenschappers laten zien dat scherpe klimaatsomslagen in het verleden stelselmatig werden voorafgegaan door bepaalde subtiele veranderingen in het patroon van kleine fluctuaties. Van die symptomen is wiskundig aangetoond dat ze karakteristiek zijn voor het naderen van omslagpunten. Hiermee maken de onderzoekers dus aannemelijk dat vroegere spectaculaire klimaatsomslagen inderdaad door kantelpunten kunnen worden veroorzaakt.
Hoewel dit niet eerder kon worden aangetoond, vermoedden wetenschappers al langer dat omslagpunten in het klimaat bestonden. Als zo’n omslagpunt wordt bereikt raakt het klimaat in een periode van zichzelf versterkende verandering. Het lijkt daarmee op het omslaan van bijvoorbeeld een kano, wanneer net iets teveel naar een kant wordt geleund. Een voorbeeld van een mechanisme in het klimaat dat voor zichzelf versterkende verandering kan leiden is het smelten van ijskappen. Als dat door de opwarming van de aarde gebeurt, wordt er minder zonlicht gereflecteerd, waardoor de aarde nog sneller opwarmt. Hoewel zulke mechanismen wel bekend zijn, was het altijd heel moeilijk te bepalen of deze terugkoppelingen sterk genoeg zijn om werkelijk omslagpunten te veroorzaken.
De Wagenings-Duitse ontdekking heeft ook implicaties voor het denken over de huidige klimaatsverandering. De stabiliteit van het klimaat over de afgelopen 10.000 jaar is eigenlijk uitzonderlijk bezien in het licht van de turbulente dynamiek op langere tijdsschalen. De door de mens veroorzaakte stijging van de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer lijkt aan deze stabiele periode een eind te maken. De bekende IPCC voorspellingen gaan uit van tamelijk rechtlijnige verandering. De nieuwe resultaten suggereren echter dat we ook rekening moeten houden met de mogelijkheid dat we door de verandering van de broeikasgasbalans vroeger of later op een kantelpunt terecht komen waarbij het aardsysteem de ingezette verandering verder gaat versterken.
Of het klimaat nu daadwerkelijk bij een grootschalig kantelpunt wordt gebracht is moeilijk met de nieuwe techniek te zien omdat de beïnvloeding door de mens simpelweg te snel gaat om de lange meetreeksen die de techniek nodig heeft toe te laten. Wel zijn er andere aanwijzingen voor zelfversterkende klimaatsverandering. Zo heeft dezelfde onderzoeksgroep geleid door de Wageningse hoogleraar Marten Scheffer eerder laten zien dat een warmer klimaat op zichzelf ook tot verdere toename van broeikasgassen leidt.
Publicatiegegevens:
Slowing down as an early warning signal for abrupt climate change. Vasilis Dakos, Marten Scheffer, Egbert H. van Nes, Victor Brovkin, Vladimir Petoukhov, and Hermann Held. PNAS early online publication September 2008