Oceaanwater in de tropen was zo warm als een jacuzzi 56 miljoen jaar geleden toen de aarde razendsnel opwarmde, zo blijkt uit nieuw NESSC-onderzoek dat afgelopen vrijdag is gepubliceerd in Science Advances. De hoge watertemperaturen, tot boven de 36 graden Celsiuis, leidden tot een enorme sterfte onder organismen in de regio. De bevindingen vormen daarnaast een belangrijk bewijs dat temperaturen in de tropen door klimaatverandering veel verder kunnen stijgen dan wat werd vermoed.

Aardwetenschapper dr. Joost Frieling van de Universiteit Utrecht, de hoofdauteur van het artikel, vertelt:  “We wisten al dat zeewater op hogere breedtegraden veel warmer kon worden. In tijden dat de CO₂-concentratie in de atmosfeer veel hoger was vergeleken met vandaag, werd zeewater in deze streken zelfs warmer dan vandaag de dag in de tropen. Maar over de tropische gebieden is juist weinig bekend. Er is discussie over hoeveel effect stijgende CO₂-concentraties op temperaturen in de tropen hebben, zowel in het verleden als in de toekomst.”

Warm bad
Frieling en zijn collega’s maakten een reconstructie van de watertemperaturen van een ondiep gedeelte van de tropische Atlantische oceaan dat zich 56 miljoen jaar geleden bevond in het huidige Nigeria. Tijdens deze tijdsperiode, die bekend staat als het Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), warmde het klimaat in gebieden buiten de tropen minstens vijf graden op. Net als bij de huidige opwarming van het klimaat ging ook de temperatuurstijging gedurende het PETM gepaard met een snelle stijging van CO₂-concentraties. Wetenschappers onderzoeken deze klimaatpiek om de lange termijn gevolgen van de huidige opwarming beter te begrijpen maar van de temperaturen in de tropen was nog weinig bekend.

Na onderzoek van de chemische samenstelling van fossieltjes die in de sedimenten bewaard waren gebleven, wisten de wetenschappers vast te stellen dat de temperatuur van het zeewater tijdens het PETM drie graden toenam, en steeg tot boven de 36 graden Celsius. Frieling: “Dat is vergelijkbaar met de  watertemperatuur wanneer je in een jacuzzi stapt. Als het water nog heter zou zijn, dan zouden we het waarschijnlijk te heet vinden en onze voet terugtrekken.”

Hittestress
De wetenschappers ontdekten verder dat de hoge watertemperaturen dramatisch uitpakten voor zogenaamde dinoflagellaten, een groep eencellige organismen die een cruciale plek innemen in het ecosysteem van de oceaan. De hoeveelheid dinoflagellaten en hun diversiteit daalden echter dramatisch in de tijd dat de temperatuur van het zeewater snel steeg,.  “Het was verrassend om te zien dat zelfs normaal gesproken zeer stress bestendige dinoflagellaten niet tegen deze hitte konden. Verder van de evenaar af profiteerden zij namelijk van de hogere temperaturen,” vertelt Frieling.

“Waarschijnlijk lagen landtemperaturen gemiddeld zelfs boven de veertig graden en hadden nog hogere uitschieters.”

De hittestress moet ook nadelig hebben uitgepakt voor grotere organismen, zoals planten en vissen, vermoedt Frieling. “Als zelfs eencellige organismen door hittestress  massaal sterven, dan kun je er van uit gaan dat ook meercellige organismen het onder deze omstandigheden niet redden. Waarschijnlijk lagen landtemperaturen gemiddeld zelfs boven de veertig graden en hadden nog hogere uitschieters. Voor landplanten is dit een gigantisch probleem, bij zulke temperaturen sterven zij simpelweg af.”

Tropische thermostaat
De bevindingen tonen ook aan dat er geen bovengrens is voor temperaturen in tropische wateren. Het betekent dat een toename van CO₂ in de atmosfeer tot veel hogere temperaturen in de tropen kan leiden dan eerst door wetenschappers werd vermoed.  Frieling: “Verschillende wetenschappers hebben namelijk voorgesteld dat een klimaatmechanisme, vergelijkbaar met een thermostaat,  de temperatuur in de tropische regio’s stabiel kan houden, zelfs wanneer de rest van de planeet warmer wordt.”

“Onze resultaten tonen aan dat zo’n tropische thermostaat niet bestaat. Ons werk ondersteunt dus klimaatmodellen die voorspellen dat de temperatuur van de tropische oceanen significant zal stijgen door de stijging in de CO₂ concentratie. En dat is cruciaal voor het bepalen van de mondiale impact van de mens op het klimaat.”

Artikel:
‘Extreme warmth and heat-stressed plankton in the tropics during the Paleocene – Eocene Thermal Maximum’
Science Advances 2017.
J. Frieling, H. Gebhardt, M. Huber, O. A. Adekeye, S. O. Akande, G.-J. Reichart, J. J. Middelburg, S. Schouten, and A. Sluijs