Onze ijstijden ontstonden door aardplaatbotsingen in de tropen
De ijstijd waarin we ons momenteel technisch gezien nog altijd bevinden, ontstond door aardplaatbotsingen in de tropen. Net als trouwens alle drie grote ijstijden die de wereld de afgelopen 540 miljoen jaar geleden doormaakte, schrijven Amerikaanse onderzoekers in wetenschappelijk tijdschrift Science.
De schoolboeken leren ons dat ijstijden ontstaan doordat de stand van de aarde ten opzichte van de zon verandert (om de 40 duizend jaar) en doordat de grootte van de boog waarmee de aarde om de zon heen draait groter wordt (eens in de 100 duizend jaar). Maar hoe ijstijden op een tijdschaal van tientallen miljoenen jaren ontstaan, is nog niet goed bekend.
Het komt door reusachtige botsingen in de tropen van oceanische platen (onder de zeebodem) op continentale aardplaten (onder landmassa's), oppert een onderzoeksteam onder leiding van geoloog Oliver Jagoutz van het Bostonse technologie-instituut MIT nu. Daardoor komen miljoenen vierkante kilometers gesteente van onder de zeebodem aan de oppervlakte. Calcium en magnesium in dat gesteente beginnen vervolgens op grote schaal te reageren met het broeikasgas kooldioxide, waarmee het via regen in contact komt. Juist in de tropen gaat dat snel, omdat het er vochtig en warm is.
Het gevolg van die chemische verwering: minder CO2 in de lucht, en een temperatuur die daalt. ‘Elke keer als je, zeg, tienduizend kilometer aan blootliggende oceaanbodem krijgt in de tropen, krijg je een glaciatie-gebeurtenis (ontstaat een ijstijd, red.)’, aldus Jagoutz in een toelichting.
Drie jaar geleden kwam Jagoutz het effect al op het spoor. Hij merkte toen op dat twee breuklijnen bij de huidige Himalaya - destijds nog in de tropen gelegen - ontstonden voorafgaand aan een ijstijd: de een 80 miljoen jaar geleden, en de ander 50 miljoen jaar geleden. Aan de hand van computersimulaties onderzocht het team toen de afgelopen 540 miljoen jaar. Met succes: na het ontstaan van de drie grootste breuklijnen in de tropen in die periode, ontstonden bekende ijstijden. Als een breuklijn buiten de tropen ontstond, was dit niet het geval.
‘Een goede verklaring voor de ijstijden en goed uitgevoerd,’ zegt Douwe van Hinsbergen, hoogleraar plaattektoniek en paleografie aan de Universiteit Utrecht het onderzoek. ‘We realiseren ons steeds meer: wat er gebeurt in het binnenste van de aarde hangt samen met wat er gebeurt aan het oppervlak. Deze correlatie tussen breuklijnen in de tropen en minder CO2 in de lucht is slim gevonden.’
Maar hoogleraar paleo-oceanografie Appy Sluijs, ook uit Utrecht, houdt een slag om de arm. ‘Deze onderzoekers laten alleen zien dat het kouder wordt na het ontstaan van zo’n breuklijn in de tropen, niet dat er CO2 uit de lucht verdwijnt. Daarvoor zou je vervolgonderzoek moeten doen naar oceaansedimenten.’
De regen brengt calcium, magnesium en CO2 immers naar de oceaan, waar ze samen kalksteen vormen op de zeebodem. ‘Die aanwezigheid van CO2 in de oceaan kun je meten, in ieder geval van de recente 150 miljoen jaar’, zegt Sluijs.
Interessant genoeg beëindigen de breuklijnen óók de ijstijden. Als de ene plaat over de andere schuift, verbrandt de onderste zijn kalk immers weer in de hete mantel onder de aardkorst. Dit materiaal komt elders weer naar boven, vooral via vulkanen, die weer CO2 uitstoten. ‘Je kunt niets permanent opbergen op aarde’, zegt Van Hinsbergen. ‘Vroeg of laat komt het toch weer boven.’