Het verre verleden als waarschuwing

Het klimaat op aarde verandert altijd. Meestal gaat dat geleidelijk, met temperatuurveranderingen van tienden van graden over miljoenen jaren, waardoor ecosystemen tijd krijgen zich aan te passen. Maar er zijn perioden in de geschiedenis van de aarde waarin het klimaat abrupt veranderde, met drastische gevolgen. Een van de bekendste voorbeelden is het Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM). Kunnen we deze periode gebruiken als een (mogelijk zorgwekkende) les voor de hedendaagse klimaatverandering? Het antwoord is ja - maar met een cruciaal verschil: het gaat nu vele malen sneller.

Het PETM: uitzonderlijk snelle opwarming 

Op de grens tussen het Paleoceen en het Eoceen, zo’n 56 miljoen jaar geleden (9 miljoen jaar na het uitsterven van de dinosauriërs), vond een sterke opwarming van de aarde plaats (zie afbeelding 1). Er zijn aanwijzingen dat kleine veranderingen in de baan van de aarde het PETM hebben ingeluid (astronomische forcering genoemd). Wetenschappers schatten dat er 3000 tot 10.000 miljard ton koolstof de oceanen en atmosfeer in is gekomen, met name in de vorm van methaan. Methaan wordt op een tijdschaal van ongeveer tien jaar afgebroken tot CO2. Over de oorzaak van het vrijkomen hiervan bestaan een aantal theorieën, onder andere het vrijkomen van methaan uit de zeebodem als gevolg van een onderzeese aardverschuiving en extreme vulkanische activiteit in de Atlantische Oceaan. Wat de oorzaak ook geweest is, de gevolgen waren wereldwijd merkbaar. Door deze koolstofimpuls warmde de aarde binnen 10.000 jaar met 4 tot 8 graden op. Een tempo dat voor geologische begrippen uitzonderlijk snel is. Dergelijke snelle perioden van opwarming worden ook wel hyperthermals genoemd.

Gevolgen voor oceaan en land 

De toegenomen CO2 in de oceanen leidde tot verzuring, met het uitsterven van ongeveer 40 procent van de benthische foraminifera (kalkhoudende, eencellige diepzeeorganismen) tot gevolg. Ook nam het aantal koraalriffen sterk af. Veel soorten migreerden: tropische planten en dieren zochten op hogere breedtegraden soelaas. Anderen hadden de tijd om zich aan te passen aan het nieuwe klimaat. Een voorbeeld hiervan is dat met name hoefdieren dwerggroei vertoonden: het kleiner worden van een soort als evolutionaire respons op warmtestress en op de afname van nutriënten in planten. Het PETM wordt dan ook gezien als belangrijke drijfveer van evolutie en migratie tijdens het Paleogeen. Hoewel het PETM geen massa extinctie veroorzaakte, zijn ecosystemen sinds het PETM blijvend veranderd en zijn vooral veel diepzeeorganismen uitgestorven.