Diepe aarde bepaalt zeespiegelniveau

Wie het smelten van het ijs in het verre verleden doorgrondt, kan toekomstige zeespiegelstijgingen beter voorspellen.

Zo'n drie miljoen jaar geleden, tijdens het zogeheten Pliocene klimaatoptimum, was de concentratie CO2 op aarde ongeveer even hoog als nu, en de temperatuur twee à drie graden hoger. Dat is zo warm als het volgens het klimaatverdrag van de Verenigde Naties maximaal mag worden. Wie terugkijkt naar het Plioceen werpt dus in feite een blik in de nabije toekomst.

Het zeeniveau was destijds ongeveer 35 meter hoger dan nu, schatten sommige geologen. Ze doen dat op grond van de dikte van gesteentelagen aan de oostkust van de Verenigde Staten: meer zeewater betekent dat er dikkere plakken gesteente worden afgezet. En zo te zien aan het gesteente, waren de ijskappen van Groenland en Antarctica destijds grotendeels als smeltwater in zee beland.

Alleen: de reconstructie klopt niet, stelt een team van Canadese en Amerikaanse geofysici. 'Wij komen uit op een zeespiegel die hooguit 25 meter hoger is dan die van nu', zegt geofysicus David Rowley van de universiteit van Chicago, die het onderzoek vorige maand publiceerde in Science. 'En misschien zelfs net zo hoog als tegenwoordig'.

Meer zeewater betekent weliswaar dat er dikkere lagen gesteente worden afgezet, maar de trage stroming van het stroperige gesteente in de aardmantel, op tientallen kilometers diep, heeft de zeebodem in het gebied sinds drie miljoen jaar geleden flink vervormd. Gevolg is dat de gesteentelagen aan de Amerikaanse oostkust helemaal niet zo'n betrouwbare graadmeter zijn voor de zeespiegelhoogte.

De bevinding is geen incident. Steeds duidelijker wordt dat reconstructies van zeespiegelvariaties in het verleden er vaak meters naast zitten, omdat in de computermodellen de rol van de diepe aarde onderbelicht blijft.

Zo toonde een andere studie aan dat de zeespiegel tijdens de piek van de laatste koude periode die de aarde gekend heeft bijna 10 meter lager stond dan veel onderzoekers dachten. De ijzige periode die de aardwetenschappers onder de loep namen duurde van ongeveer 26.500 tot 20.000 jaar geleden, toen de ijskappen zich uitstrekten over Noord-Amerika, Noord-Europa en Azië.

Uit reconstructies was al geconcludeerd dat het gemiddelde zeeniveau destijds 120 meter lager was dan tegenwoordig - je kon naar Engeland lopen - maar volgens het nieuwe onderzoek moet dit zelfs 130 meter zijn. Het ontbrekende water moet dus aanwezig zijn geweest in de vorm van ijs, schreven Canadese en Amerikaanse geofysici vorige week in het vakblad Nature Geoscience. En niet zo'n beetje: het komt erop neer dat men blijkbaar een ijsmassa ter grootte van de ijskappen op Groenland over het hoofd heeft gezien.

Barbados

De onderzoekers gebruikten gegevens van het Antilliaanse eiland Barbados in de Caribische Zee. 'Barbados is een van de locaties waarop wereldwijde zeespiegelreconstructies gebaseerd zijn', vertelt Jacqueline Austermann, geofysicus aan de Harvard Universiteit, die aan het onderzoek meewerkte. Uit de dikte en samenstelling van versteende lagen koraal op het eiland is namelijk goed bekend hoe diep het water hier door de jaren heen geweest moet zijn. Meteen ten westen van het eiland duikt de Zuid-Amerikaanse aardschol echter onder de Caribische Plaat. Dat heeft invloed op de samenstelling van de diepe aarde, en daarmee ook op de hoeveelheid bodemdaling.

'De oceaanbodem zakt in onder het gewicht van het water. Hoe groot die bodemdaling is hangt af van de dichtheid en de stroperigheid van het materiaal op grote diepte', verklaart Bert Vermeersen, geofysicus aan de TU Delft en het NIOZ op Texel. 'Het is een belangrijk artikel', vindt hij. Onderzoek gebaseerd op andere plekken op aarde kwam vaak al wel uit op 130 meter. 'De vraag waar al dat water gebleven was moet nu dus echt beantwoord worden. Niemand kan meer zeggen dat het misschien toch 120 meter was, en zich dan beroepen op de metingen van Barbados.'

Het is goed dat dit soort effecten in kaart worden gebracht, vindt ook Roderik van de Wal, paleoklimaatonderzoeker aan de Universiteit Utrecht. Het laat zien dat zeespiegelschattingen per regio kunnen verschillen, en dat je voor gemiddelden dus op meerdere plekken moet meten.

Wie dat doet vindt voor de warme periode van drie miljoen jaar geleden een zeeniveau van maximaal 20 meter hoger dan tegenwoordig. 'Ook daarvoor moeten overigens flinke stukken van Groenland en Antarctica zijn weggesmolten', aldus van de Wal. Wat het zegt over de huidige zeespiegelstijging is lastig aan te geven. 'Niemand weet namelijk exact in hoeveel tijd dat ijs is verdwenen', zegt Van de Wal. 'Waarschijnlijk had de aarde er tienduizenden jaren de tijd voor.'

DERTIG TOT HONDERD EEUWEN

De laatste officiële schattingen voor de toekomstige zeespiegelstijging van het IPCC, het internationale klimaatpanel van de Verenigde Naties, liggen ongeveer tussen de 20 en 60 centimeter per eeuw. Daarmee zou voor een zeespiegelstijging van 20 meter 3.000 tot 10.000 jaar nodig zijn.

undefined

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden