Hoe kunnen we klimaten van vroeger reconstrueren

Inleiding

Onze planeet bestaat al een aantal miljarden jaren. De aarde heeft in die immens lange periode talloze veranderingen ondergaan. Vooral op klimatologisch gebied is er enorm veel gebeurd. Er zijn ijstijden geweest, tijden waarin Nederland oerwouden had en tijden waarbij bijna niks leefde op aarde door bijvoorbeeld een meteorietinslag. Informatie over klimaten uit het verleden kunnen we op verschillende manieren te weten komen. Maar welke manieren en methoden kunnen hiervoor worden gebruikt?

Proxy-indicatoren

De zogenaamde proxy-indicatoren zijn zeer handig om dingen te weten te komen over vroegere klimaten. Dit zijn indicatoren die indirect iets zeggen over klimaten uit het verleden. Denk hierbij bijvoorbeeld aan fossielen. Fossielen maken duidelijk welke dieren vroeger leefden. Sommige dieren kunnen alleen bij bepaalde soorten klimaten leven. Zo kun je met een fossiel dus indirect iets zeggen over klimaten van lang geleden.

Bij een groot aantal onderzoeksmethodes wordt ook gebruik gemaakt van proxy-indicatoren. Hiermee kunnen behoorlijk nauwkeurige en betrouwbare resultaten worden behaald.

Isotopen

Tegenwoordig worden er veel boringen gedaan in bijvoorbeeld de grond, oceaanbodems en ijskappen. Dit zijn voorbeelden van bodems. Uit bodems komen schatten aan gegevens naar boven. Zo wordt er veel onderzoek gedaan naar de isotopen die in iedere bodem voorkomen. Isotopen zijn een groep proxy-indicatoren. Een isotoop is een atoom (een heel erg klein deeltje) met een bepaalde massa. Van bijvoorbeeld het zuurstofatoom komen twee isotopen voor: het 16O-isotoop en het 18O-isotoop. Het 18O-isotoop is zwaarder dan het 16O-isotoop.

Een eigenschap van het 16O-isotoop is dat het veel sneller verdampt dan het 18O-isotoop. Wanneer er in een bepaalde bodem dus zeer veel 16O-isotopen voorkomen, kun je stellen dat dat wijst op een koelere bodem in het verleden. De 16O-isotopen zijn namelijk niet verdampt. Wanneer er in een bodem relatief weinig 16O voorkomt en dus relatief veel 18O, duidt dat op een warmere periode. Hier zijn de 16O-isotopen namelijk verdampt en de 18O niet.

14C-methode

Dit is een methode waarmee ook met isotopen wordt gewerkt. In dit geval met het 14C-isotoop: een koolstofisotoop. Door te meten hoeveel van dit isotoop in een organisch (=natuurlijk) materiaal voorkomt kan betrouwbaar de ouderdom ervan worden berekend. Het zit namelijk zo dat de hoeveelheid 14C in de lucht om ons heen al miljoenen jaren min of meer constant is. Maar in dood materiaal neemt de hoeveelheid C14 iedere 5.736 jaar met 50% af. Na zo’n 60.000 jaar is er dus bijna geen 14C meer te vinden in het organische materiaal dat onderzocht wordt.

Door de hoeveelheid C14 in het dode materiaal te vergelijken met de hoeveelheid in de lucht kan aan de hand van de halveringstijd de ouderdom van het materiaal dus worden bepaald. Aan de hand van welk materiaal het is kunnen weer conclusies worden getrokken over de klimaten die in die periode heersten (denk aan het eerder gegeven voorbeeld van fossielen).

Geomorfologie

Geomorfologie is geen indicator, maar een wetenschap. Deze wetenschap houdt zich bezig met het beschrijven van landschappen (zoals de flora en fauna, vormen als hellingen, kusten enz.) en verklaren hoe deze landschappen ooit hebben kunnen ontstaan. Geomorfologie is ook erg handig geweest om meer te weten te komen over de klimaten die ooit op aarde heersten. Doordat wetenschappers hebben opgemerkt dat er stuwwallen en aanwezig zijn in Nederland en er ook zwerfkeien voorkomen, weten we dat een groot deel van Nederland ooit bedekt was met ijs. Zwerfkeien komen namelijk vaak uit het noorden, en die kunnen alleen door ijs in Nederland terecht zijn gekomen, zo stellen wetenschappers.

Wetenschappers kunnen verder ook nog kijken naar de chemische (welke atomen) en fysische (welke soorten grond) opbouw van bodems. Deze bodems zijn namelijk gevormd door bepaalde atmosferische omstandigheden. En bij bepaalde atmosferische omstandigheden hoort weer een bepaald klimaat. Het is wellicht een omslachtige onderzoeksmethode, maar toch betrouwbaar.

Palynologie en dendrochronologie

Dit zijn twee onderzoeksmethodes die goed gebruikt kunnen worden om meer te weten te komen over klimaten die relatief kort geleden nog heersten. Denk dan aan een periode tot zo’n 11.000 jaar geleden.

Palynologie houdt in dat stuifmeelkorrels van bomen, planten en struiken worden onderzocht. Stuifmeelkorrels kunnen heel goed bewaard blijven, zo ook over een periode van een enkele duizenden jaren. Iedere plant of boom heeft andere stuifmeelkorrels. Door te kijken naar waar welke stuifmeelkorrels worden gevonden, kunnen conclusies getrokken worden over welke flora waar voorkwam. Bepaalde flora gaat samen met bepaalde klimaten. Helaas is deze methode geen hele betrouwbare om klimaten te reconstrueren. Stuifmeelkorrels kunnen namelijk makkelijk door de winden kilometers ver meegenomen worden en terecht komen op plaatsen waar de oorspronkelijke boom of plant niet eens voorkwam!

Dendrochronologie is wel betrouwbaarder. Dendrochronologie is het tellen van jaarringen van bomen en kijken naar de dikte van de ringen. De hoeveelheid ringen verteld iets over de leeftijd van de boom. De dikte van de ringen wordt beïnvloed door zaken als neerslag en temperatuur. Zo blijkt dat de ringen dikker worden wanneer er een periode met relatief veel neerslag voorkomt.

Conclusie

Er zijn een groot aantal methodes die gebruikt kunnen worden om meer te weten te komen over de klimaten die duizenden jaren geleden voorkwamen op onze aardbol. Bij veel van de methodes wordt gebruik gemaakt van proxy-indicatoren. Deze indicatoren zeggen indirect iets over het verleden. Voorbeelden zijn het onderzoeken van isotopen, stuifmeelkorrels of jaarringen. Bij bepaalde klimaten komen namelijk bepaalde isotopen voor en ontstaan jaarringen in bepaalde vormen of diktes.