Het voorspellen van de grootte, en dus de impact van klimaatverandering is een enorme uitdaging voor wetenschappers. Het meest recente klimaatrapport van het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) laat zien dat de aarde uiteindelijk 1,5 tot 4,5 graad Celsius zal opwarmen bij een verdubbeling van de CO2 concentratie ten opzichte van voor de industriële revolutie. Dit is het verschil tussen wel of geen Groenlandse ijskap, en een variatie in zeespiegelstijging van zes meter.

Invloed van ijskappen op temperatuur

Door te kijken naar hoe het klimaat zich in het verleden gedroeg kan de onzekerheid in die relatie tussen CO2 en temperatuur wellicht verkleind worden. Prof. dr. Appy Sluijs reconstrueert het klimaat van miljoenen jaren geleden, zowel van een relatief warme periode zonder poolijs (het vroeg eoceen klimaatoptimum, 53-51 miljoen jaar geleden) als van een warme periode waarin er wel een ijskap op Antarctica was (het middel mioceen klimaatoptimum, 17-14 miljoen jaar geleden). Sluijs wil namelijk niet alleen weten wat de invloed is van de temperatuur op het ijs, maar ook wat de ijskappen voor invloed hebben op de temperatuur.

Twee klimaateigenschappen

“Ik ga met deze subsidie met name twee belangrijke eigenschappen van klimaatverandering onderzoeken”, vertelt Sluijs. “Ten eerste willen we preciezer weten hoe sterk het mondiale klimaat opwarmt bij een verdubbeling van de CO2-concentratie. Ten tweede willen we weten in welke mate de opwarming sterker is in polaire gebieden ten opzichte van de tropen. Dat laatste komt voor een gedeelte doordat het verdwijnen van ijs het oppervlak donkerder maakt, waardoor minder zonlicht wordt weerkaatst en het aardoppervlak extra opwarmt. Die polaire versterking bepaalt ook voor de toekomst hoeveel ijs er op het land blijft liggen en dus ook hoe sterk zeeniveau zal stijgen. Om een goede inschatting te maken van deze twee klimaateigenschappen ga ik heel veel verschillende klimaatveranderingen bestuderen in het Eoceen en Mioceen.”

Microscopisch kleine fossielen

Sluijs gebruikt voor zijn klimaatreconstructies microscopisch kleine fossielen van eencellige organismen die in die tijd leefden. De chemische samenstelling van die fossielen staat namelijk in verband met de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer, zodat Sluijs kan achterhalen hoeveel CO2 er in die tijd in de atmosfeer aanwezig was. Met andere methoden onderzoekt hij in tropische en polaire gebieden hoe warm het was.

Nauwkeuriger voorspellen

Schattingen voor toekomstige klimaatveranderingen hangen niet alleen af van de hoeveelheid CO2 die we als mens nog gaan produceren, maar ook van de gevoeligheid van het klimaat voor de CO2-stijging. De berekeningen van deze gevoeligheid en polaire versterking die Sluijs en zijn team gaan maken fungeren als een cruciale testcase voor ons begrip van het klimaat. “Dit begrip is goed voor het huidige klimaat, want klimaatmodellen simuleren het huidige klimaat namelijk bijzonder nauwkeurig, maar we weten het minder zeker voor een heel warm klimaat. We kunnen toekomstprojecties nauwkeuriger te maken als we op basis van onze informatie van het warme verleden bijvoorbeeld kunnen uitsluiten dat de gevoeligheid niet lager is dan 2°C per CO₂-verdubbeling en de polen niet minder dan twee keer zoveel opwarmen als de tropen. Dan kan zowel de temperatuur als de zeespiegelstijging beter worden ingeschat. Dit is essentieel om maatregelen te nemen tegen de gevolgen daarvan.”