500 miljoen jaar lange reconstructie van CO2
NESSC-wetenschappers hebben een reconstructie gemaakt van CO2-concentraties voor een recordperiode van 500 miljoen jaar. Onderzoekers van het Koninklijk Nederlands Instituut voor onderzoek der Zee (NIOZ) en de Universiteit Utrecht achterhaalden de oeroude CO2-concentraties door het bestuderen van in bodem bewaarde kleurstofmoleculen van mariene algen. De studie, online gepubliceerd in Science Advances, laat ook zien dat de CO2-concentraties in de atmosfeer niet eerder zo snel stegen als tijdens de afgelopen eeuw.
De nieuwe reconstructie van honderden miljoenen jaren aan CO2-concentraties toont hoe gedurende het geologische verleden van de aarde de hoeveelheid van CO2-gas steeg en daalde in de atmosfeer. Klimaatonderzoeker Caitlyn Witkowski, hoofdauteur van het artikel en promovendus bij het NIOZ: “In onze gegevens zien we hele hoge niveaus van koolstofdioxide, van meer dan 1000 ppm in tegenstelling tot de huidige 410 ppm. De huidige concentraties zijn vanuit dit perspectief niet uniek – maar de snelheid waarmee die veranderingen nu plaatsvinden is dat wel. Veranderingen die meestal miljoenen jaren duren, vinden nu in een eeuw plaats. Onze extra CO2-gegevens kunnen helpen de toekomst van onze planeet beter te begrijpen.”
Fytaan
Voor het maken van hun reconstructie selecteerde Witkowski samen met collega’s honderden monsters van over de hele wereld. Een doorbraak in het onderzoek is dat voor hun aaneengesloten reeks gebruik werd gemaakt van slechts één indicator: fytaan, een restproduct van het groene bladkleurstof chlorofyl. Klimaatwetenschappers gebruiken voor CO2-reconstructies vaak verschillende indicators op basis van planten en chemicaliën die bewaard zijn in sedimentlagen in de oceaan.
Omdat chlorofyl overal ter wereld voorkomt, is ook fytaan overal te vinden. Witkowski: “De chemische samenstelling van fytaan verandert niet in de loop van de tijd, zelfs niet als het miljoenen jaren oud is. Met fytaan gaan we verder terug in de tijd en kunnen we de langste CO2-concentratiereeks reconstrueren. Voor wetenschappers die via modellen het klimaat van de toekomst zo nauwkeurig mogelijk proberen te voorspellen is deze informatie van onschatbare waarde.”
Terug in het verleden
Om het klimaat van de toekomst beter te voorspellen, bestuderen geologen de samenhang tussen veranderende hoeveelheid CO2 in de atmosfeer en het klimaat. Betrouwbare kennis over de CO2-concentraties gedurende het geologisch verleden is hiervoor een voorwaarde. Het onderzoek naar fytaan biedt aardwetenschappers mogelijkheden nog verder in het verleden te kunnen kijken, zelfs verder dan het Cambrium, het geologisch tijdperk waarin het leven op aarde zich verder begon te ontwikkelen. De alleroudste fytaan moleculen die zijn gevonden, zijn twee miljard jaar oud. Witkowski: “We hebben een nieuwe manier van tijdreizen ontwikkeld en gevalideerd, waarmee we verder terug in de tijd gaan en meer plekken bezoeken.”
Artikel:
Molecular fossils from phytoplankton reveal secular pCO2 trend over the Phanerozoic
Science Advances, 2018.
Caitlyn R. Witkowski, Johan W.H. Weijers, Brian Blais, Stefan Schouten, and Jaap S. Sinninghe Damsté
Ook in dit Tipping Point Ahead filmpje vertelt Caitlyn over haar onderzoek: