Je hebt ijstijden en ijstijden en die van ruim 700 miljoen jaar geleden was me er eentje. De Aarde veranderde in één grote ijzige bol, zelfs de oceanen waren dichtgevroren. Tot nu toe begrepen onderzoekers niet goed hoe dat kon, maar nu hebben ze een verklaring: de vulkanen stootten extreem weinig CO2 uit.
“Stel je voor dat de Aarde compleet bevroren is, want dat is wat er zo’n 700 miljoen jaar geleden gewoon is gebeurd. De planeet was bedekt met ijs van de polen tot de evenaar en de temperaturen doken naar beneden”, zegt hoofdonderzoeker Adriana Dutkiewicz. “Wat dit heeft veroorzaakt, was tot nu toe echter een open vraag.”
Maar ze denkt dat het mysterie van de zogenoemde Sneeuwbalaarde nu is opgelost. “Waarschijnlijk was er een historisch lage uitstoot van vulkanische CO2 in combinatie met de verwering van een enorme berg vulkanisch gesteente in wat nu Canada heet, een proces waarbij de basaltstenen CO2 uit de atmosfeer absorberen.” Dat werkt als volgt: regen slaat CO2 op uit de lucht. Die regen reageert met het verpulverde basalt, die de CO2 opslaat.
Inspiratie uit het zuiden van Australië
De Australische geologen werden geïnspireerd door overblijfselen uit de ijstijd, die geweldig goed te zien zijn in de Flinders Ranges in Zuid-Australië. Een recente trip daarheen, bracht de wetenschappers op het idee om met behulp van een supercomputer van de University of Sydney tektonische plaatmodellen te bestuderen om te achterhalen wat de oorzaak is van de extreem lange en hevige ijstijd. De studie helpt bovendien om de natuurlijke thermostaat van de Aarde beter te begrijpen, die voorkomt dat onze planeet oververhit raakt. Het toont ook aan hoe gevoelig ons klimaat is voor de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer.
Aan de slag met de computer
De extreme ijstijd duurde van ongeveer 717 tot 550 miljoen jaar geleden. In die tijd bestond er geen complex leven. “Er zijn verschillende oorzaken genoemd voor het begin en het einde van deze ijstijd, maar het meest mysterieuze is waarom hij tientallen miljoenen jaren duurde, een lengte die wij ons nauwelijks kunnen voorstellen”, aldus Dutkiewicz.
De onderzoekers wendden zich tot een tektonisch plaatmodel dat de evolutie van continenten en oceanen laat zien in de periode na het uiteenvallen van supercontinent Rodina. Dat verbonden ze met een computermodel dat de CO2-ontgassing van onderwatervulkanen berekende langs de breuklijnen waar de tektonische platen uit elkaar drijven en nieuwe oceaanbodem ontstaat.
Kalme vulkanen
Zo zagen ze al snel dat het begin van de ijstijd precies overeenkwam met een ongezien dieptepunt aan vulkanische CO2-uitstoot. Daarbij bleef de uitstroom van CO2 relatief laag gedurende de hele ijstijd. “In die tijd waren er geen meercellige dieren of landplanten op Aarde. De broeikasgasconcentratie in de atmosfeer werd bijna volledig bepaald door de CO2-uitstoot van vulkanen en de CO2-opslag van verpulverd vulkanisch gesteente.”
Met andere woorden, vulkanen bepaalden het klimaat op Aarde. “We denken dat de ijstijd begon door een dubbele klap: een opschudding van de tektonische platen bracht de ontgassing van vulkanen tot een minimum, terwijl tegelijkertijd een vulkanische provincie in Canada begon te eroderen. Die sloeg dus een enorme berg CO2 op”, legt professor Dietmar Müller van de University of Sydney uit. “Het gevolg was dat het CO2-niveau in de atmosfeer zo laag werd dat de ijstijd begon. De schatting is dat dit gebeurt bij minder dan 200 CO2-deeltjes per miljoen, minder dan de helft van wat er nu in de atmosfeer zit.”
De toekomst
Het onderzoek roept interessante vragen op over de toekomst van de Aarde. Volgens een recente theorie zou onze planeet in de komende 250 miljoen jaar kunnen evolueren tot Pangea Ultima, een supercontinent, dat zo heet is dat zoogdieren mogelijk uitsterven.
De CO2-uitstoot van vulkanen wordt echter op de lange termijn minder is de verwachting, dus misschien verandert Pangea Ultima ook weer in een ijsbal. “Wat de toekomst ook brengt, het is belangrijk om te weten dat geologische klimaatverandering, zoals we die hier beschrijven, extreem langzaam gaat. Volgens de NASA gaat door mensen veroorzaakte klimaatverandering tien keer sneller dan we tot nu toe hebben gezien”, klinkt het tot besluit.
