Hoofdstuk 2

Paragraaf 1 – Inleiding

Hele gemeenschappen zijn er gevoelig voor kleine klimaatveranderingen, want 2/3 woont dicht bij zeeniveau. Daarnaast zijn er veel dier- en plantsoorten die niet zo snel kunnen migreren of zich aanpassen. Ook heeft het een belangrijk effect op de verdeling van neerslag en dus op het (drink)water op aarde. Het weer wordt dus extremer. 

In de geschiedenis van de aarde verandert het klimaat steeds. Wat de huidige klimaatverandering bijzonder maakt, is dat deze in een opmerkelijk hoog tempo verschijnt. Dit komt omdat er veel meer mensen op de aarde zijn en ze wonen ook nog eens in kwetsbare gebieden.

De samenstelling van de atmosfeer is vaak totaal anders geweest dan tegenwoordig, denk hierbij aan andere verhoudingen van gassen in de lucht. Het logische gevolg daarvan was dat het klimaat (= het gemiddelde van al die processen en verschijnselen in de dampkring) vaak drastisch anders is geweest dan wij het tegenwoordig kennen. Er zijn ook andere factoren, denk hierbij aan zonne-energie, vulkaanuitbarstingen, meteorietinslagen of het verschuiven van continenten. Dit alles betekend dus dat het aardse klimaat voortdurend veranderde.

Paragraaf 2 – Klimaatreconstructie – Hoe weten we eigenlijk hoe het klimaat varieerde?

Overal op wereld wordt er weerdata gemeten. Dit geeft inzicht over de ‘weertoestand’ van onze planeet. Voor gegevens uit periodes waarin we geen weerdata bijhielden wordt er gebruikt gemaakt van indirecte gegevens, de proxy-data. Sommige vertellen in detail over plaats en tijd, andere zijn juist handig voor een grootschaliger beeld over langere perioden. Bij elkaar geven ze een redelijk compleet beeld van de klimaatgeschiedenis op aarde.

Voorbeelden van ‘indirecte gegevens’ zijn:

-      Historische bronnen

Dit zijn verslagen over wijnoogsten, logboeken van zeelui, etc.

-      Dendrochronologie.

Dendrochronologiewordt voornamelijk door archeologen gebruikt om de exacte leeftijd van een houten voorwerp te bepalen. Deze methode is tot enige duizenden jaren terug in de tijd betrouwbaar. Ze kijken hier naar jaarringen (meestal een eik) en die variëren in dikte per jaar. Zo ontstaat een ringpatroon dat voor een bepaalde streek en periode uniek is en dat indirect informatie afgeeft over de weersomstandigheden tijdens de vorming van de jaarring.

-      Pollen

Stuifmeelkorrels komen in grote getallen voor, blijven goed bewaard en elke soort heeft een karakteristieke vorm. Zo kan je zien welke vegetatie in welke periode overheerste. Deze vegetatie geeft een indicatie voor de temperatuur. Dit komt omdat ze goed ‘houdbaar’ zijn, ze kunnen gebruikt worden tot enige duizenden jaren geleden.

-      IJskernen

De ijskappen zijn laagje voor laagje opgebouwd uit sneeuw die wordt samengeperst tot ijs. Tussen ijskristallen blijft altijd wat lucht waarin het CO₂- en methaangehalte te bepalen zijn. Dalen en pieken in de concentraties van deze broeikasgassen komen respectievelijk overeen met acht ijstijden (glacialen), elk gevolgd door een warme periode (interglaciaal).

-      Landschap

Landschapsvormen kunnen ons vertellen wat de temperatuur op zijn minst moet zijn geweest, vooral de zogenaamde periglaciale omstandigheden: de bodem is geheel of gedeeltelijk bevroren. Het bekendste voorbeeld is vorstwig. Dit ontstaat doordat de bodem scheurt en dat loopt in de zomer vol met water, dat de volgende winter weer bevriest, uitzet en voor een bredere scheur zorgt. Een pingo ontstaat doordat in de ondergrond water bevriest en er een ijsklomp ontstaat. Die trekt meer water aantrekti uit de omgeving dat ook bevriest. Zo vormt er een ijsbult die steeds verder uitgroeit.

-      Fossiel Plankton

Van zuurstuf zijn er twee isotopen (¹⁶O en ¹⁸O). In koude periode blijft de ¹⁶O vooral achter in de sneeuw en ijsbedekking op het land en is er relatief meer ¹⁸O in het zeewater. Het plankton legt de verhouding tussen zeer ¹⁶O en ¹⁸O nauwkeurig vast. Deze plankton sterft af en komt op de oceaanbodem te liggen. Bij boren halen we kalkschaaltjes omhoog en als we weten hoe lang geleden het plankton dat deze schaaltjes maakte, geleefd heeft, weten we de temperatuur van het zeewater waarin ze hebben geleefd. We hebben daarmee een paleothermometer. We kunnen hierdoor 65 miljoen jaar terug in de tijd.

-      Schelpen

Uit de verhouding tussen de O₂-isotopen kan uit de jaarringen van allerlei kalkbouwsels het klimaat worden gereconstrueerd. Bij schelpen kan je met andere isotopen nog meer achterhalen: bijv. of het jaar nat of droog was. Met een massaspectrometer wordt per jaarring de isotopensamenstelling bepaald. Regenwater en smeltwater hebben verschillende samenstellingen en zo kan je zien welke rivier wanneer is overstroomd. Dit is een indicatie voor Noord-Atlantische Oscillatie, het luchtdrukverschil tussen het hogedrukgebied boven de Azoren en het lagedrukgebied bij IJsland.

-      Druipstenen

Druipstenen groeien voornamelijk in natte perioden. Deze groeiringen zijn duidelijk zichtbaar en hierdoor het verschil tussen natte en droge perioden duidelijk.

-      Gesteente

Aan het uiterlijk kan je zien hoe de zeespiegel in de tijd stond, wat iets zegt over de temperatuur.

Paragraaf 3 - Het verhaal van de aarde

Aardwetenschappers en paleoklimatologen (wetenschappers die zich bezighouden met het klimaat van veel langer geleden) kunnen ons met alle informatie het verhaal van de aarde vertellen. 

De geologische tijdschaal is gebaseerd op de ontwikkeling van het leven op aarde, en het klimaat daar sterke invloed op heeft, vallen grote klimaatveranderingen vaak samen met grenzen tussen geologische tijdvakken. 

In de laatste periode van het Precambrium,waren er veel koude perioden. Toen het ijs ging smelten kwam er veel CO₂vrij en veranderde het klimaat van een ‘koelkast’ in een ‘broeikas’.

Tijdens het Siluur was het een warm en vochtig klimaat. In het Devoon veranderde dit klimaat naar droog en heet. Het Carboon was ook een warm en vochtig klimaat. In de Perm lag er één groot continent op aarde en was er een droog klimaat, onderbroken door ijstijden.

Op de overgang van Perm naar Trias was er een sterke klimaatverandering, waarschijnlijk door uitgebreide vulkanische activiteit en de inslag van een enorme meteoriet. Tijdens de late Jura en bijna het gehele Krijt was het een stuk warmen dan nu en stond de zeespiegel ongeveer 100 meter hoger. Het CO₂-gehalte was toen ook veel hoger en er waren geen ijskappen. Aan het eind van het Krijt veranderde het klimaat plotseling en sterk. Na het Tertair liep het CO₂-gehalte terug.

Het Kwartair wordt gekenmerkt door glacialen en intergalcialen. 

Wij leven in een relatief warme periode. Een bekende dip in het klimaat is de zogenaamde Kleine IJstijd in de late middeleeuwen. 

Vanaf 1957 stijgt het CO₂-gehalte zeer snel, dit komt waarschijnlijk door de industrie.

Paragraaf 4 - Oorzaken van klimaatverandering

-      Plaattektoniek

De aardkorst bestaat uit lithosfeerplaten die ten opzichte van elkaar bewegen, door de stroming in de aardmantel. Deze stroming is het gevolg van het afkoelen van het binnenste van de aarde. De invloed van plaattektoniek op het klimaat:

• Na het uiteenvallen van het superconinent werden de klimaten veel gematigder.
• De posities ten opzichte van de polen en de evenaar. Er is een fors continent nodig om een ijskap op te bouwen.
• De posities van de continenten heeft invloed op het patroon van zeestromen. Zeestromen verplaatsen enorme hoeveelheden energie. Dat kunnen ze alleen doen als ze ongehinderd van de tropen naar de hogere breedtegraden kunnen stromen. Hierdoor kan de rest van de wereld ijsvrij blijven.

-      Vulkanisme

Krachtige vulkaanuitbarstingen zorgen voor wolken van fijn stof en gas die in de atmosfeer komen. Dit heeft als gevolg minder zonlicht en dus afkoeling. Vulkanisme is de rede dat onze atmosfeer bestaat.

-      Inslag van meteorieten

Door een inslag verandert het klimaat zeer plotseling en sterk. Eerst is er een enorme hittepuls waarbij al het landleven uitsterft. Dan ontstaan er branden, met zuurstoftekort als gevolg. Daarna daalt de temperatuur sterk omdat het zonlicht wordt tegengehouden door al het stof en roet in de lucht.

-      Albedo

Albedo is een maat die het weerkaatsend vermogen van een oppervlak weergeeft. Het landijs weerkaatst een grootdeel van de zonne-energie direct terug de ruimte in. Als het ijs over een aantal jaren vermindert, wordt er meer zonne-energie geabsorbeerd door het zeewater. Hierdoor wordt het zeewater warmer waardoor weer meer zee-ijs smelt (vicieuze cirkel).

-      Samenstelling van de dampkring

De atmosfeer is een dunne laag om de aarde. Elke dag doen er veel processen en verschijnselen voor en die bepalen het klimaat. Een verandering in de samenstelling heeft direct gevolgen voor deze processen en verschijnselen. Zuurstof kwam in de atmosfeer door fotosynthese. In het begin gingen de losse zuurstofatomen zich binden aan gesteenten en deze oxideerde hierdoor, chemische verwering. Pas toen deze gesteente ‘verzadigd’ waren, steeg het zuurstofgehalte.

Sommige van de gassen (CO₂en waterdamp) in de atmosfeer houden warmte vast en verhogen zo de evenwichtstemperatuur. Dit is het natuurlijkbroeikaseffect. Door verbranding, ontbossing en verkeer verhogen mensen deze temperatuur. Dit is het versterkt broeikaseffect. Na CO₂is methaan de grootste bijdrager aan het versterkt broeikaseffect. Methaan komt vrij bij anaërobe (zuurstofloze) rottingsprocessen of ontdooiende toendra’s. Ook industrie, weglekkend aardgas en vulkaanuitbarstingen spelen een rol.

-      Variaties in de bewegingen van de planeet aarde

In de baan van de aarde om de zon komen schommelingen voor, waardoor de intensiteit en verdeling van zonne-energie op aarde over een periode van duizenden jaren varieert. Milankovi? verklaarde hiermee de afwisseling van glacialen en interglacialen in het Pleistoceen.

-      Variaties in de intensiteit van de zon

Bij het kernfusieproces (H₂àHe) komt er veel energie vrij. Deze stralingsenergie is stabiel. Toch zijn er schommelingen (zonnevlekken). Dit zijn koelere plekken op de zon. Hoe meer er zijn, hoe actiever de zon is. Een actieve zon maakt korte explosies van energie waarbij geladen deeltjes vrijkomen en die komen in de atmosfeer en veroorzaken het poollicht. 

Hoofdstuk 3

Paragraaf 1 - Wat is het arctische gebied?

Het arctisch gebied is het gebied rondom de Noordpool. Het wordt vaak omschreven als het gebied waar het in juli niet warmer wordt dan 10 °C of het gebied boven de poolcirkel. 

Paragraaf 2 - Klimaat arctische gebied

Het dag- en nachtritme en de seizoenen van het jaar zijn belangrijk voor het leven in het arctische gebied. Door de schuine stand van de aarde ten opzichte van de zon is er een pooldag(een periode waar de zon niet onder gaat) en een poolnacht(een periode waar de zon niet op komt).

Paragraaf 3 - Landschap arctische gebied

Een onderverdeling van het landschap:

1. Gebieden waar gesteente aan het oppervlak komt;

Kenmerken van fjorden zijn steile wanden en U-dal (gevolg van weinig verwering). Dicht bij ijskappen is het gesteente kaalgeschuurd en heeft het een ondiepe bodem. Geen chemische verwering door planten als gevolg van zuren door lage temperatuur. Alleen mechanische verwering. In de U-dalen horizontale ruggen: zijmorenes. Deze tonen verwering.

1. Gebieden waar vooral sediment door rivieren zijn neergelegd.

Uitgestrekte toendra’s zijn gebieden waar hard gesteente bedekt is met dikke pakketten sediment van rivieren. Veel verschijnselen die zich onder periglaciale omstandigheden kunnen vormen zijn er te zien, bijvoorbeeld aan de ene kant afzettingen die door wegtrekkende ijskappen zijn gevormd en aan de andere kant ook pingo’s. Een opvallend kenmerk van arctische gebieden is dat er vrijwel geen bomen groeien, alleen in beschutte gebieden (daar ligt de temperatuur iets hoger).

Paragraaf 4 - Leven arctische gebied

Mensen in het Noordpoolgebied hebben een hele andere manier van leven. Ze kunnen alleen bouwen in de zomertijd. In de wintertijd gaat het er een stuk slechter aan toe, het zelfmoordpercentage is dan ook hoog.