Toekomst klimaat zie je in de achteruitkijkspiegel |
|
datum plaatsing |
mei-07 |
medium |
EOS |
auteur |
Peter de Jaeger |
Korte biografie. Bert van der Zwaan (1952, Voorschoten) bezocht de middelbare school in Dordrecht en studeerde daarna paleontologie en geologie aan de Vrije Universiteit en de Universiteit van Amsterdam. Hij promoveerde aan de universiteit van Utrecht in 1982 op de evolutie van foraminiferen (eencelligen). Na een kort verblijf in Israël werd hij docent in Utrecht en vanaf 1991 de eerste -en nog steeds enige in Nederland- (deeltijd) hoogleraar Biogeologie aan de Radboud Universiteit Nijmegen. In 2003 werd hij hoogleraar in Utrecht. Van der Zwaan ijverde jarenlang voor een virtueel centrum voor biogeologie, dat in 2004 het licht zag onder de naam Darwin Centrum voor Biogeologie. “Doel van dit onderzoekscentrum is het systeem aarde te snappen”, zegt hij. “Biologen hebben totaal geen historisch tijdsbesef en geologen begrijpen niet hoe complex het leven is. Die twee disciplines kunnen dus veel van elkaar leren”. Van der Zwaan leidt een grote onderzoeksgroep op het gebied van Paleoklimatologie en Biogeologie. Sinds 2006 is hij decaan van de Utrechtse faculteit Geowetenschappen. Biogeoloog Bert van der Zwaan: ”Klimaatsceptici denken als creationisten” Door samenspel tussen biologen en geologen ontstaan nieuwe inzichten in de evolutie. Kennis op korte en langere termijn worden namelijk aan elkaar gekoppeld. Een gesprek over een wereld zonder ijskappen, de achteruitkijkspiegel van biologen, de oceaan als postbode en vals spelen. Waarom is het Centrum voor biogeologie naar Charles Darwin genoemd? Darwin begon zijn carrière als geoloog en ging daarna pas nadenken over de ontwikkeling van het leven op aarde. En dat is precies de lading van het Darwin Centrum: hoe verandert het leven op aarde door de tijd heen in de context van een veranderende aarde. In die zin is Darwin het mooiste symboolfiguur dat je kunt wensen. Andere reden is dat deze aansprekende naam door nog geen enkele andere instelling binnen ons vakgebied was opgeëist. Wat is dat nieuwe vakgebied nu precies? Biogeologie is een samenwerkingsverband tussen biologen en aardwetenschappers die dezelfde problematiek bekijken. Namelijk hoe verandert het leven op aarde en hoe verandert de aarde. Die twee processen blijken heel veel met elkaar te maken te hebben. Dat is interessant, omdat heel veel problematiek van dit ogenbik in het teken staat van een veranderende aarde waardoor het leven onder druk staat, denk aan klimaatverandering en de bovenmatige uitstoot van fosfaat en nitraat. Het leven op aarde kan door de vruchtbare kruisbestuiving tussen verschillende disciplines, zoals paleontologie, geochemie en ecologie, beter worden begrepen als onderdeel van het hele ecosysteem aarde, inclusief oceanen, land en lucht. Dat levert nieuwe inzichten in de evolutie,. Ander pluspunt is dat je op deze manier op veel evrschillende tijd- en ruimteschalen kijkt. Biologen werken met tijdschalen van milliseconden tot hooguit enkele jaren of decaden. Voor een groter voorspellend vermogen zou je meer willen weten over langere tijd en op een grotere ruimtelijke schaal. Daar zijn aardwetenschappers goed in thuis. Aangezien je nu eenmaal niet naar de toekomst kunt reizen, maar wel naar het verleden, kun je via de achteruitkijkspiegel vroegere tijden in beeld brengen. Het blijkt dan dat er een grote congruentie zit tussen wat nu aan de hand is en wat er in het (soms verre) verleden zich heeft afgespeeld. Er zijn nu veel processen gaande die zich ooit voltrokken op een natuurlijke manier. Niet hetzelfde, maar wel gelijksoortig. Zo hebben we perioden gehad met veel CO2, hele warme perioden en perioden met verzuring van de atmosfeer. Kortom, er is verbazingwekkend veel te leren uit het verleden. Kunt u een voorbeeld geven? Er is een hele periode in het hele Mesozoicum, 250 tot 60 miljoen jaar geleden, waarbij de CO2 concentratie over hele grote delen van die periode vier tot tien maal de huidige concentratie was. De natuur paste zich wonderwel aan. Dat wil dus zeggen dat eigenlijk de normale staat van de aarde er een is zonder grote ijskappen in de poolstreken, met hoge CO2 omstandigheden en met hoge zeespiegels. Zestig miljoen jaar geleden is de aarde van uit zo’n hele lange warme periode omgeslagen naar een koudere periode. Een omslag van een broeikas naar een ijskast. Er zijn veel theorieën over hoe dat komt. Maar wat vast staat is in ieder geval dat van zestig miljoen jaar terug tot nu we een koudere periode hebben met sinds tien miljoen jaar zelfs twee ijskappen en met lage CO2 omstandigheden. De mens gooit er nu de afgelopen honderd jaar, met name sinds de jaren zestig, industrieel CO2 bovenop maar nog steeds zijn de concentraties relatief laag. Laat ik daar gelijk een waarschuwing achteraan plakken voordat er misverstanden ontstaan. Het is wel zo dat het tempo waarin we dit als mens veranderen exceptioneel hoog is. De verdubbeling die we de komende veertig jaar tegemoet mogen zien is extreem. Dat vindt nergens zijn gelijke in de geschiedenis van de aarde. Ondanks de gevonden parallellen met vroeger tijden, toen de mens nog niet rondliep, denkt u toch dat de mens oorzaak is van de huidige klimaatverandering? Absoluut, ik ben geen klimaatscepticus die de verandering uitsluitend toeschrijft aan de natuur. Ik denk sinds 2 feb (toen het IPCC rapport verscheen van de Verenigde Naties, PdJ), maar ook daarvoor al, dat de mens een belangrijke bijdrage levert aan klimaatverandering door het produceren van broeikasgassen. Klimaatsceptici kun je vergelijken met evolutiesceptici of creationisten. Die laatsten zeggen jullie weten nog niet alles, dus de schepping is waar. De klimaatsceptici redeneren eigenlijk precies hetzelfde. Die zeggen jullie weten nog niet alles en kunnen niet alles verklaren, dus jullie klimaatmodel klopt niet en daarmee is het nog steeds niet aangetoond dat de mens een grote rol speelt. Ik vind dat raar. Het is evident dat de mens wel degelijk een rol speelt. Een behoorlijk grote rol zelfs. Maar dat er daarnaast, zeker in de afgelopen jaren, aanvullende zaken zijn waar we nog niet alles van weten, dat moet je ook durven zeggen. De opwarming van de aarde is een feit, toch zitten we volgens u aan te hikken tegen een nieuwe ijstijd. Hoe rijmt zich dat met elkaar? De cyclus van Milankovich, gebaseerd op de intensiteit van zonnestraling, voorspelt een regelmatige terugkeer van koude en warme periodes. En er zou de komende eeuwen volgens de normale gang van zaken nu een koudere periode moeten intreden. Je kunt tamelijk precies voorspellen hoe koud die onafwendbare ijstijd gaat worden. Maar, die periode van afkoeling wordt eigenlijk vooruitgeschoven door het hoge koolstofdioxidegehalte van de lucht. Vooral de afgelopen dertig tot vijftig jaar zien we een afwijkende trend. Met name de laatste jaren. Die afwijking is volledig toe te schrijven aan de mens. Hoever wordt de nieuwe ijstijd uitgesteld? Dat moet nog blijken. Hij kan zelfs helemaal gedempt worden en niet optreden in zijn ergste vorm als de mens gewoon doorgaat met broeikasgassen de lucht in te jagen. Verwacht wordt dat het effect van menselijk geproduceerd CO2 een aantal honderden jaren nog merkbaar blijft. Dat betekent dat pas over zo’n 500 tot 1000 jaar, als we nu een pas op de plaats maken, je geleidelijk aan weer de normale slinger van Milankovich ziet terugkomen en het werkelijke effect van het kouder zichtbaar wordt. Bij de normale curve van Milankovich zou over grofweg zeven tot tienduizend jaar vanaf nu de maximale ijstijd ingetreden zijn. Maar de wereld zou al vanaf heden geleidelijk aan een heel klein beetje kouder worden. Dat zullen we dus niet zien gebeuren, in ieder geval niet de komende een tot twee eeuwen. De beste voorspelling is dat het heel geleidelijk aan juist een heel klein beetje warmer wordt. Kun je het broeikaseffect vermijden door kooldioxide op te slaan onder de grond? Jazeker. Daar ben ik voor. Ik denk dat als je goed kijkt naar alle scenario’s is het tot 2050 niet te verwachten dat we de energietransitie, dus gebruik van totaal nieuwe energie en het afzien van fossiele brandstof, netjes voor elkaar hebben. Dat gaat langer duren. De komende decennia zijn hard nodig om die technologische slag te maken. Bij gebrek aan alternatieven zullen we voorlopig nog gewoon CO2 blijven produceren. Op basis van alles wat nu voor ons ligt is het nodig om twee dingen in ieder geval te doen; in hoge mate zorgen dat we minder CO2 uitstoten en er nog schepje bovenop doen door CO2 dat we produceren opslaan in de grond. Technisch gezien is dat goed mogelijk. Maar dat kost klauwen vol geld. Dat valt reuze mee. Het is natuurlijk duurder dan het zomaar de lucht in te laten floepen. Maar je moet de vraag wat is duur altijd afwegen tegen wat is de schade als je het niet doet. De milieuschade als gevolg van opwarming van de aarde kan groot kan zijn, dat weten we uit goed gedocumenteerde studies, bijeen gebracht door de Verenigde Naties. Tegelijk zijn de maatschappelijke schade en de ecosysteemschade nog niet goed doorgerekend. Afgezet tegen al die kosten valt de prijs voor opslag van CO2 mee. Je moet hierbij denken aan opslag van CO2 bij de bron, dus bij energiecentrales. De consument zal daardoor 10% meer betalen voor zijn energierekening. De elektriciteitscentrales en grote industriële producenten die zouden de CO2 moeten afvangen en gelijk terugstoppen in lege gasvelden die al klaar liggen. En koolstofdioxide vastleggen in bomen? Dat is vals spelen. Het idee om CO2 vast te leggen in groeiende bomen was tien jaar terug heel prominent aanwezig. Maar het lijkt maar heel even te werken. In levende fase leggen die inderdaad co2 vast in organisch materiaal. Maar op moment dat boom afsterft zie je dat het weer door afbraak van organisch materiaal terug geeft. Dus daar moet je bij bedenken en vooral berekenen wat nu eigenlijk zo’n ontwikkeling van alsmaar bebossen gebeurt en dan zie je dat er een zekere eindigheid in zit. In het begin werkt het wel degelijk, je gaat van een aarde zonder bos naar een aarde met bos. Absoluut, netto wordt daar CO2 gebruikt en vastgehouden. Maar daarna ontstaat er een zekere stationaire situatie. Wij kunnen daar wel wat mee, maar niet zo gek veel. Soms zelfs zie je dat daar op gegeven moment een einde aan komt omdat in dat bos allerlei processen gaan plaats vinden die co2 producerend zijn. Dus bosaanplant is geen perfect idee. Het is tijdelijk en beperkt. Een van de speerpunten van het Darwin Centrum is de stikstofcyclus. Waarom is dat zo belangrijk om die te kennen? Stikstof is een basis bij de opbouw van alle leven en ecosystemen. Op het moment dat je stikstof verbruikt moet je dat weer af breken en terug in de kringloop zien te krijgen. Uit complexe stikstofverbindingen moeten daarom simpele stikstofverbindingen worden gemaakt. Is de stikstof op dan stopt het leven. Tevens speelt stikstof, net als koolstof, een belangrijke rol in het klimaatprobleem. Daarom staat het centraal bij ons. We hebben onder meer ontdekt dat het terugbrengen van de stikstof niet alleen verloopt via bacteriën, zoals altijd gedacht, maar ook via eukaryoten, in dit geval kleine eencelligen die hoger op de evolutionaire ladder staan. Verder stuitten we op ingewikkelde bacteriële interacties die eerder volkomen onbekend waren. Hierover is gepubliceerd in Science en Nature. Ander speerpunt is biodiversiteit. Ja, maar wel op een bepaalde manier. Wij werken vooral op het niveau van ecosysteem functionaliteit. Een oceaan of tropisch regenwoud is heel divers, allerlei gelaagdheid met vele soorten die daarin functioneren, omdat er een kringloop is die de verschillende soorten bindt. Bij verstoring van die kringloop van stofstromen verandert het ecosysteem mee en gaat het ecosysteem anders werken. Wij zijn dus niet zozeer geïnteresseerd in hoeveel soorten we hebben op aarde, maar vooral in de werking van het systeem aarde, hoe veranderen biochemische cycli in de loop der tijd en welke gevolgen heeft dat voor het ecosysteem. Kennen we perioden in het verleden met heel veel CO2 en de gevolgen daarvan voor ecosystemen? Nee, we vermoeden van alles en hebben op dat gebied twee reeksen projecten lopen. We kijken naar ecosystemen van de pool tot aan de evenaar. Kijken hoe die nu werken en hoe ze veranderen onder invloed van global warming. Het is nog te vroeg om daar hoofdconclusies uit te trekken. Maar wat is dan de hypothese van dit type onderzoek? De hypothese is dat met name in boreale polaire gebieden, zoals permafrost in Siberië, de biochemische cycli formidabel zullen veranderen. En dat de gevolgen groter zijn dan gedacht. Niet alleen stikstof en koolstofkringloop gaan op de kop, maar ook de andere cycli zoals bijvoorbeeld methaan, een belangrijk broeikasgas. We vermoeden, en weten ook in een aantal gevallen, een positieve feedback van dit proces op die global warming. Op moment dat de aarde warmer wordt veranderen de gematigde en polaire streken en dan ontsnapt er methaan, omdat de bevroren bodem ontdooit, dat blijkt overigens ook in de oceaan te kunnen gebeuren. Ontsnapping van methaan leidt weer tot broeikasversterking, dat leidt weer tot opwarming, dat leidt weer tot dooi, enzovoorts. Heel spannend onderzoek. We proberen tevens situaties te ontdekken in het verleden waarin we iets soortgelijks zien gebeuren. Tegelijk vragen we ons daarbij af: hoe beïnvloedt een veranderend ecosysteem het leefmilieu. Daar doen we ook allerlei computerexperimenten mee in het mariene domein ofwel de zee. Beginnen heel simpel. Stel je voor een wereld in de zee die alleen maar bestaat uit algenmatten. Vervolgens maken we die wereld ingewikkelder, er komen hogere organismen bij. Er wordt gegraven in de zeebodem door wormen. Wat gaat er dan allemaal veranderen in de wereld om die beesten heen. En wat zijn die gevolgen van dat gravend grut? Het evolutionair belang van graven duikt 540 miljoen jaar terug op tijdens het Cambrium. Toen ontstonden op de oceaanbodem in korte tijd veel nieuwe diersoorten. Alle ‘bouwplannen’ van de dieren zoals we die nu kennen zijn zelfs terug te vinden in de fossielen van die tijd. De graafrevolutie leidde tot een wereld van verschil tussen het leven voor en na de omgewoelde bodem. De bodembewoners van de oceaan moesten zich aanpassen aan deze nieuwe leefwereld. Bioturbatie of omwoeling van de zeebodem is een van de drijvende krachten achter de snelle evolutie, omdat het ecosysteem daardoor ingrijpend veranderde. We noemen organismen zoals deze gravers ook wel ecosystem engineers ofwel bouwers van ecosystemen. Iets anders is de mogelijk veranderende oceaanstroming. Welke gevolgen kan dat hebben? Het is heel waarschijnlijk dat de warme golfstroom onder invloed van het veranderend klimaat verandert. Dat gebeurt op het moment dat de ijskappen echt gaan afsmelten en ook Groenland veel zoet water gaat leveren. Dan wordt zeer waarschijnlijk de oceanische circulatie anders. Dat kan zeer ingrijpende gevolgen hebben voor de herverdeling van de warmte over de aarde. Je kunt de Atlantische oceaan zien als een soort postbode die warmte vanuit de streek rond de evenaar, waar de meeste warmte binnenkomt, transporteert naar de koude poolstreek. Er wordt dus door de oceaan warmte herverdeeld. Op het moment dat die oceanische postbode in staking gaat dan blijft er enorm veel hitte rond de evenaar hangen. Maar voordat het zover is zou die postbode wel eens een hele andere route kunnen gaan lopen onder invloed van bijvoorbeeld zoet water dat opeens in grote hoeveelheden aanwezig is. Is ingewikkeld patroon waarvan je eigenlijk de uitkomst niet precies kan voorspellen. Zijn hier voorbeelden van uit het verleden? Jazeker. Op gegeven moment kwam die oceanische circulatie stil te liggen. Dat gebeurde op het eind van de laatste ijstijd, zo’n tienduizend jaar terug. Wat je dan ziet is dat onder invloed van de warmer wordende aarde zoet water door afsmelting van de poolkappen geproduceerd wordt. Dat maakt dat die circulerende Golfstroom wordt geremd en niet langer zijn warmte naar noordwest europa brengt en Nederland en België worden dan opeens scherp koud. Dus eigenlijk komt veel van de theorievorming uit het geologische verleden. Je ziet ook dat er geologen met oceanografen en klimatologen samenwerken om te kijken hoe het klimaat en de oceaan uit het verleden lijken op het klimaat en de oceaan van de toekomst. Dat is een goede trend. [ < terug ] Dit artikel is auteursrechtelijk beschermd. Indien dit artikel interessant is voor uw website, bieden wij u de mogelijkheid het te gebruiken. Neem hiervoor contact op met Nostraverus.
|
|