Wij zijn de kampioenen!

CO_2-gehalte in de atmosfeer bepaalt al 485 miljoen jaar het klimaat

Nieuwe technieken en innovatieve technologieën maken het mogelijk het verhaal van het leven op aarde, in ongekend detail, te ontrafelen. Dat leven is heel robuust en uitstekend aangepast aan het steeds weer veranderende klimaat en milieu. Het CO₂-gehalte in de atmosfeer is al een half miljard jaar de belangrijkste veroorzaker van klimaatverandering, terwijl andere geologische of kosmische processen voor vijf massa-uitstervingen hebben gezorgd, die het leven op de aarde steeds heeft overleefd. Sinds de Britse industriële revolutie zorgen wij voor een unieke en gevaarlijke uitzondering. Beeld boven: het zeeleven 450 miljoen jaar geleden toen er nog geen leven op het land was (links) en het begin van de grootste uitstervingsgolf ooit, 251 miljoen jaar geleden, door grootschalige vulkanische erupties. Onder: Inslag meteoriet die ruim 66 miljoen jaar geleden het einde van de dinosauriërs betekende (links) en het begin van de Britse industriële revolutie in 1873. ©DeviantArt; PaleoFactory, Dawid A. Iurino; UC Santa Cruz, Tim Stephens en Wikipedia.

Hoewel de belevenissen van de slecht presterende voetbalploeg FC De Kampioenen al tientallen jaren het Vlaamse beeldscherm vullen, gaat het in dit blog over Homo sapiens, de zelfverklaarde ‘wijze’ of ’verstandige mens’. Dat is de naam die Carl Linnaeus in 1758 bedacht in de tiende druk van Systema naturae, waarin hij duizenden planten en dieren een Latijnse naam gaf en ze beschreef. Elke soortnaam bestaat uit de naam van het geslacht en de soort.

Sinds die tijd is er veel veranderd in onze kennis. We beschikken nu ook over vele geo- en biochemische technieken waarover Linnaeus in zijn stoutste dromen niet zou hebben gedroomd. Het is een halve eeuw geleden dat ik met een hamer en een paar beitels als jonge geoloog het veld in trok om mijn onderzoek te doen in Spanje en later op het prachtige eiland Gotland, in Zweden. Maanden alleen kamperen in de vrije natuur met de Oostzee als zwembad. Fantastisch! Die nieuwsgierigheid van toen is nooit verdwenen.

Het verhaal dat fossielen, getuigen van leven in een ver verleden, ons nu vertellen is fascinerend. De details die we nu kunnen ontrafelen waren ondenkbaar in de jaren 1980. Nu vertellen isotopen ons over de temperatuur en het CO₂ -gehalte in de atmosfeer honderden miljoenen jaren terug, over wat er precies gebeurde toen de dino’s uitstierven door een gigantische meteoriet, over de avontuurtjes tussen ons en andere mensensoorten en over hoe we elkaar opaten als het even tegenzat. Evenals Linnaeus in 1758 vinden wij nog steeds dat de ‘verstandige mens’ heel bijzonder en intelligent is. Maar is dat wel zo? Zijn wij wel de ‘wijze mens’ onder alle mens- en diersoorten van de afgelopen 7-35 miljoen jaar? Zijn wij echt die kampioen, zoals men in de 18^de eeuw dacht?

CO₂ als dé veroorzaker van klimaatveranderingen

Wetenschappers wijzen er al heel lang op dat onze ongebreidelde CO₂-vervuiling van de atmosfeer problemen zal geven. In 1859 ontdekte de Ierse wetenschapper John Tyndall (1820-1893) het verband tussen CO₂ en wat we nu het broeikaseffect noemen. Drie jaar na zijn dood wees de Zweedse chemicus en Nobelprijswinnaar Svante Arrhenius (1859-1927) al op de mogelijke opwarming van het klimaat door onze CO₂-vervuiling. Later is duidelijk geworden dat de oliemaatschappijen dit ook al meer een halve eeuw geleden wisten. Ze verzwegen het uit winstbejag, wat crimineel is. Het kritische bloed van Arrhenius stroomt voort in de aderen van zijn verre achternicht Greta Thunberg. Zij zette zijn waarschuwing om in daden en bracht de Youth for Climate beweging op gang, waardoor ook onze Grootouders voor het Klimaat zijn ontstaan.

CO₂-concentratie bepaalt het klimaat

De grijze arcering in deze grafiek komt overeen met verschillende betrouwbaarheidsniveaus, terwijl de zwarte lijn het gemiddelde weergeeft. De gekleurde banden bovenaan geven de vijf verschillende klimaattoestanden op de aarde weer. In koele, blauwe tijden (Coolhouse en Coldhouse) zijn er ijskappen op de polen. De bruine kleuren geven de Warm- en Hothouse broeikaswereld aan, terwijl de grijze kleur de overgang tussen de ijstijd en broeikaswereld aangeeft. Gedurende deze 485.000.000 jaar waren er vijf natuurlijke massale uitstervingen, waarbij 70-90% van al het leven stierf. Bron: Judd, et al. Science, 20-09-2024.

Het is enerzijds belangrijk onze door menselijke activiteit gedreven klimaatverandering in de natuurlijke context van een geologisch perspectief te plaatsen. Daarnaast is het ook belangrijk om het verband met andere processen te begrijpen, zoals het ontstaan en de evolutie van het leven, het uitsterven van soorten en diergroepen, de chemische samenstelling van de atmosfeer en de oceaan, het ontstaan van ijstijden, enz.

In A 485-million-year history of Earth’s surface temperature leggen de onderzoekers, op een hoog abstractieniveau, het verband tussen de oppervlaktetemperatuur van de aarde in bijna een half miljard jaar en de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer. Dankzij nieuwe en vooral chemische analyses is die oefening tegenwoordig goed mogelijk, ook al is het heel veel werk. Het onderzoek werd geleid door Emily Judd, die aan het beroemde Smithsonian National Museum of Natural History in Washington D.C werkt, waar een grote opgezette Afrikaanse olifant je in de inkomhal van het museum welkom heet. Samen met haar internationale team heeft ze er maar liefst tien jaar aan gewerkt. Het was echt een monnikenwerk!

Nieuw is dat de temperatuurinformatie die door het bepalen van de zuurstofisotopenverhoudingen (proxydata) in circa 150.000 microfossielen (foraminiferen) is verkregen, is geanalyseerd met behulp van moderne, geavanceerde klimaatmodellen. Die combinatie is uniek en levert verrassende resultaten op. Zo blijkt er een nauwe relatie te bestaan tussen het CO₂-gehalte in de atmosfeer en de temperatuur op aarde. Als het CO₂-gehalte stijgt of daalt, volgt de temperatuur na enige tijd. Voor ons betekent dit dat de huidige opwarming ook na ijlt. Bovendien blijkt dat de aarde gedurende een groot deel van haar geschiedenis – in de tijd waarin het dieren- en plantenleven zich ontwikkelde -aanzienlijk warmer is geweest.

In feite schommelt het klimaat op aarde tussen twee uitersten: een broeikasklimaat (Hothouse en Warmhouse, met een gemiddelde temperatuur van respectievelijk 36-28^oC en 28-25^oC.; 41% van de tijd) en ijsklimaten (Coolhouse en Gold of Icehouse, met een gemiddelde temperatuur van respectievelijk 22-18^oC en 18-11^oC.; 31% van de tijd). Tussen die beide uitersten is er een overgangsperiode (27% van de tijd). Het leven in die vijf verschillende periodes is volledig aangepast aan de dan heersende gemiddelde temperatuur en omstandigheden. Het maximum van 36^oC betekent, evenals vandaag, uiteraard niet dat het in bepaalde regio’s niet nog veel warmer kon en kan zijn.

Uit 2020 dateert deze gedetailleerde analyse van de klimaatverandering sinds de meteorietinslag waardoor de dinosauriërs, behalve de vogels, uitstierven. De algemene trend is afkoeling, waarbij 35 miljoen jaar geleden de Antarctische ijskap ontstond tijdens een Coolhouse periode. Ruim 2 miljoen jaar gelden belandde de aarde in een Icehouse situatie, met een gestage afwisseling van tientallen ijstijden en warmere tussenijstijden. Helemaal rechts maakt de tijdschaal twee sprongen naar tienduizenden jaren en naar onze tijdschaal, vanaf de Brits industriële revolutie. Uiterst rechts zijn de verschillende IPPC-scenario’s, waardoor we ervoor zorgen dat de aarde in korte tijd weer in een Warm- of Hothouse situatie kan terecht komen. Bron: Westerhold et al. Science, 11-09-2020.

De intensiefste massale uitsterving vond 251 miljoen jaar geleden plaats en werd veroorzaakt door gigantische vulkaanuitbarstingen in wat tegenwoordig Siberië heet. Hierdoor werden enorme hoeveelheden CO₂ en andere gassen in de atmosfeer gespuwd. Het gevolg was een bloedhete broeikaswereld en een gemiddelde mondiale temperatuurstijging van maar liefst 10^oC, in ongeveer 55.000 jaar. Door de opwarming werd de oceaan gevaarlijk, zat er weinig zuurstof in het water en verzuurde die. Al met al stierven toen 80-90% van de soorten uit.

De conclusie van Emily Judd is: “Als de omgeving zo snel opwarmt, kunnen dieren en planten dat niet bijhouden” en sterven ze uit. De algemene conclusie van deze boeiende publicatie is, dat op geen enkel moment in de afgelopen 485 miljoen jaar het klimaat op aarde zo snel is opgewarmd als nu. Wat wij doen is ongekend en lijkt op de inslag van een grote asteroïde, zoals de meteoriet die een einde maakte aan het Tijdperk van de Dinosauriërs.

Wij zijn een ijstijddier en vinden onszelf heel slim

Gedurende de afgelopen twee miljoen jaar bevond de aarde zich in een ijstijdsituatie, met een mondiale temperatuur van circa 15^oC. Er was een indrukwekkende opeenvolging van ijstijden met CO₂-schommelingen die varieerden tussen 180-270 ppm maar nooit boven de 300 ppm uitkwamen. Net als alle soorten binnen het geslacht Homo, dat ongeveer twee miljoen jaar oud is, zijn wij getuige geweest van vele dramatische, natuurlijke klimaatveranderingen en -variaties. Dat nu één diersoort een klimaatverandering veroorzaakt is ongezien in de geschiedenis van de aarde.

IJstijdfauna in Noord-Spanje. Van links naar rechts: wilde paarden, wolharige mammoeten, een rendier dat wordt opgegeten door twee Europese holenleeuwen en een wolharige neushoorn aan de wandel. De grote dieren, zoals de mammoet, stierven uit door klimaatverandering en de jacht van de mens. © Wiki, Mauricio Antón.

Lang geleden hebben we op de één of andere manier onze familieleden, zoals de bonobo’s, chimpansees en gorilla’s die graag in bomen wonen, achter ons gelaten en zijn we letterlijk op de loop gegaan. Miljoenen jaren lang zochten de tientallen bekende mensensoorten, evenals andere diersoorten zoals de Europese holenleeuw, hun eigen voedsel. Ze spendeerden een groot deel van de dag aan het verzamelen van planten en het jagen op dieren, waarbij de Grote Zoogdieren ook het loodje legden. Wij ontwikkelden uiteindelijk andere manieren om aan voedsel te komen.

Onze soort Homo sapiens, is een echte ijstijdsoort, die in een periode van dramatische klimaatveranderingen, zo’n 300.000 jaar geleden, ergens in Afrika op het toneel verscheen. Ook wij waren het grootste deel van ons bestaan jagers en verzamelaars. Dankzij technologische ontwikkelingen leerden we koken, vissen en uiteindelijk ontdekten we de landbouw. Op de verschillende continenten gebeurde dat op een ander tijdstip. De vroegste landbouw ontwikkelde zich in de Levant, zo’n 10.000 jaar geleden. Dat was de neolithische of landbouwrevolutie. En daarmee begonnen we onze omgeving nog meer te veranderen. Maar de supermarkt met melk uit een pakje is een heel recente ontwikkeling. Tegenwoordig zijn wij vervreemd van de natuur, waaruit we zijn voortgekomen.

Links: Natuurlijke variatie in het CO₂-gehalte die in de afgelopen 800.000 jaar een afwisseling van koude ijstijden en warmere tussenijstijden heeft veroorzaakt. Homo sapiens ontstond 300.000 jaar geleden tijdens een ijstijd. Rechts: Keelingcurve met onze opwarming sinds 1958. Let op het enorme verschil in tijdschalen (x-as) van de twee grafieken. Op 30 september was het CO₂-gehalte 421.95 ppm.  

De volgende grote sprong voorwaarts was de Britse industriële revolutie. Voorafgegaan door nieuwe wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen namen om te beginnen steenkool en stoom het over van hout dat schaars was geworden, omdat de meeste bomen waren gekapt. Steenkool en later olie en gas is er in overvloed. Het zijn allemaal fossiele brandstoffen waarin miljoenen jaren geleden CO₂ is bewaard. Bij het gebruik ervan komt die CO₂ uit lang vervlogen tijden weer vrij. En dat kunstje hebben we geperfectioneerd, zonder oog te hebben voor de vervuilende keerzijde van deze oneindige wonderrandstoffen en zonder oog te hebben voor de natuur.  

Door onze enorme CO₂-vervuiling creëren wij nu razendsnel onze eigen klimaatverandering. Onderzoekers verwachten dat de gemiddelde mondiale temperatuur hierdoor kan oplopen naar 17^oC tegen het einde van deze eeuw. Dat is een temperatuur die we in vijf miljoen jaar niet meer hebben gezien. Maken we er echt een rommeltje van en volgen we het meest ongunstige IPPC scenario, dan komen we tegen die tijd zelfs weer in een Warm- of Hothouse situatie terecht. Dan is de natuur, met ons voorop, het grote slachtoffer omdat ze die snelle verandering gewoon niet kan bijhouden en dat ook nooit heeft moeten en kunnen doen.

Quo vadis?

Dat is de vraag die de Italiaanse kunstenaar in 1602 vereeuwigde in een mooi schilderij, waarop Christus op de Via Appia verschijnt aan Petrus die een kruis op zijn linkerschouder draagt. Dat kruis lijkt mij wat onhandig om er vandoor te gaan. Hij was op de vlucht uit Rome, waar de kwaadaardige keizer Nero (37-68) de scepter zwaaide. Nero kwam letterlijk uit een moorddadig gezin en organiseerde een meedogenloze vervolging van de christenen. Met kruis en al keerde Petrus terug naar Rome. Daar werd hij uiteindelijk gevangengenomen en ondersteboven gekruisigd in het Circus van Nero, een oord van verschrikking. Wel handig dat hij zijn kruis al bij zich had.

In dit blog heb ik een geologische bril opgezet en onze klimaatverandering vanuit dat perspectief bekeken. Het is duidelijk dat op het niveau van tientallen miljoenen jaren CO₂ het klimaat bepaalt en dat ondanks allerlei andere verschijnselen, zoals kosmische wetmatigheden of een plotselinge uitstoot van methaan in de diepzee. Dat laatste leidde tot 35 miljoen jaar geleden regelmatig tot een snelle opwarming van de atmosfeer en een snelle natuurlijke klimaatverandering (zie tweede grafiek).

Bizar is dat de CO₂-uitstoot sinds 1950 maar liefst verzevenvoudigd is. Nog gekker is dat de grote oliemaatschappijen, sinds 1959 wisten wat hiervan het gevolg zou zijn. In plaats van ons te waarschuwen, zoals de onafhankelijke wetenschap deed en doet, financierde ze de beroeps klimaatontkenners. Pas rond de eeuwwisseling gaven ze deze ‘collateral damage’ toe, terwijl hun verfoeide en voor hen uiterst goedkope lobby onverminderd voortgaat. Ze willen alleen maar profiteren van onze fossiele brandstoffenverslaving. Wat dat betreft lijken ze op drugskartels, die lak hebben aan de overheid en het menselijk leed dat ze veroorzaken. En de overheid? Die criminaliseert verontruste burgers en activisten! Wat de CO₂-vervuiling betreft zijn wij echt roekeloze, onnadenkende, egoïstische en absoluut niet wijze, kampioenen!

Het is idioot dat onze overheden klimaatactivisten criminaliseert en opsluit, in plaats van de grootste dreiging voor de mensheid aan te pakken. Waar is het klimaat in het nieuwe Vlaamse en Federale regeerakkoord? In de nieuwe Vlaamse regering zijn weer enkele hun kop in het zand stekende klimaattreuzelaars aanwezig. Zoals de ambitieuze en net geen viceminister-president geworden, maar toch tevreden kijkende Zuhal Demir en de ontroerde Hilde Crevits, die er ook weer bij mag zijn. Gelukkig belooft de EU wel haar best te doen. Maar ook daar liggen de dagdagelijkse prioriteiten (en uitvluchten) op de loer. En zo blijven we met zijn allen op onze eigen vulkaan dansen…..terwijl we vrolijk zingen ‘Wij zijn de kampioenen’.