“De gevonden stijging van de temperatuur is veel groter dan de 2,3 tot 4,5 graden waar het klimaatpanel van de VN, het IPCC, tot nu toe mee rekent”, zegt NIOZ-onderzoeker Caitlyn Witkowski, de hoofdauteur van het artikel dat is verschenen in Nature Communications.

Een verdubbeling van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer zou zelfs kunnen leiden tot een verhoging van de gemiddelde temperatuur op aarde van 7 tot maximaal 14 graden, zegt de studie.

De onderzoekers kwamen tot deze conclusie na analyse van bodemmateriaal uit de Stille Oceaan voor de kust van Californië. Deze bodemstaal, een ’boorkern’, bevat materiaal dat al miljoenen jaren zuurstofloze condities kent, legt Sinninghe Damsté, wetenschapper aan het NIOZ en hoogleraar Organische Geochemie aan de Universiteit Utrecht uit. “Daardoor worden organische stoffen niet zo snel afgebroken door microben en blijft er meer koolstof bewaard.”

18 miljoen jaar oud

De bovenste duizend meter van de boorkern correspondeert met de afgelopen 18 miljoen jaar. De onderzoekers hebben daar zowel aanwijzingen over de zeewatertemperatuur als het CO2-gehalte in de atmosfeer uit weten te halen.

De temperatuur in die tijd hebben de onderzoekers afgeleid met behulp van een methode die twintig jaar geleden is ontwikkeld aan het NIOZ, de zogeheten TEX86-methode. “Die methode maakt gebruik van specifieke stoffen uit de membraan van archaea, een aparte klasse van micro-organismen”, vertelt Damsté. “Die archaea optimaliseren de chemische samenstelling van hun membraan, afhankelijk van de temperatuur van het water in de bovenste 200 meter van de oceaan. De stoffen uit die membraan zijn tot op de dag van vandaag als fossielen terug te vinden in de oceaanbodem en te analyseren.”

4 graden warmer

De onderzoekers ontwikkelden ook een nieuwe methode om het CO2-gehalte uit het verleden af te leiden uit de chemische samenstelling van twee specifieke stoffen die in algen zitten: het bladgroen, of chlorofyl, en cholesterol.

Aan de hand daarvan werd duidelijk dat de CO2-concentratie van ongeveer 650 deeltjes per miljoen, 15 miljoen jaar geleden, gedaald is naar 280 deeltjes vlak voor de industriële revolutie.

“Het CO2-gehalte in het oceaanwater hangt volgens de oplosbaarheidswetten samen met het CO2-gehalte van de atmosfeer”, legt Damsté uit. Vervolgens kon het team dan ook berekenen dat de gemiddelde temperatuur 15 miljoen jaar geleden ruim 18 graden was, of 4 graden warmer dan vandaag en min of meer het niveau dat het klimaatpanel voorspelt voor het jaar 2100 in het meest extreme scenario.

“Dit onderzoek geeft ons dus een blik op wat de toekomst zou kunnen brengen, wanneer we te weinig maatregelen nemen om de CO2-uitstoot terug te dringen en we ook weinig technologische innovaties zullen toepassen om de uitstoot te compenseren”, aldus Damsté. “De duidelijke waarschuwing uit dit onderzoek is: de CO2-concentratie heeft waarschijnlijk een sterkere invloed op de temperatuur dan waar we nu rekening mee houden.”