Bijzondere momenten in het klimaatverleden zijn interessant om te onderzoeken. Wie weet stuit je op bruikbare informatie voor de huidige situatie op onze planeet. Cindy Schrader, onderzoeker bij het NESSC, kijkt naar temperatuurpieken van 50 miljoen jaar geleden. Want hoe ontstonden die snelle opwarmingen, en waardoor koelde het daarna ook weer af?

Tijdens de periode waar Cindy naar kijkt, het Early Eocene Climatic Optimum (EECO),  waren er behoorlijk wat van zulke temperatuurpieken – of hyperthermals, in geologentaal. ‘Er wordt veel onderzoek naar gedaan, want het zijn interessante momenten die iets kunnen zeggen over de manier waarop het klimaat heel snel kan veranderen,’ zegt Cindy. ‘Die hyperthermals waren waarschijnlijk de snelste grote temperatuurstijgingen van de laatste 65 miljoen jaar, en daardoor interessant vergelijkingsmateriaal voor de huidige opwarming.’ Alleen: het onderzoek focust zich vaak op de grootste piek, onder geologen bekend als de PETM. De gegevens over de andere, kleinere piekjes laat nog te wensen over.

Fossiele resten

Daarom is Cindy bezig om het logboek completer te maken. Dat doet ze door naar stabiele isotopen te kijken in de resten van zeediertjes. Als je boort in de zeebodem, kom je daar de fossiele restjes van plankton tegen. Hoe dieper je gaat, hoe ouder. Van die fossiele restjes kun je de zuurstofatomen of koolstofatomen analyseren om iets te weten te komen over de omstandigheden van lang geleden. De verhouding van de verschillende vormen (isotopen) van een zuurstofatoom die je terugvindt in de fossielen, zegt bijvoorbeeld iets over de temperatuur en het zoutgehalte in de periode dat het zeediertje leefde. Met die stabiele isotopen kun je dus de gaten opvullen van een periode waarover weinig bekend is.

Dat opvissen van die fossiele resten van zeediertjes, foraminiferen, is nog best ingewikkeld, vertelt Cindy. ‘Als je een boorkern hebt die overeenkomt met de periode waar je naar op zoek bent, moet je die eerst in dunne plakken snijden en wassen. Dan houd je alle foraminiferen over. Heb je die gedroogd, dan heb je een bakje over met foraminiferen die je onder de microscoop kunt bekijken. Lang niet alle soorten zijn geschikt: je moet dus de goede soort eruit pikken. Minstens 15, want je wilt wel genoeg materiaal om de isotopen te kunnen meten.’ Als dat eenmaal is gelukt, kun je de fossiele restjes malen en in een massaspectrometer stoppen. Dat apparaat bepaalt de verhouding van verschillende isotopen.

Om nog zekerder te zijn dat de gegevens die Cindy uit de foraminiferen haalt kloppen,  gebruikt ze nog een andere methode. Die brengt haar naar Santa Cruz, VS – in het lab daar kan ze naar de verhouding van magnesium en calcium in haar samples kijken. ‘Die verhouding zegt ook iets over temperatuur, net als zuurstofisotopen, maar heeft niets te maken met het zoutgehalte. Die gegevens kunnen dus mijn andere data bevestigen.’

Detectivewerk

Van de hyperthermals tijdens en aan het einde van de EECO is nog weinig bekend. En het is mooi om dat te onderzoeken, zegt Cindy, omdat we dan ook beter kunnen uitzoeken hoe ze werken. ‘Die zijn niet één op één vergelijkbaar met de situatie van nu, want de temperatuur gaat nu met een veel steilere piek recht omhoog. Maar toch is het interessant: als er bepaalde triggers waren die de temperatuur ineens heel snel lieten stijgen, nadat een drempelwaarde was bereikt, kan dat ook gelden voor onze situatie.’ Natuurlijk is er geen één op één vergelijking te maken, zegt Cindy.  Maar met meer informatie uit het verleden kunnen we wel beter snappen hoe het klimaatsysteem werkt. En daarmee betere modellen maken om de toekomst te voorspellen.

‘Dat maakt het uitpluizen van een  periode van zo lang geleden ook aantrekkelijk. Het voelt als detectivewerk. Alles heeft invloed op alles. Je moet goed nadenken over hoe het hele systeem werkt.’