Onderzoekers hebben aangetoond dat in de afgelopen tweeduizend jaar, vulkanen hebben een grotere rol gespeeld in de natuurlijke temperatuurvariabiliteit dan eerder werd gedacht, en hun klimatologische effecten hebben mogelijk bijgedragen aan maatschappelijke en economische veranderingen in het verleden.

De onderzoekers, geleid door de Universiteit van Cambridge, monsters gebruikt van meer dan 9000 levende en dode bomen om een ​​nauwkeurig jaaroverzicht te krijgen van de zomertemperaturen in Noord-Amerika en Eurazië, daterend uit het jaar 1 CE. Dit onthulde koudere en warmere periodes die ze vervolgens vergeleken met records voor zeer grote vulkaanuitbarstingen en belangrijke historische gebeurtenissen.

Cruciaal voor de nauwkeurigheid van de dataset was het gebruik van hetzelfde aantal datapunten over de gehele 2000 jaar. Eerdere reconstructies van het klimaat over deze langere periode waren vertekend door een oververtegenwoordiging van bomen uit recentere tijden.

De resultaten, gerapporteerd in het journaal Dendrochronologie , laten zien dat het effect van vulkanen op wereldwijde temperatuurveranderingen zelfs groter is dan werd erkend, hoewel de onderzoekers benadrukken dat hun werk op geen enkele manier het belang van door de mens veroorzaakte klimaatverandering vermindert.

In plaats daarvan, zeggen de onderzoekers, de studie draagt ​​bij aan ons begrip van de natuurlijke oorzaken en maatschappelijke gevolgen van zomerse temperatuurveranderingen in de afgelopen tweeduizend jaar.

"Er is zoveel dat we kunnen bepalen over de klimaatomstandigheden in het verleden uit de informatie in boomringen, maar we hebben veel meer informatie van nieuwere bomen dan van bomen die duizend jaar of langer geleden leefden, " zei professor Ulf Büntgen van de afdeling Geografie van Cambridge, hoofdauteur van de studie. "Het verwijderen van een aantal gegevens uit het recentere verleden, maakt het speelveld voor de hele periode van 2000 jaar waar we naar kijken gelijk, dus uiteindelijk we krijgen een nauwkeuriger begrip van natuurlijke versus antropogene klimaatverandering."

Door de gegevens van boomringen te vergelijken met bewijs uit ijskernen, de onderzoekers waren in staat om het effect van eerdere vulkaanuitbarstingen op zomertemperaturen te identificeren.

Grote vulkaanuitbarstingen kunnen de gemiddelde temperatuur wereldwijd met een fractie van een graad Celsius verlagen, met de sterkste effecten in delen van Noord-Amerika en Eurazië. De belangrijkste factor is de hoeveelheid zwavel die wordt uitgestoten tijdens de uitbarsting die de stratosfeer bereikt, waar het minuscule deeltjes vormt die voorkomen dat wat zonlicht het oppervlak bereikt. Dit kan resulteren in kortere groeiseizoenen en koelere temperaturen, die op hun beurt leiden tot verminderde oogsten. Omgekeerd, in perioden waarin minder grote uitbarstingen plaatsvonden, de aarde kan meer warmte van de zon opnemen en de temperatuur stijgt.

"Sommige klimaatmodellen gaan ervan uit dat het effect van vulkanen onderbroken en kort is, "zei Büntgen. "Echter, als je kijkt naar het cumulatieve effect over een hele eeuw, dit effect kan veel langer zijn. Gedeeltelijk, we kunnen warme omstandigheden verklaren tijdens de 3e, 10e en 11e eeuw door een relatief gebrek aan uitbarstingen."

Gereconstrueerde zomertemperaturen in de jaren 280, jaren 990 en 1020, toen de vulkanische kracht laag was, waren vergelijkbaar met moderne omstandigheden tot 2010.

Vergeleken met bestaande grootschalige temperatuurreconstructies van de afgelopen 1200-2000 jaar, de studie onthult een grotere variabiliteit in de pre-industriële zomertemperatuur, inclusief sterk bewijs voor de laatantieke kleine ijstijd (LALIA) in de 6e en 7e eeuw.

Vervolgens, werken met historici, de wetenschappers ontdekten dat relatief constante warmte tijdens de Romeinse en middeleeuwse periodes, toen grote vulkaanuitbarstingen minder frequent waren, viel vaak samen met maatschappelijke welvaart en politieke stabiliteit in Europa en China. Echter, de perioden die gekenmerkt werden door een meer vruchtbaar vulkanisme vielen vaak samen met tijden van conflict en economische neergang.

"Het interpreteren van geschiedenis is altijd een uitdaging, " zei Dr. Clive Oppenheimer, de leidende vulkanoloog van de studie. "Er spelen zoveel factoren een rol:politiek, economie, cultuur. Maar een grote uitbarsting die leidt tot wijdverbreide dalingen van de graanproductie kan miljoenen mensen schaden. Honger kan leiden tot hongersnood, ziekte, conflicten en migratie. We zien hier veel bewijzen van in de historische verslagen.

"We wisten dat grote uitbarstingen deze effecten konden hebben, vooral toen samenlevingen al onder druk stonden, maar ik was verrast om het tegenovergestelde effect zo duidelijk in onze gegevens te zien - dat eeuwen met vrij weinig uitbarstingen warmere zomers hadden dan het langetermijngemiddelde."

De nieuwe temperatuurreconstructies geven diepere inzichten in historische perioden waarin klimatologische veranderingen, en de bijbehorende milieureacties, hebben een buitensporige invloed gehad op de menselijke geschiedenis. Dit heeft duidelijke implicaties voor ons heden en de toekomst. Naarmate de klimaatverandering versnelt, extreme gebeurtenissen, zoals overstromingen, droogte, stormen en bosbranden, zal vaker voorkomen.

"Mensen hebben geen invloed op het al dan niet uitbarsten van een vulkaan, maar de opwarmingstrend die we nu zien, houdt zeker verband met menselijke activiteit, " zei Büntgen. "Hoewel niets over de toekomst zeker is, we zouden er goed aan doen om te leren hoe klimaatverandering de menselijke beschaving in het verleden heeft beïnvloed."