Een schelp van drie miljoen jaar oud die het weer van de toekomst kan voorspellen? Klinkt voor jou misschien als rocketscience, maar in de paleoklimatologie is het niet meer dan logisch.

‘De aarde is al heel oud en heeft al veel verschillende klimaatschommelingen meegemaakt,’ zegt paleoklimatoloog Niels de Winter van de Vrije Universiteit Amsterdam. ‘Die schommelingen gebruiken wij wetenschappers als een soort natuurlijk laboratorium waarin we de impact van klimaatverandering op het leven kunnen onderzoeken. Als we iets willen weten over het klimaat van de toekomst, moeten we dus naar het verleden kijken.’

Hoe een schelp het weer voorspelt

En in dit geval specifiek naar de Pliocene Warme Periode, een tijdperk dat duurde van ongeveer 3 tot 3,3 miljoen jaar geleden. In de Pliocene Warme Periode was de temperatuur op aarde zo’n 2,5 tot 3 graden hoger dan nu, legt De Winter uit. Ongeveer zo warm als het in het jaar 2100 zal zijn volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Destijds stonden Nederland en België helemaal onder water,’ zegt De Winter. ‘Toen ze een tijd geleden in Antwerpen de haven gingen uitbreiden, kwamen de zanden die daar in het Plioceen zijn afgezet prachtig bloot te liggen. De schelpen uit die zandafzettingen bevatten een schat aan informatie over het klimaat in die tijd.’

De schelpen die De Winter en zijn collega’s onder de loep namen, zijn afkomstig van mollusken: een stam van ongewervelde dieren met een week lichaam en (vaak) een uitwendig kalkskelet. Ze bestaan al zeker honderden miljoenen jaren. Mollusken bouwen hun kalkskeletten op in laagjes, die zichtbaar blijven als de jaarringen van een boom.

‘De meeste mollusken in deze contreien van de wereld laten in de winter een groeiafname zien,’ legt De Winter uit. ‘Die winterlaagjes gebruiken we om te kunnen aanwijzen hoe lang de winter en zomer moeten hebben geduurd in de tijd dat het diertje leefde. Daarnaast hebben we in dit onderzoek gebruik gemaakt van de zogenoemde clumped isotope analysis-methode.’

Clumped isotope analysis uitgelegd

Klinkt ingewikkeld, geeft De Winter toe, maar eigenlijk valt dat best mee. ‘De oceaan zit barstensvol zuurstof: De O in H2O,’ zegt de wetenschapper. ‘Wat je vervolgens moet weten is dat zuurstof twee veelvoorkomende isotopen heeft: zware zuurstof en lichte zuurstof. Wat wil nu? Als het warm is, neemt een weekdiertje meer lichte zuurstof dan zware zuurstof op in zijn schelp. Dat heeft dan weer te maken met thermodynamica: kort gezegd zijn lichte moleculen – die sneller trillen als ze opwarmen – makkelijker op te nemen.’

Het lastige aan zuurstof is echter dat de isotopische samenstelling ervan niet alléén van temperatuur afhankelijk is. Zo bevat rivierwater bijvoorbeeld meer lichte zuurstof dan zeewater. Hoe je dat oplost? ‘Door niet alleen de zuurstof, maar ook de koolstof in de schelp te analyseren,’ vertelt De Winter.

‘Ook koolstof heeft zware en lichte isotopen, maar het fijne aan dit element is dat het niet afhankelijk is van de watercompositie. Die combinatie van zuurstof- en koolstofisotopen levert ons dus pure temperatuurinformatie. Het is een van de eerste keren dat we deze methode op seizoensschaal hebben toegepast. En de resultaten zijn gigantisch interessant.’

Zomers warmer sterker op dan winters

De belangrijkste conclusie van De Winters onderzoek? Dat zomers veel sterker opwarmen dan winters in een warmer klimaat zoals in het Plioceen, zo stellen De Winter en zijn collega’s afgelopen maand in journal Science Advances.

‘We hebben kunnen vaststellen dat de zomer destijds 4,3 graden warmer was dan nu, maar de winter slechts 2,5 graad,’ zegt De Winter. ‘Vergelijk je dat met de klimaatmodellen van het IPCC, dan zijn die resultaten vergelijkbaar: grotere temperatuurverschillen, meer kans op hittegolven. Ons onderzoek levert dus robuust bewijs dat dit is wat we in de toekomst gaan meemaken. Toch wel mind blowing dat al die kennis in een drie miljoen jaar oude schelp besloten ligt.’

https://www.nationalgeographic.nl/wetenschap/a60944858/schelp-voorspelt-klimaatverandering?fbclid=IwZXh0bgNhZW0CMTEAAR2Cu9nBb4k1SbCCybRCmA6FvcCkKkUqLifRcHwtVhL1EOrdDhFWS4Jdl9s_aem_ZmFrZWR1bW15MTZieXRlcw