Onderzoekers van het Oeschger Center for Climate Change Research aan de Universiteit van Bern reconstrueerden voor de eerste gemiddelde oceaantemperaturen van de afgelopen 700, 000 jaar met behulp van ijskerngegevens. De nieuwe kennis dient om ons begrip van het klimaatsysteem te verbeteren.

De ijskernonderzoekers van Bern konden al in 2008 aantonen hoe de concentratie van CO ₂ in de atmosfeer is veranderd in de afgelopen 800, 000 jaar. Nutsvoorzieningen, met dezelfde ijskern uit Antarctica, de groep onder leiding van de Berner klimaatonderzoeker Hubertus Fischer toont de maximum- en minimumwaarden waartussen de gemiddelde oceaantemperatuur de afgelopen 700 schommelde, 000 jaar. De resultaten van de reconstructie zijn zojuist gepubliceerd in het tijdschrift Klimaat van het verleden . De belangrijkste bevindingen van het onderzoek:de gemiddelde oceaantemperaturen zijn in de afgelopen zeven ijstijden zeer vergelijkbaar geweest, gemiddeld ongeveer 3,3 graden Celsius kouder dan de pre-industriële referentieperiode, zoals reeds gesuggereerd door syntheses van diepwatertemperaturen uit mariene sedimenten. Echter, oceaantemperaturen in de warme periodes 450, 000 jaar geleden waren veel kouder en CO ₂ waren de concentraties lager dan in onze huidige warme periode, ondanks vergelijkbare zonnestraling. De nieuwe metingen laten zien dat de oceaantemperatuur ook wordt bepaald door veranderingen in de oceaancirculatie. De zogenaamde mondiale circulatie van diepe wateren heeft een grote impact op de warmteopslag in de oceaan.

"Om te begrijpen hoe de warmtebalans van het klimaatsysteem verandert, " zegt Hubertus Fischer, "we moeten eerst en vooral de oceaan begrijpen." Bijvoorbeeld, 93% van de extra warmte die de mens verzamelt door de toename van broeikasgassen wordt momenteel opgeslagen in de oceaan in plaats van in de atmosfeer. Dit betekent dat zonder de warmteopname van de oceaan, de gemeten temperatuurstijging op het land als gevolg van door de mens veroorzaakte klimaatverandering zou aanzienlijk groter zijn. Echter, omdat de oceanen een enorme massa hebben in vergelijking met de atmosfeer, de temperatuurveranderingen die tegenwoordig in de oceaan worden gemeten, zijn erg klein.

Metingen op een paar ijsmonsters zijn voldoende

De relevantie van data uit de oceaan voor klimaatonderzoek wordt aangetoond door het internationale ARGO-project, een mobiel observatiesysteem voor de wereldzeeën waarmee bijvoorbeeld continue temperatuurmetingen tot op een diepte van 2, 000 meter zijn uitgevoerd sinds 2000. Ongeveer 4, Hiervoor worden 000 drijvende boeien gebruikt, verdeeld over alle oceanen. Dit maakt de benadering van Berns onderzoekers des te verbazingwekkender in vergelijking:"We hebben maar één poolijsmonster nodig voor onze gemiddelde oceaantemperatuurmeting, " legt Hubertus Fischer uit, "Natuurlijk zijn we lang niet in de buurt van de nauwkeurigheid van ARGO, maar omgekeerd kunnen we ver terug in het verleden kijken." Wat wordt bestudeerd is geen bevroren zeewater, maar luchtbellen gevangen in het gletsjerijs van Antarctica. Concreet:de edelgassen argon, krypton, xenon en moleculaire stikstof. De meeste van deze gassen bevinden zich in de atmosfeer, slechts een klein deel lost op in de oceaan. Hoe goed elk gas in zeewater wordt opgelost, hangt af van de temperatuur van de oceaan. Daarom, de veranderende verhouding van deze gassen in de ijsmonsters kan worden gebruikt om de gemiddelde oceaantemperaturen in het verleden te reconstrueren.

Zeer nauwkeurige gasmetingen door Berner onderzoekers

"Voorwaarde voor deze methode zijn zeer nauwkeurige metingen met behulp van een dynamische massaspectrometer, " benadrukt Hubertus Fischer, "die mogelijk zijn gemaakt door de grote inzet van verschillende promovendi en postdocs die bij de publicatie betrokken waren." Ook de verwerkings- en meetmethoden die in Bern zijn ontwikkeld als onderdeel van het MATRICs-project, gefinancierd door de European Research Council (ERC), zijn cruciaal. De oceaantemperaturen in het verleden zijn in Bern vastgesteld op 0,4 graden Celsius. Deze precisie maakt het mogelijk om de klimatologische ups en downs van het verleden te traceren, sinds het verschil in gemiddelde oceaantemperatuur tussen de ijstijd en de warme fasen in de afgelopen 700, 000 jaar was ongeveer 3 graden C. Naast het laboratorium in Bern, alleen het Scripps Institute of Oceanography in San Diego, ONS., waar de onderzoekers van Bern nauw mee samenwerken, heeft tot nu toe wereldwijd dergelijke metingen uitgevoerd.