Wat sediment ons over droogte kan leren

De afgelopen zomers zijn extreem droog geweest. Ook dit jaar vragen we ons af of we het record van neerslagtekort uit 1976 gaan verbreken. Droogte betekent voor de meeste mensen vooral frustraties over een sproeiverbod, maar de resulterende schade aan landbouw en natuur is niet mis. We willen daarom meer weten over droogte. Sediment van (voormalige) meren geeft onderzoekers de mogelijkheid om droogte tot wel duizenden jaren terug op te sporen. Hoe werkt dat en waarom is die informatie nuttig?

De kans op droogte in de toekomst neemt toe, zo blijkt uit klimaatvoorspellingen van het KNMI uit 2014. De klimaatscenario’s laten zien dat Zuid-Europa droger wordt en Noord-Europa natter. Nederland ligt daar precies tussen in en dat maakt de voorspelling voor ons land onzeker. Gelukkig zijn gegevens over droogte in het verleden opgeslagen in zogenaamde klimaatarchieven. Schriftelijke klimaatgegevens gaan tot zo’n 200 jaar terug. Voor nog oudere gegevens moeten we ons wenden tot de natuurlijke archieven: die zijn er gelukkig volop. Van meren tot de diepzee, overal is altijd min of meer continu sediment afgezet. De samenstelling van het sediment is een resultaat van het klimaat en de omgeving in het verleden. Door deze samenstelling te bestuderen kunnen we een reconstructie maken van het klimaat.

Drents klimaatarchief

Honderden (voormalige) meren gelegen in Drenthe, onder andere ontstaan uit pingoruïnes, zijn bij uitstek geschikt voor het reconstrueren van het klimaat. Ze liggen op de zogenaamde hogere zandgronden, precies de gebieden die nu extra last hebben van de droogte door hun al lagere grondwaterstanden. Sinds het ontstaan van deze meren aan het einde van de laatste ijstijd, circa 15.000 - 12.000 jaar geleden, is er sediment afgezet en daarin is bijvoorbeeld fossiele pollen gevangen.

De fossiele pollenkorrels zijn afkomstig van bomen en planten die rondom en in het meertje groeiden. Deze productie is vooral gedreven door de temperatuur, neerslag en nutriëntenaanbod in het verleden. Tegenwoordig wordt pollen vooral in één adem (of nies) genoemd met hooikoorts, maar gelukkig zijn deze microscopisch kleine korrels dus nog wel ergens goed voor. Pollen kan namelijk in het laboratorium uit het sediment gehaald worden om gedetermineerd te worden op soort. De pollenkorrels zijn onder de microscoop net kunstwerkjes.

Biologen weten veel over de standplaatscriteria van de plantensoorten die vandaag de dag groeien en op die manier weten we precies welke soorten het best op een natte of juist droge plek gedijen. Zo zijn hoge concentraties van de waterplant Teer Vederkruid, ook wel Myriophyllum alterniflorum, een teken van een nat milieu. Als het pollen van Teer Vederkruid dan vanaf een bepaalde diepte in het sediment niet meer terug te zien zijn, kan dat mogelijk komen door een verandering naar drogere omstandigheden ten tijde van de afzetting van het desbetreffende sediment.

Daarnaast weten we inmiddels op basis van de polleninhoud van honderden meertjes bij elkaar wat grofweg de chronologische opeenvolging is van de meest voorkomende soorten. Bepaalde samenstellingen en veranderingen in het pollen zijn daarmee karakteristiek voor bepaalde tijdvakken. Zo kun je een schatting maken van de ouderdom van het sediment door de polleninhoud te vergelijken met dit overzicht. En als er bijvoorbeeld een heel opvallend kenmerk mist, kan het wel eens zijn dat er een ‘gat’ in het klimaatarchief zit. Met een chic woord noemen we dat een hiaat, wat vrij vertaald een periode zonder afzetting van sediment of een periode van erosie van sediment is. Dat kan bijvoorbeeld gebeuren als het meer helemaal droogvalt.

Droogte door klimaat

Dankzij het Pingo Programma Drenthe was het mogelijk de pingoruïne Eikenveen te onderzoeken. Eikenveen, een voormalig meer, is nu alleen nog herkenbaar als een depressie ergens ten zuiden van Assen. Aan de hand van informatie uit de boorkern is een klimaatreconstructie gemaakt. Op basis van de polleninhoud en de gevonden hiaten is gebleken dat het meer tweemaal is drooggevallen, namelijk tijdens de Oude Dryas (14.000 jaar geleden) en tijdens het Preboreaal (11.700 jaar geleden). De belangrijkste vraag is dan of het een gevolg is geweest van droogte door klimaatverandering of door een andere lokale oorzaak. Doordat we ook op veel andere plekken tekenen van droogte zien tijdens die periodes, is het onwaarschijnlijk dat het lokale oorzaken zijn geweest. Was het dan klimaatgestuurde droogte?

Het is bekend dat rond de Oude Dryas de permafrost verdween. Door het ontdooien van het ijs werd de zandige ondergrond weer doorlatend en zorgde daarmee voor een lokale grondwaterstandverlaging. De droogte was daarom vermoedelijk geen direct gevolg van minder neerslag, maar van een hoger waterbergend vermogen in de ondergrond.

Informatie uit ijskernen op Groenland laat zien dat er een koude en droge fase was tijdens het Preboreaal, waarschijnlijk veroorzaakt door een grote hoeveelheid smeltwater van de Scandinavische ijskappen die tijdelijk de Noord-Atlantische circulatie stopzette. De droogte die hieruit voortkwam, kwam waarschijnlijk door een afname in neerslag en was dus weldegelijk klimaatgestuurd.

Met behulp van de informatie uit sediment kunnen we bestaande modellen verbeteren, om in het vervolg duidelijkere klimaatvoorspellingen te produceren voor Nederland. Het is vooral zaak om door de klimaatarchieven te spitten om te kijken wat het effect van deze droogte was op de omgeving. Daarmee kunnen we ons beter bewapenen tegen droogte in de toekomst! En voor nu? Goed zorgen voor de planten en het gele gras in je tuin, maar sproeien met mate. Wie weet reconstrueren over duizenden jaren een paar aardwetenschappers de droogte aan de hand van pollenkorrels uit jouw tuin! 

BRONNEN

• Bos, J.A.A., van Geel, B., van der Plicht, J., & Bohncke, S.J.P. (2007). Preboreal climate oscillations in Europe: wiggle-match dating and synthesis of Dutch high-resolution multi-proxy records. Quaternary Science Reviews, 26(15-16), 1927–1950.
• Hoek, W.Z, (1997). Late-Glacial and early Holocene climatic events and chronology of vegetation development in the Netherlands. Vegetation History and Archaeobotany, 6(4), 197–213.
• KNMI (2015). KNMI’14-klimaatscenario’s voor Nederland; leidraad voor professionals in klimaatadaptatie.