Samenvatting van de lezing over "Paleoklimaat en astronomisch cycliciteit"
door David De Vleeschouwer

"Global Change" vanuit een geologisch perspectief. Astronomische cycli in het paleoklimaat.

Ik leidde de lezing aan de volkshogeschool Oostende in met vier foto's getrokken in Brussel over de laatste 100 jaar. Op basis van de vier getoonde foto's koos ik persoonlijk voor het Brussel van 2014 als stad om in te leven. Dit voorbeeld toont aan dat verandering niet noodzakelijk iets negatiefs hoeft te zijn. Men moet echter over de juiste informatie beschikken om een correct oordeel te vellen over de positieve en negatieve aspecten van een specifieke verandering. Zo ook voor klimaatsveranderingen. Het doel van mijn lezing was dan ook om zulke informatie aan te leveren bij discussies over klimaatsverandering. Ik koos ervoor om de nadruk te leggen op het aspect "tijd". Aangezien dit curciaal element vaak ondergewaardeerd wordt bij discussies over klimaatsverandering.

In het eerste deel van de lezing, gaf ik een overzicht van de verschillende cyclische variaties in de zogenoemde astronomische "Milankovitch" parameters. Ten eerste varieert de vorm van de baan van de aarde rond de zon (eccentriciteit) met een periodiciteit van 100 en 400 duizend jaar. De hellingshoek van de aardas ten opzichte van het vlak van de baan van de Aarde (obliquiteit) varieert met een periode van 40 duizend jaar. En daarenboven maakt de aardas een tolbeweging (precessie) met een periode van ongeveer 20 duizend jaar. Deze drie astronomische parameters zorgen samen voor cyclische veranderingen in de verdeling van de inkomende zonne-energie over de planeet, en over de seizoenen. Het resultaat hiervan zijn cyclische, repetitieve klimaatsveranderingen die we kunnen terugvinden in de archieven van onze Aarde. De afwisselingen tussen glacialen (ijstijden) en interglacialen (tussenijstijden) over de laatste 2.5 miljoen jaar, bijvoorbeeld, werden bepaald door variaties in inkomende zonne-energie, die op hun beurt het resultaat waren van veranderingen in eccentriciteit, obliquiteit en precessie.

In het tweede deel van de lezing, gingen we 5.5 miljoen jaar terug in de tijd. In het Middellandse Zee gebied vinden we evaporietafzetting van 2500 meter dik (Messiniaanse Saliniteitscrisis). Deze evaporieten werden afgezet in een diep en uitgedroogd Mediteraans bekken dat herhaaldelijk werd afgesloten van de Atlantische Oceaan. Er bestond echter lang discussie over wat de oorzaak was voor deze isolatie. Tectonische processen die de Straat van Gibraltar ophieven? Of een daling van het zeeniveau die ervoor zorgde dat de Middellandse Zee afgesloten werd van de Atlantische Oceaan? Op deze vragen kwam er slechts een antwoord eens een accuraat tijdskader werd opgesteld voor de klimaatsveranderingen voor, tijdens en na de Messiniaanse Saliniteitscrisis. In de periode voor de crisis, vinden we afwisselingen tussen homogene lichtkleurige mergels enerzijds en gelaagde donkere sapropels anderzijds. Deze sapropels werden toegeschreven aan periodes met maximale inkomende zonne-energie tijdens de zomer. Tijdens zo'n periodes is de Afrikaanse monsoen meer intens, kunnen er rivieren vloeien door Soedan en Chaad (regio's die nu gekenmerkt worden door de Sahara woestijn), en wordt het debiet van de Nijl sterk verhoogt. De grote hoeveelheden zoet water die via de Nijl in de Middellandse Zee vloeien vormen een soort deksel op het zoute water van de Middellandse Zee. Het zoet water drijft op het densere zout water en verhindert de circulatie en ventialtie van de Middellandse Zee. Hierdoor ontstaan zuurstofarme omstandigheden op de bodem van de zee, gunstig voor het bewaren van organisch (zwart-gekleurd) materiaal. Deze sedimenten vinden we vandaag terug als sapropels. Door het correleren van sapropels met periodes van maximale inkomende zonne-energie tijdens de zomer, werd het begin van de saliniteitscrisis gedateerd op 5.96 0.02 miljoen jaar geleden. Dit is 200 duizend jaar eerder dan de meest prominente daling van het zeeniveau. Daarom lijken tectonische processen meer waarschijnlijk als de oorzaak van de Messiniaanse Saliniteitscrisis.

Vervolgens nam ik de aanwezigen mee nog verder terug in de tijd. Naar het Devoon, zo'n 375 miljoen jaar geleden. In het Devoon vinden we eveneens geologische lagen die gekenmerkt worden door zwartkleurige sedimenten. In dit geval noemen we deze zwarte sedimenten geen sapropels, maar zwarte schalies. Maar ook deze zwarte schalies werden afgezet op een zuurstofarme zeebodem. Mijn onderzoek wijst aan dat deze zwarte schalies zich vormen wanneer de eccentriciteit van de baan van de Aarde extreem hoog is. Onder zo'n configuratie bereikt het klimaat op Aarde de hoogste temperaturen en dus ook het hoogste zeeniveau. Bovendien, is in zo'n warm klimaat ook de neerslag meer intens. Deze warme en natte omstandigheden zijn, net als tijdens de Messiniaanse Saliniteitscrisis, bevorderlijk voor het veroorzaken van zuurstofarme omstandigheden op de bodem van de zee.

Ter conclusie, het klimaat van de Aarde is inderdaad constant in verandering. Maar het is heel belangrijk om correct in te schatten hoe snel deze veranderingen plaats grijpen. Een metafoor zegt in dit geval misschien meer dan wetenschappelijk cijfermateriaal: Ik laat mijn petekind van 3 jaar oud met een gerust gemoed glijden van een schuifaf van 2 meter hoog, indien die schuifaf 6 meter lang is. Wanneer diezelfde schuifaf slechts 3 meter lang is echter, resulteert diezelfde afdaling ongetwijfeld in enkele schaafwonden of builen.

Terug Omhoog