Bighorn Basin in Wyoming, waar wetenschappers fossielen zoeken om de oude klimaatverandering beter te begrijpen. Afbeelding via Dave Bezaire en Susi Havens-Bezaire
In een relatief korte tijd nam de wereldwijde uitstoot van kooldioxide enorm toe. Door het broeikaseffect verhoogden ze de temperatuur rond de planeet met gemiddeld 7 tot 14 graden Fahrenheit; ze veranderden ook de chemie van de oceanen en veroorzaakten een toename van de zuurgraad die mogelijk heeft geleid tot massale uitstervingen onder het zeeleven. Over het algemeen kan de mondiale zeespiegel in dit tijdperk van snelle verandering met maar liefst 65 voet zijn gestegen.
Als je dit leest, kan het je vergeven worden als je ervan uitgaat dat we het hebben over een scenario met betrekking tot de huidige klimaatcrisis. Maar de vorige paragraaf verwijst eigenlijk naar een 20.000 jaar lange opwarmperiode die 55 miljoen jaar geleden plaatsvond, een gebeurtenis die wetenschappers het Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum (of kortweg PETM) noemen. Scott Wing, een paleobioloog in het Natural History Museum die meer dan 20 jaar PETM heeft bestudeerd, zegt: "Als dit allemaal bekend klinkt, is dat omdat het in wezen is wat we nu doen."
Terwijl we beginnen aan een ongekend experiment met de atmosfeer en het klimaat van de aarde, is de PETM plotseling een hot topic onder wetenschappers op veel verschillende gebieden. "Het is een evenement waar veel mensen in geïnteresseerd zijn, want het is het beste voorbeeld dat we hebben van een echt plotselinge opwarming van de aarde in verband met een grote uitstoot van koolstof, " zegt Wing.
Hoewel wetenschappers nog steeds niet volledig begrijpen wat de PETM heeft veroorzaakt, is het duidelijk dat er steeds meer koolstof in zowel de atmosfeer als de oceanen werd geïnjecteerd, waardoor de klimaatverandering in gang werd gezet. Deze koolstof kan zijn geleverd door vulkanische activiteit, de spontane verbranding van turf of zelfs de impact van een bijzonder koolstofrijke komeet. Bovendien heeft de initiële opwarming waarschijnlijk geleid tot een uitstoot van methaangas uit de zeebodem, die fungeerde als een positieve feedback die leidde tot nog meer klimaatverandering. Het is ook duidelijk dat al deze opwarming grote schade aanrichtte in de ecosystemen van de wereld, wat leidde tot uitsterven en het veranderen van het bereik van tal van planten- en diersoorten.
Er is natuurlijk een belangrijk verschil: tijdens deze vorige aflevering duurde al die opwarming enkele duizenden jaren. Deze keer nemen de koolstofemissies tien keer sneller toe dan tijdens de PETM, met de opwarming in een eeuw - het geologische equivalent van een oogwenk.
De scherpe stijging in de groene lijn linksboven in deze klimaatkaart vertegenwoordigt de PETM, de dichtstbijzijnde analogie voor ons huidige tijdperk van klimaatverandering. Afbeelding via Wikimedia Commons
Scott Wing onderzoekt de PETM door te graven naar oude plantenresten in het Bighorn Basin van Wyoming. Gedurende tientallen jaren werk heeft hij een algemeen beeld opgebouwd van welke soorten planten bloeiden vóór, tijdens en na de opwarming, in een poging om de soorten trends in het plantenleven te identificeren die we kunnen verwachten als we het klimaat in de toekomst veranderen.
Een 65 miljoen jaar oude bladschubben, het soort exemplaar dat door wetenschappers als Scott Wing wordt gebruikt om het oude klimaat op aarde te begrijpen. Foto door Joseph Stromberg
"Tijdens de warme periode overleefde in wezen geen van de planten die in het gebied hadden geleefd - hun lokale populaties waren uitgestorven, " zegt Wing. Het gebied werd gedomineerd door voorouders van de soorten planten die tegenwoordig in gematigde loofbossen leven, zoals kornoelje, platanen en redwood bomen.
Maar toen de regio opwarmde, werden deze vervangen door een verscheidenheid aan planten die verband houden met de huidige bonenfamilie, meestal te vinden in warmere, drogere gebieden zoals Zuid-Mexico of Costa Rica. "Wij geloven dat wat er is gebeurd, de verspreiding is in dit gebied van planten die ergens anders leefden, waarschijnlijk veel verder naar het zuiden, " zegt Wing. Zijn team heeft ook bewijs gevonden dat het warmere klimaat heeft geleid tot meer schade door insecten door de planten die de PETM hebben overleefd.
Zijn onderzoek heeft echter een trend uit de PETM aan het licht gebracht die een reden zou kunnen zijn om te hopen dat ecosystemen ooit kunnen herstellen van de klimaatverandering. Na ongeveer 200.000 jaar, lang nadat de PETM zakte en de temperaturen weer normaal werden, keerden veel van de gematigde planten die in het Bighorn Basin hadden geleefd uiteindelijk terug.
"Een mogelijke verklaring, " zegt Wing, "is dat er koelere klimaten in de nabijgelegen bergen waren die als toevluchtsoorden voor deze soorten dienden." In dat scenario - een die hij en zijn onderzoeksteam van plan zijn om nader te onderzoeken terwijl ze blijven graven en het fossielenbestand samenvoegen - dit soort planten zou op de PETM in de relatief koude hooglanden hebben gewacht en daarna zijn teruggekeerd om het bassin opnieuw te koloniseren.
Als ons klimaat de afgelopen decennia even snel blijft veranderen als in de afgelopen decennia, lijkt een dergelijk scenario echter minder waarschijnlijk - immobiele organismen zoals planten hebben honderden jaren nodig om geleidelijk van het ene naar het andere gebied te migreren. Daarom is een belangrijk aspect van het behoud van de ecosystemen van onze planeet, naast het zoveel mogelijk beperken van klimaatverandering, het zoveel mogelijk vertragen.
