Onderzoekers van de Universiteit van Arizona lazen tussen de regels van boomringen om precies te reconstrueren wat er gebeurde in Alaska in het jaar dat de Laki-vulkaan een halve wereld verderop in IJsland uitbarstte. Wat ze hebben geleerd, kan helpen bij het verfijnen van toekomstige klimaatvoorspellingen.

In juni 1783, Laki spuwde meer zwavel in de atmosfeer dan enige andere uitbarsting op het noordelijk halfrond in de laatste 1, 000 jaar. De Inuit in Noord-Amerika vertellen verhalen over het jaar waarin de zomer nooit kwam. Benjamin Franklin, die op dat moment in Frankrijk was, merkte de "mist" op die in de nasleep over een groot deel van Europa neerdaalde, en terecht redeneerde dat het leidde tot een ongewoon koude winter op het continent.

Eerdere analyses van jaarringen hebben aangetoond dat het hele groeiseizoen van de sparren in Alaska in 1783 kouder was dan gemiddeld. Maar Julie Edwards, een eerstejaars doctoraatsstudent aan de School of Geography, Ontwikkeling en Milieu redeneerden dat sinds de uitbarsting van Laki in juni, het heeft geen zin om aan te nemen dat het hele groeiseizoen, die in mei begint voor de bomen die ze hebben geanalyseerd, was koeler dan normaal. Dus, ze uiteengezet om het mysterie op te lossen.

Edwards is hoofdauteur van een nieuw artikel gepubliceerd in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek dat schetst hoe zij en haar medewerkers, met behulp van een alternatieve methode genaamd kwantitatieve houtanalyse, schilderde dat jaar een ander beeld van het klimaat in Alaska.

Wat er op een halve wereld van de uitbarsting met het klimaat gebeurt, weerspiegelt een combinatie van krachten:wat de vulkaan deed en de natuurlijke variabiliteit in het klimaat. Om echt te begrijpen hoe vulkanen het klimaatsysteem beïnvloeden, het UArizona-team heeft goed gekeken naar de structuur van boomringen om op een fijnere tijdschaal te onthullen wat er met het klimaat is gebeurd.

Edwards sneed een heel dun plakje boomring en verfde het. Met behulp van computersoftware, ze berekende de dikte van elk van de gekleurde cellen. In warme jaren, de wanden van deze cellen zijn verdikt, en het hout lijkt donkerder. In koude jaren, echter, de celwanden zijn dun, en het hout lijkt licht en minder dicht.

"Dit is kwantitatieve houtanatomie, en wat we doen is cel-voor-cel metingen op celschaal bekijken om te zien hoe het klimaat de celgroei gedurende een seizoen beïnvloedt, " zei Edwards. "Met behulp van deze techniek, we kunnen de groei week na week meten."

Met deze nieuwe manier om naar de klimaatgeschiedenis te kijken, de onderzoekers ontdekten dat bomen in Alaska in 1783 begonnen te groeien zoals in elk normaal jaar. Een paar maanden na de uitbarsting van Laki, de bomen stopten plotseling veel eerder met groeien dan in normale jaren, en slechts een zeer dunne wand werd gevormd in het laatste deel van de ring.

"Dit suggereert een plotselinge afkoeling aan het einde van het groeiseizoen, wat een ander resultaat is dan wat je zou krijgen door alleen te kijken naar de jaarlijkse boomringbreedte of houtdichtheid, " zei mede-auteur Kevin Anchukaitis van het papier, een universitair hoofddocent aan de School of Geography, Ontwikkeling, en Milieu en het Laboratorium voor Tree Ring Research. "Wat Julie's werk laat zien, is dat met behulp van deze fijnmazige analyse, dit week-tot-week perspectief vanuit individuele cellen, het is mogelijk om de eerdere en onverwachte observatie dat de hele zomer van 1783 koud was in Alaska te verklaren en een veel beter perspectief te krijgen op een echt extreem klimaatgebeurtenis."

Edwards is een van de weinige wetenschappers in de Verenigde Staten die de kwantitatieve houtanatomietechniek gebruikt. De methode werd voorheen vooral in Europa gebruikt, waar ze deelnam aan een workshop van een week in San Vito di Cadore, een klein stadje in de Italiaanse Alpen, om de methode te leren van de mensen die het hebben geperfectioneerd.

Edwards zei dat het ook belangrijk was voor haar en haar medewerkers om rekening te houden met natuurlijke variabiliteit in het klimaat om hun resultaat te controleren.

Samenwerken met klimaatmodelleur Brian Zambri van het Massachusetts Institute of Technology, het team gebruikte een computermodel om te zien hoe natuurlijke jaar-op-jaar variaties in het klimaat de groei van bomen hadden kunnen veranderen.

"Het model is in totaal 80 keer uitgevoerd, " zei Anchukaitis. "De eerste 40 keer, we hebben de uitbarsting laten plaatsvinden. Vervolgens, het model werd nog eens 40 keer uitgevoerd zonder de uitbarsting, en we vergeleken de resultaten."

De onderzoekers zagen een breed scala aan klimatologische omstandigheden na de uitbarstingen. Sommige jaren waren bijzonder koud onmiddellijk na de uitbarsting, maar sommige waren warm. Natuurlijke variabiliteit in het klimaat lijkt elke afkoeling van de vulkaan te overweldigen.

"Veel van de modelruns zijn het eens met wat de bomen ons vertellen, " Anchukaitis zei. "De zomer begint normaal en dan een paar maanden na de uitbarsting, dingen worden snel koud. Dit dient als onafhankelijk bewijs van wat we in 1783 vanuit de bomen interpreteren."

De studie toont aan dat de traditionele manier om boomringen te bestuderen niet altijd voldoende details geeft bij het bestuderen van snelle of extreme klimaatgebeurtenissen, en ook dat natuurlijke variabiliteit in het systeem belangrijker kan zijn dan ooit werd gedacht.

"We gebruiken deze proxy-metingen van het klimaat in het verleden, inclusief boomringen, als een manier om onze klimaatmodellen te valideren, " zei Edwards. "We willen naar deze extreme scenario's kunnen kijken en onze klimaatmodellen nauwkeurig kunnen simuleren en de rol van natuurlijke variabiliteit begrijpen."