De Noord-Atlantische Oscillatie (NAO) is de dominante atmosferische drukmodus boven de Noord-Atlantische Oceaan die een belangrijke rol speelt bij het bepalen van het winterklimaat in Europa. Afhankelijk van de heersende staat van de NAO, Europa kent milde of zeer koude winters en zelfs sterke stormen. Geowetenschappers aan de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) in Duitsland reconstrueren momenteel de fluctuaties van de NAO over de afgelopen 10, 000 jaar met als doel toekomstige ontwikkelingen te kunnen voorspellen. Voor dit doeleinde, ze gebruiken stalagmieten verkregen uit ondergrondse grotten als natuurlijke klimaatarchieven en onderzoeken nieuwe indicatoren van klimaatverandering om zo nauwkeurig mogelijke klimaatinformatie op te halen. De eerste resultaten geven aan dat het waarschijnlijk is dat de NAO in de toekomst zal reageren op het smelten van de Arctische ijskap, met gevolgen voor ons klimaat, omgeving, en de samenleving als geheel.

Dr. Jasper Wassenburg werkt met stalagmieten uit grotten in de Midden-Atlas, een bergketen in het noordwesten van Marokko. Stalagmieten zijn calciumcarbonaatafzettingen die vanaf de bodem van een grot omhoog groeien door neerslag van calciumcarbonaatmineralen die uit het druppelwater zijn afgezet. Calciet is de meest voorkomende vorm van calciumcarbonaat, hoewel het in sommige gevallen ook aragoniet kan zijn. "Aragoniet, indien goed bewaard kan met opmerkelijke precisie worden gedateerd. Dus we geven de voorkeur aan aragoniet-stalagmieten boven calcitische, " legde Wassenburg uit, die lid is van het onderzoeksteam onder leiding van professor Denis Scholz aan het Instituut voor Geowetenschappen aan de Universiteit van Mainz.

De opname van chemische elementen in speleothemen, wat de term is die wetenschappers gebruiken voor de secundaire minerale afzettingen in grotten, is vaak afhankelijk van veranderingen in de omgeving. Deze elementen staan ​​bekend als klimaatproxy's omdat ze indirect bewijs leveren van de klimatologische geschiedenis. Wassenburg's studie van zeven speleothem-monsters verkregen uit Marokko, Indië, Frankrijk, Spanje, en een grot die bekend staat als de Hüttenbläserschachthöhle in het Duitse Sauerland is de eerste poging om in detail de concentraties te identificeren waarbij sporenelementen de neiging hebben om in aragoniet te worden opgenomen. "We hebben kunnen aantonen dat de concentratie van uranium in aragoniet-stalagmieten een zeer nauwkeurige indicator is van prehistorische regenvalpatronen, " voegde hij eraan toe. Dit betekent dat stalagmieten ons kwalitatief kunnen vertellen hoeveel het 200 heeft geregend, 000 jaar geleden.

Reconstructie van de Noord-Atlantische Oscillatie al bij het begin van de huidige interglaciale periode

Uranium- en strontiumconcentraties en de relatieve verhoudingen van zuurstofisotopen werden ook geanalyseerd om informatie te verkrijgen over regenval in het verleden voor een recent onderzoek naar NAO-variabiliteit in het verleden. De NAO-index geeft het verschil in atmosferische druk weer tussen de IJslandse laag in het noorden en de Azoren hoog in het zuiden. Een bijzonder interessant fenomeen is dat als de NAO droog weer naar Europa brengt, het regent in Marokko - en vice versa. Het weer in de noordwestelijke regio van Marokko lijkt bijzonder gevoelig te reageren op veranderingen in de NAO. In dit geval, de monsters die door Dr. Jasper Wassenburg werden gebruikt, kwamen uit een vrij kleine grot waarin het gastgesteente dolomiet is. De Grotte de Piste ligt in het Atlasgebergte op een hoogte van ongeveer 1, 250 meter boven zeeniveau. Het is 70 tot 80 meter in omvang en 15 tot 20 meter van vloer tot plafond.

De resultaten van de analyse van de speleothemen uit het noordwesten van Marokko werden vergeleken met een regenreconstructie verkregen uit andere grotafzettingen uit de Bunkerhöhle- of Bunkergrot in West-Duitsland. Dit stelde de klimaatonderzoekers in staat om de fluctuaties van de NAO over de afgelopen 11, 000 jaar tot het einde van de laatste ijstijd. De beste reconstructie die eerder beschikbaar was, ging slechts 5 terug, 200 jaar. "We waren verrast om te ontdekken dat de situatie tijdens het vroege Holoceen 11, 000 jaar geleden was heel anders dan die van vandaag. De weerregimes in Europa en Marokko lijken zich vergelijkbaar te hebben gedragen, zodat nat weer in Europa ook meer regen in Marokko betekende, ", legt Wassenburg uit. Deze positieve correlatie verdween op een gegeven moment tijdens de overgang van het vroege Holoceen naar het midden van het Holoceen.

De onderzoekers veronderstellen dat dit te wijten was aan een grote vermindering van de smeltwaterbijdrage van de Laurentide-ijskap die aan het einde van de ijstijd nog grote delen van Noord-Amerika bedekte. "Het patroon van de Noord-Atlantische Oscillatie is niet zo stabiel als we dachten, " verklaarde professor Dennis Scholz en voegde eraan toe dat de NAO waarschijnlijk ook zal worden beïnvloed door het huidige smelten van de Groenlandse ijskap, met mogelijke effecten op de atmosfeer, de oceanen, en andere biologische verschijnselen, inclusief landbouw en visserij. Het team is van plan verder onderzoek te doen om de veranderingen van de NAO in de afgelopen 10 jaar te reconstrueren, 000 jaar.