Klimaatverandering door Milankovitch cycli

Naast antropogene klimaatverandering kent onze planeet ook natuurlijke schommelingen in het klimaat. Tot voorheen was onbekend of en hoe deze schommelingen plaatsvonden tijdens de vroege jaren van de aarde. Dankzij een nieuwe dateringstechniek kunnen we dit nu achterhalen. Klimaatverandering kwam ook toen al voor, blijkt uit een 2,5 miljard jaar oude gesteenteformatie in Zuid-Afrika.

Deze vondst laat zien dat het klimaat van onze aarde, zelfs in haar jonge jaren, werd beïnvloed door Milankovitch cycli. Milankovitch cycli zijn periodieke veranderingen in het klimaat die het resultaat zijn van aantrekkingskracht van de lichamen in ons zonnestelsel op de aarde. Deze aantrekking zorgt er voor dat de baan en positie van de aarde ieder jaar een klein beetje verandert. Pas na een periode van tien- tot honderdduizenden jaren komt de aarde weer op dezelfde plek terecht.

Deze cycli bepalen de hoeveelheid zonnestraling die een gebied ontvangt en daarmee dus het klimaat. Het klimaat bepaalt op haar beurt welke sedimenten er op de zeebodem worden afgezet. Als deze sedimenten over miljoenen jaren tijd zijn versteend en boven de zeespiegel komen, vormen ze de kliffen en bergen van onze aarde. Door dit geologisch ‘archief’ raad te plegen is het mogelijk het klimaat van het verleden te onderzoeken.

Nieuwe techniek

Gesteente van 2,5 miljard jaar geleden is vaak slecht bewaard gebleven. Dit komt door de lange tijd die erosie, deformatie en metamorfose hebben gehad om het gesteente te bewerken. Daarnaast was het tot voorheen onmogelijk om de invloed van de Milankovitch cycli te bepalen voor een 2,5 miljard jaar oud gesteente. Dit komt omdat het niet mogelijk was om gesteente van die ouderdom nauwkeurig genoeg te dateren, wat nodig is om vast te stellen met welke cycli men te maken heeft. Nu is er een nieuwe dateringstechniek die voor het eerst mogelijk maakt marien sedimentair gesteente dat op de hedendaagse aarde niet meer wordt gevormd te onderzoeken.

Er zijn maar enkele plaatsen ter wereld waar je de invloed van Milankovitch cycli kan onderzoeken voor die periode. Één daarvan is het Griqualand West Basin, gelegen in het hedendaagse Zuid-Afrika. Hier is de zogeheten Gamohaan formatie bestudeerd.

De onderzochte gesteenteformatie laat drie duidelijke cycli zien. Deze kunnen alle drie worden gelinkt aan de eccentriciteit (zie kader) door middel van nauwkeurige datering. Cycli met een kleinere periode, zoals obliquiteit en precessie (zie kader) zijn echter moeilijk zichtbaar in de formatie. Dit komt doordat het gesteente op kleine schaal flink is gedeformeerd, waardoor sommige lagen dikker of dunner lijken en in sommige gevallen zelfs helemaal ontbreken. In de minder gedeformeerde stukken zijn deze cycli wel terug te vinden, maar omdat ze niet continue doorlopen is het moeilijk om hun bestaan met zekerheid vast te stellen.

In vergelijking met Milankovitch cycli beïnvloedt antropogene klimaatverandering (lees: de mens) onze aarde op een veel kleinere tijdsschaal. Milankovitch cycli spelen over een periode van tien- tot honderdduizenden jaren, de mens doet dit factor duizend sneller. De vondst van Milankovitch cycli kan dus niet als argument worden gebruikt om niets tegen klimaatverandering hoeven te doen. Om onze planeet en het leven daarop te beschermen moeten we drastische maatregelen nemen en onze uitstoot beperken, anders maken we geen Milankovitch cycli meer mee.