Het klimaat in de beklaagdenbank (Kennislink)

Overstromingen, regenbuien en hittegolven. Het hield maar niet op deze zomer. Was dat allemaal de schuld van de opwarming van het klimaat? Dat weet je nooit zeker, zeggen klimaatwetenschappers, maar sommige weertypen komen wel steeds vaker voor.

Wat het weer betreft hebben grote delen van de wereld een heftige zomer achter de rug. Eind juni werden de Verenigde Staten en Canada geteisterd door hittegolven met recordtemperaturen, halverwege juli leidde lokale zware regenval in Duitsland, België, Nederland en Luxemburg tot grote overstromingen. Bij die laatste kwamen meer dan 200 mensen om het leven, waarvan minstens 180 in Duitsland en enkele tientallen in België.

Luister naar de wetenschap! Maar wat kan die ons vertellen?
Mika Baumeister, via Unsplash

http://berichtfilter.nl/placeholders/medium.png

Mika Baumeister, via Unsplash

Kort daarna verscheen het nieuwste rapport van het IPCC (International Panel for Climate Change), het klimaatpanel van de Verenigde Naties dat de opwarming van het klimaat en de gevolgen daarvan voor ons in de gaten houdt. De aarde warmt op, het komt door de uitstoot van broeikasgassen, het ijs op de polen smelt en de zeespiegel stijgt, was de zorgwekkende maar weinig verrassende conclusie.

Maar ook is duidelijk geworden dat de opwarming leidt tot veranderingen in het weer – en dát hadden de klimaatwetenschappers nog niet eerder met zoveel stelligheid opgeschreven. Door de stijgende temperatuur krijgen we meer en intensere hittegolven, vaker zware regenval, vaker droogte en meer zware tropische cyclonen, meldde het rapport. Kwamen de extreme weersomstandigheden van afgelopen zomer dan ook tot stand onder invloed van de klimaatverandering?

Hitte

Om op dit soort vragen een antwoord te geven, is er tegenwoordig het World Weather Attribution inititiative, opgezet door een internationaal consortium van klimaatwetenschappers waaronder een aantal van het KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut).

De hittegolven van juni in Amerika en Canada waren zonder de opwarming door broeikasgassen met een aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid niet zo extreem geweest als nu, schreef deze werkgroep in juli van dit jaar. De records gingen dan ook ver boven de historische metingen uit. In het Canadese Lytton werd een temperatuur van 49,6 graden Celcius aangetikt, waarna het dorpje ten prooi viel aan een van de vele bosbranden in de regio. Zelfs in de wereld van nu, die gemiddeld 1,2 graden warmer is dan voor de industriële revolutie, geldt dit als een zeldzame gebeurtenis. De schatting is dat een dergelijke hittegolf gemiddeld eens per duizend jaar voorkomt. Als de opwarming er niet geweest was, was die kans op zijn minst 150 keer kleiner geweest, berekenden de wetenschappers.

Uitgelicht door de redactie

Biologie
Antwoorden op morele vragen vind je niet in de natuur of het wetboek

Geesteswetenschappen
Met spraaktechnologie parkinson opsporen

Overstromingen

Voor de overstromingen in Europa was de vraag lastiger te beantwoorden. De hoofdschuldige van de enorme bakken regen die hier uit de hemel kwamen was Bernd, een lagedrukgebied dat maar niet van zijn plek wilde komen en de wolken dwong om al hun water in hetzelfde gebied te lozen. Omdat het begin juli ook al veel geregend had, was de bodem verzadigd en niet meer in staat veel van al die nattigheid te absorberen.

In Nederland leidde dit vooral tot grote watervlaktes, overloopgebieden waar het water inderdaad in overliep, en dijken die het allemaal maar net hielden. In delen van Limburg, maar vooral in België, Duitsland en Luxemburg, waar de hoogteverschillen groter zijn en veel dorpjes zich in smalle bergvalleien bevinden, kreeg het water een ongekende kracht en ging het mis. Daar werden mensen, auto’s en gebouwen door de stroming meegesleurd.

“Het weer is grillig, en in dit geval pakten zowel de timing als de locatie van de langdurige zware regens bijzonder slecht uit”, zegt Sjoukje Philip, klimaatwetenschapper bij het KNMI in De Bilt. Of de regenval in juli ook zonder opwarming van het klimaat zo hevig zou zijn geweest valt niet te zeggen, concludeerde zij samen met 38 andere klimaatwetenschappers van de World Weather Attribution-werkgroep eind augustus in een lijvig rapport. Maar de káns op een dergelijke hoeveelheid regen is wel groter geworden.

“Dit was zo’n bijzondere en lokale gebeurtenis, dat hij moeilijk te modelleren was of met andere regens vergeleken kon worden”, vertelt Philip. “Vandaar dat we in onze studie op grote onzekerheden uitkwamen.” Uiteindelijk kozen de wetenschappers ervoor om uit te zoomen, en te onderzoeken hoe groot de kans op vergelijkbare regens is in het gebied tussen Nederland en de noordgrens van de Alpen. Ze verdeelden het studiegebied in zestien regio’s, en concludeerden dat die onder de huidige omstandigheden gemiddeld eens in de vierhonderd jaar met een dergelijke hoeveelheid regen te maken krijgen. Zonder opwarming zou dat 1,6 tot 9 keer minder vaak zijn geweest. De kans is dus klein, de onzekerheid fors.

Overstroming in Tilff, België, 16 juni 2021
Régine Fabri, CC-SA-4.0, via Wikimedia Commons

http://berichtfilter.nl/placeholders/medium.png

Régine Fabri, CC-SA-4.0, via Wikimedia Commons

Shaky

Aarnout van Delden, weer- en klimaatonderzoeker bij het Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek van de Universiteit Utrecht, heeft wel wat aan te merken op dit soort ‘attributiestudies’ – waarbij men de invloed van klimaatverandering op de kans op bepaalde gebeurtenissen berekent.

Dit soort onderzoeken worden beheerst door statistiek, zegt hij. “Maar met statistiek kan je weinig bewijzen, vooral als het om zeldzame gebeurtenissen gaat.” Statistiek bedrijven met toekomstverwachtingen van modellen is helemaal nogal shaky, vindt Van Delden. “Die modellen zijn zelf bepaald niet perfect, juist als het gaat om verwachting van regen en bewolking.”

Het probleem is dat je om regenval goed na te bootsen fijnschalige, gedetailleerde modellen nodig hebt. Daarmee kan je echter niet heel ver vooruit kijken, zoals je met klimaatmodellen wil. Van Delden: “Bij weermodellen gaat het om maximaal tien dagen, bij klimaatmodellen minimaal tot het jaar 2100. Dat kost simpelweg te veel rekentijd.” Om die reden rekenen onderzoekers in klimaatmodellen met een lagere resolutie, maar dat maakt ze voor dit soort berekeningen eigenlijk ongeschikt.

Mensen willen getallen

Van het weer dat we meemaken, kan je vrijwel nooit zeggen dat het door klimaatverandering is veroorzaakt, beaamt Philip. Maar mensen willen weten hoe groot de kans is dat bepaalde weersomstandigheden vaker gaan voorkomen, om zich eventueel voor te bereiden. “Ze willen getallen, en die geven we. Maar wel met een bandbreedte, we maken het niet nauwkeuriger dan we denken te kunnen. En de onzekerheid in de resultaten is bij onze studies net zo belangrijk als de resultaten zelf.”

Dat de extreme regenval van deze zomer op het randje zat van wat de statistiek aankon, benadrukte het World Weather Attribution-consortium overigens ook zelf. Al gebruikten de onderzoekers dit keer voor het eerst wél fijnschalige modellen, en keken ze juist vanwege de zeldzaamheid van de gebeurtenis naar een groter gebied.

Het regende maar door en door…
Frame Harirak, Unsplash

Werkwijze

We gaan in onze attributie-studies uit van de observaties, legt Philip uit. Om daar conclusies aan te verbinden moet je begrijpen hoe ze tot stand zijn gekomen. De computermodellen helpen daarbij, die berekenen de interactie tussen de bekende mechanismen en natuurkundige wetmatigheden – zij het in een versimpelde uitvoering. “De statistiek is vervolgens een hulpmiddel om te kijken in hoeverre de observaties en de modellen overeenkomen.”

Modellen die de huidige observaties niet weerspiegelen, worden niet gebruikt. Aan de overige modellen wordt een weging toegekend, afhankelijk van de onzekerheid in de modelresultaten. Uiteindelijk bepalen de onzekerheden in de modellen en in de gegevens samen de marges in de uitkomsten. Philip: “Daarnaast kijken we of modellen het een beetje met elkaar eens zijn. Zo ja, dan hebben we er vertrouwen in, en anders voegen we bij de resultaten ook nog een ‘modelonzekerheid’ toe.” Zo hoopt het consortium te laten zien welke verbanden echt duidelijk zijn, en welke niet.

“Het resultaat is ook weleens dat een uitzonderlijk weersverschijnsel vrijwel zeker niet met klimaatverandering te maken heeft”, benadrukt Philip. Dat was bijvoorbeeld het geval bij watertekorten in Brazilië in 2015, die veroorzaakt bleken te zijn door een toename in bevolking en waterconsumptie, en bij de droogte van 2016 in Somalië, die hoogst waarschijnlijk samenhing met natuurlijke variaties die er ook zonder klimaatverandering geweest was.

Circulatiedynamiek

Toch kunnen we beter een andere invalshoek kiezen, vindt Van Delden. Hij pleit ervoor de focus weer te verleggen naar de fysica achter het klimaat, zoals de dynamiek van luchtcirculatiepatronen. Hoe wordt die beïnvloed door een stijgende temperatuur? Daar leren we meer van dan van statistiek met modellen, betoogde hij afgelopen mei nog in een lezing voor het Duitse ClimXtreme Research Network, omdat we daarmee de mechanismen die het weer bepalen beter gaan begrijpen.

Van Delden: “Bij de extreme regenval in juli zaten we met een zeer speciale situatie, waarbij een cycloon met hele koude kern boven Duitsland bleef liggen. Dat veroorzaakte een constante stroming van vochtige lucht van de Oostzee naar de Ardennen en Eiffel, waar de wolken op de heuvels botsten en uitregenden. Dat ging maar door en door en door. We hebben dat wel vaker gezien. In het jaar 2002 is Praag bijvoorbeeld op dezelfde manier overstroomd, het water kwam toen tot de tweede en derde verdiepingen van de huizen. Zulke cyclonen – koudeputten – snoeren zich af van de zogeheten polaire vortex, de koude luchtstroom rond de noordpool. Of dát vaker voorkomt, is voor dit soort overstromingen dus veel belangrijker om te weten dan hoe veel meer regen er valt dan voorheen. Maar daar is weinig kennis over.”

Uiteindelijk is het allebei nodig, reageert Philip. “Als je beleid wil maken om de gevolgen van de overstromingen te beperken, maakt het niet zo veel uit wat de meteorologische situatie is. Dan wil je gewoon weten hoe groot de kans op zoveel water is.”

https://www.nemokennislink.nl/publicaties/het-klimaat-in-de-beklaagdenbank/

Het klimaat in de beklaagdenbank (Kennislink)

Overstromingen, regenbuien en hittegolven. Het hield maar niet op deze zomer. Was dat allemaal de schuld van de opwarming van het klimaat? Dat weet je nooit zeker, zeggen klimaatwetenschappers, maar sommige weertypen komen wel steeds vaker voor.

Wat het weer betreft hebben grote delen van de wereld een heftige zomer achter de rug. Eind juni werden de Verenigde Staten en Canada geteisterd door hittegolven met recordtemperaturen, halverwege juli leidde lokale zware regenval in Duitsland, België, Nederland en Luxemburg tot grote overstromingen. Bij die laatste kwamen meer dan 200 mensen om het leven, waarvan minstens 180 in Duitsland en enkele tientallen in België.

Luister naar de wetenschap! Maar wat kan die ons vertellen?
Mika Baumeister, via Unsplash

http://berichtfilter.nl/placeholders/medium.png

Mika Baumeister, via Unsplash

Kort daarna verscheen het nieuwste rapport van het IPCC (International Panel for Climate Change), het klimaatpanel van de Verenigde Naties dat de opwarming van het klimaat en de gevolgen daarvan voor ons in de gaten houdt. De aarde warmt op, het komt door de uitstoot van broeikasgassen, het ijs op de polen smelt en de zeespiegel stijgt, was de zorgwekkende maar weinig verrassende conclusie.

Maar ook is duidelijk geworden dat de opwarming leidt tot veranderingen in het weer – en dát hadden de klimaatwetenschappers nog niet eerder met zoveel stelligheid opgeschreven. Door de stijgende temperatuur krijgen we meer en intensere hittegolven, vaker zware regenval, vaker droogte en meer zware tropische cyclonen, meldde het rapport. Kwamen de extreme weersomstandigheden van afgelopen zomer dan ook tot stand onder invloed van de klimaatverandering?

Hitte

Om op dit soort vragen een antwoord te geven, is er tegenwoordig het World Weather Attribution inititiative, opgezet door een internationaal consortium van klimaatwetenschappers waaronder een aantal van het KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut).

De hittegolven van juni in Amerika en Canada waren zonder de opwarming door broeikasgassen met een aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid niet zo extreem geweest als nu, schreef deze werkgroep in juli van dit jaar. De records gingen dan ook ver boven de historische metingen uit. In het Canadese Lytton werd een temperatuur van 49,6 graden Celcius aangetikt, waarna het dorpje ten prooi viel aan een van de vele bosbranden in de regio. Zelfs in de wereld van nu, die gemiddeld 1,2 graden warmer is dan voor de industriële revolutie, geldt dit als een zeldzame gebeurtenis. De schatting is dat een dergelijke hittegolf gemiddeld eens per duizend jaar voorkomt. Als de opwarming er niet geweest was, was die kans op zijn minst 150 keer kleiner geweest, berekenden de wetenschappers.

Uitgelicht door de redactie

Geneeskunde
‘Ieder geschikt orgaan krijgt een bestemming’

Neurowetenschappen
Sommige ‘coronawoorden’ zullen we weer schrappen uit ons geheugen

Overstromingen

Voor de overstromingen in Europa was de vraag lastiger te beantwoorden. De hoofdschuldige van de enorme bakken regen die hier uit de hemel kwamen was Bernd, een lagedrukgebied dat maar niet van zijn plek wilde komen en de wolken dwong om al hun water in hetzelfde gebied te lozen. Omdat het begin juli ook al veel geregend had, was de bodem verzadigd en niet meer in staat veel van al die nattigheid te absorberen.

In Nederland leidde dit vooral tot grote watervlaktes, overloopgebieden waar het water inderdaad in overliep, en dijken die het allemaal maar net hielden. In delen van Limburg, maar vooral in België, Duitsland en Luxemburg, waar de hoogteverschillen groter zijn en veel dorpjes zich in smalle bergvalleien bevinden, kreeg het water een ongekende kracht en ging het mis. Daar werden mensen, auto’s en gebouwen door de stroming meegesleurd.

“Het weer is grillig, en in dit geval pakten zowel de timing als de locatie van de langdurige zware regens bijzonder slecht uit”, zegt Sjoukje Philip, klimaatwetenschapper bij het KNMI in De Bilt. Of de regenval in juli ook zonder opwarming van het klimaat zo hevig zou zijn geweest valt niet te zeggen, concludeerde zij samen met 38 andere klimaatwetenschappers van de World Weather Attribution-werkgroep eind augustus in een lijvig rapport. Maar de káns op een dergelijke hoeveelheid regen is wel groter geworden.

“Dit was zo’n bijzondere en lokale gebeurtenis, dat hij moeilijk te modelleren was of met andere regens vergeleken kon worden”, vertelt Philip. “Vandaar dat we in onze studie op grote onzekerheden uitkwamen.” Uiteindelijk kozen de wetenschappers ervoor om uit te zoomen, en te onderzoeken hoe groot de kans op vergelijkbare regens is in het gebied tussen Nederland en de noordgrens van de Alpen. Ze verdeelden het studiegebied in zestien regio’s, en concludeerden dat die onder de huidige omstandigheden gemiddeld eens in de vierhonderd jaar met een dergelijke hoeveelheid regen te maken krijgen. Zonder opwarming zou dat 1,6 tot 9 keer minder vaak zijn geweest. De kans is dus klein, de onzekerheid fors.

Overstroming in Tilff, België, 16 juni 2021
Régine Fabri, CC-SA-4.0, via Wikimedia Commons

http://berichtfilter.nl/placeholders/medium.png

Régine Fabri, CC-SA-4.0, via Wikimedia Commons

Shaky

Aarnout van Delden, weer- en klimaatonderzoeker bij het Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek van de Universiteit Utrecht, heeft wel wat aan te merken op dit soort ‘attributiestudies’ – waarbij men de invloed van klimaatverandering op de kans op bepaalde gebeurtenissen berekent.

Dit soort onderzoeken worden beheerst door statistiek, zegt hij. “Maar met statistiek kan je weinig bewijzen, vooral als het om zeldzame gebeurtenissen gaat.” Statistiek bedrijven met toekomstverwachtingen van modellen is helemaal nogal shaky, vindt Van Delden. “Die modellen zijn zelf bepaald niet perfect, juist als het gaat om verwachting van regen en bewolking.”

Het probleem is dat je om regenval goed na te bootsen fijnschalige, gedetailleerde modellen nodig hebt. Daarmee kan je echter niet heel ver vooruit kijken, zoals je met klimaatmodellen wil. Van Delden: “Bij weermodellen gaat het om maximaal tien dagen, bij klimaatmodellen minimaal tot het jaar 2100. Dat kost simpelweg te veel rekentijd.” Om die reden rekenen onderzoekers in klimaatmodellen met een lagere resolutie, maar dat maakt ze voor dit soort berekeningen eigenlijk ongeschikt.

Mensen willen getallen

Van het weer dat we meemaken, kan je vrijwel nooit zeggen dat het door klimaatverandering is veroorzaakt, beaamt Philip. Maar mensen willen weten hoe groot de kans is dat bepaalde weersomstandigheden vaker gaan voorkomen, om zich eventueel voor te bereiden. “Ze willen getallen, en die geven we. Maar wel met een bandbreedte, we maken het niet nauwkeuriger dan we denken te kunnen. En de onzekerheid in de resultaten is bij onze studies net zo belangrijk als de resultaten zelf.”

Dat de extreme regenval van deze zomer op het randje zat van wat de statistiek aankon, benadrukte het World Weather Attribution-consortium overigens ook zelf. Al gebruikten de onderzoekers dit keer voor het eerst wél fijnschalige modellen, en keken ze juist vanwege de zeldzaamheid van de gebeurtenis naar een groter gebied.

Het regende maar door en door…
Frame Harirak, Unsplash

Werkwijze

We gaan in onze attributie-studies uit van de observaties, legt Philip uit. Om daar conclusies aan te verbinden moet je begrijpen hoe ze tot stand zijn gekomen. De computermodellen helpen daarbij, die berekenen de interactie tussen de bekende mechanismen en natuurkundige wetmatigheden – zij het in een versimpelde uitvoering. “De statistiek is vervolgens een hulpmiddel om te kijken in hoeverre de observaties en de modellen overeenkomen.”

Modellen die de huidige observaties niet weerspiegelen, worden niet gebruikt. Aan de overige modellen wordt een weging toegekend, afhankelijk van de onzekerheid in de modelresultaten. Uiteindelijk bepalen de onzekerheden in de modellen en in de gegevens samen de marges in de uitkomsten. Philip: “Daarnaast kijken we of modellen het een beetje met elkaar eens zijn. Zo ja, dan hebben we er vertrouwen in, en anders voegen we bij de resultaten ook nog een ‘modelonzekerheid’ toe.” Zo hoopt het consortium te laten zien welke verbanden echt duidelijk zijn, en welke niet.

“Het resultaat is ook weleens dat een uitzonderlijk weersverschijnsel vrijwel zeker niet met klimaatverandering te maken heeft”, benadrukt Philip. Dat was bijvoorbeeld het geval bij watertekorten in Brazilië in 2015, die veroorzaakt bleken te zijn door een toename in bevolking en waterconsumptie, en bij de droogte van 2016 in Somalië, die hoogst waarschijnlijk samenhing met natuurlijke variaties die er ook zonder klimaatverandering geweest was.

Circulatiedynamiek

Toch kunnen we beter een andere invalshoek kiezen, vindt Van Delden. Hij pleit ervoor de focus weer te verleggen naar de fysica achter het klimaat, zoals de dynamiek van luchtcirculatiepatronen. Hoe wordt die beïnvloed door een stijgende temperatuur? Daar leren we meer van dan van statistiek met modellen, betoogde hij afgelopen mei nog in een lezing voor het Duitse ClimXtreme Research Network, omdat we daarmee de mechanismen die het weer bepalen beter gaan begrijpen.

Van Delden: “Bij de extreme regenval in juli zaten we met een zeer speciale situatie, waarbij een cycloon met hele koude kern boven Duitsland bleef liggen. Dat veroorzaakte een constante stroming van vochtige lucht van de Oostzee naar de Ardennen en Eiffel, waar de wolken op de heuvels botsten en uitregenden. Dat ging maar door en door en door. We hebben dat wel vaker gezien. In het jaar 2002 is Praag bijvoorbeeld op dezelfde manier overstroomd, het water kwam toen tot de tweede en derde verdiepingen van de huizen. Zulke cyclonen – koudeputten – snoeren zich af van de zogeheten polaire vortex, de koude luchtstroom rond de noordpool. Of dát vaker voorkomt, is voor dit soort overstromingen dus veel belangrijker om te weten dan hoe veel meer regen er valt dan voorheen. Maar daar is weinig kennis over.”

Uiteindelijk is het allebei nodig, reageert Philip. “Als je beleid wil maken om de gevolgen van de overstromingen te beperken, maakt het niet zo veel uit wat de meteorologische situatie is. Dan wil je gewoon weten hoe groot de kans op zoveel water is.”

https://www.nemokennislink.nl/publicaties/het-klimaat-in-de-beklaagdenbank/

Onze aardplaten blijken al 3,2 miljard jaar te bewegen (Kennislink)

Een Australisch stuk aardkorst blijkt 3,2 miljard jaar geleden al over de aardbol verschoven te zijn. Kennelijk was er toen al sprake van plaattektoniek, concludeert een groep Amerikaanse geologen. Tot nu toe gingen de bewijzen hiervoor terug tot ‘slechts’ 2,8 miljard jaar geleden.

De buitenkant van de aarde is al zo’n 3,2 miljard jaar in beweging. Dat concludeert een team Amerikaanse aardwetenschappers vandaag in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances. Tot nu toe was bekend dat plaattektoniek (het proces waarbij aardschollen zich over de aardbol verplaatsen en ten opzichte van elkaar verschuiven) in elk geval 2,8 miljard jaar geleden al plaatsvond. Onderzoek aan een oeroud stuk aardkorst uit West-Australië toont nu aan dat er 400 miljoen jaar eerder ook al sprake van was.

Ligging van het Pilbara Kraton in West Australië
Ebuhyo1, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

http://berichtfilter.nl/placeholders/medium.png

Ebuhyo1, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Plaattektoniek

Hoewel het meestal lijkt alsof je vaste grond onder je voeten hebt, drijf je eigenlijk rond op een gigantisch vlot van steen. De buitenste schil van de aarde bestaat uit losse platen. Deze aardschollen drijven rond op de min of meer vloeibare aardmantel die er onder ligt, en bewegen daarbij ten opzichte van elkaar. Plaattektoniek, wordt dit proces genoemd.

In sommige gevallen drijven de tektonische platen naar elkaar toe, met gebergten als gevolg. De bergketens zijn de kreukelzones die ontstaan als de aardschollen in slow-motion op elkaar botsen. Soms ook bewegen ze van elkaar af, en ontstaan er oceanen, met op de bodem een riftzone waar heet en vloeibaar gesteente uit de diepe aarde omhoog komt zetten en stolt.

Als de ene plaat onder de andere duikt, ontstaan er vulkanen, en komen er aan het aardoppervlak gesteenten, vloeistoffen en gassen vrij van materiaal dat miljoenen jaren in de diepe aarde opgesloten zat. Tektoniek heeft dus een grote invloed op de landschappen, de dampkring, en zelfs het leven op aarde.

Maar hoe lang vertoont de aarde dit gedrag al? Hoe verder we terug gaan in de tijd, hoe lastiger deze vraag te beantwoorden is. Juist door de plaattektoniek wordt de aardkorst in de loop der tijd namelijk gerecycled, tot er uiteindelijk nauwelijks meer getuigen van het proces aan het oppervlak te vinden zijn.

Eén van de onderzoekers (Roger Fu) op de Honeyeater Basalt op het Pilbara Kraton in West Australië.
Alec Brenner, Harvard University

http://berichtfilter.nl/placeholders/medium.png

Alec Brenner, Harvard University

Australië

Toch is een groep geologen er nu in geslaagd sporen van plaattektoniek terug te vinden in een stuk aardkorst van zo’n 3,2 miljard jaar geleden, toen de aarde nog geen 1,5 miljard jaar bestond: het Oost-Pilbara Kraton in West-Australië. De aardwetenschappers vonden de aanwijzingen voor plaattektoniek door de magnetische eigenschappen van basalten uit dit gebied te analyseren.

Basalten ontstaan uit gesmolten gesteente, waarin ijzerhoudende deeltjes zich richten volgens het heersende magneetveld. Als de basalt stolt kunnen die deeltjes niet meer bewegen. De oriëntatie van de ijzerdeeltjes is dus een momentopname van het magneetveld uit die tijd.

Door het gestolde magneetveld te meten in 235 gesteentemonsters ontdekten de aardwetenschappers dat het Oost-Pilbara Kraton zich ergens tussen 3,35 en 3,18 miljard jaar geleden over het aardoppervlak moet hebben verplaatst. In basalten met verschillende ouderdommen bleek de richting van het gestolde magneetveld gedurende een periode van 170 miljoen jaar namelijk langzaam veranderd te zijn. Dat is te verklaren als de aardplaat destijds met een gemiddelde snelheid van minimaal 2,5 centimeter per jaar is verschoven. Met een dergelijke snelheid reizen de huidige aardschollen nu ook over de aardbol.

Uitgelicht door de redactie

Biologie
‘We krijgen straks een groep patiënten met restafwijkingen aan de longen’

Maatschappijwetenschap
Zo kun je de wetenschap een handje helpen

Aannemelijk

Het is prima onderzoek, vindt aardwetenschapper Lennart de Groot van de Universiteit Utrecht, die gespecialiseerd is in magnetische signalen in gesteenten. De Amerikanen zijn gedegen en nauwkeurig te werk gegaan, er is weinig op aan te merken. Maar om conclusies te trekken uit metingen aan gesteenten van miljarden jaren oud, moet je wel een aantal aannames doen waarvan je niet zeker weet of ze kloppen. “Daar zijn ze zelf in het artikel overigens ook heel eerlijk over”, zegt De Groot.

Eén van de vragen bij het meten van magnetisme in gesteenten, is of je wel daadwerkelijk naar het magneetveld aan het kijken bent van het moment dat het gesteente is gestold, legt De Groot uit. Als het gesteente naderhand nogmaals sterk verhit is, kan dat invloed hebben op het signaal. De Groot: “Bij mijn eigen onderzoek, aan lava’s, kan een bosbrand daarvoor al genoeg zijn.” De Amerikaanse onderzoekers hebben wel erg hun best gedaan dit scenario uit te sluiten, voegt hij eraan toe. “Het is niet 100 procent zeker, maar wel zeer aannemelijk dat ze inderdaad het signaal van 3,2 miljard jaar geleden te pakken hebben.”

Nauwkeurig

Dan de dateringen. Die zijn wel erg nauwkeurig, merkt De Groot op. Bij ouderdommen van meer dan 3 miljard jaar denken de onderzoekers er maximaal 2 miljoen jaar naast te zitten – dan zijn ze dus op 0,1 procent nauwkeurig. “Misschien kan dat hoor, maar ik vind het wel indrukwekkend.”

“Zo ver zijn we inderdaad al met de meetmethodes”, reageert Jan Wijbrans, aardwetenschapper gespecialiseerd in gesteentedateringen aan de Vrije Universiteit Amsterdam. “De onderzoekers hebben bij hun dateringen gebruikgemaakt van de vervalsnelheid van uranium. Die is dankzij onze wapenindustrie zeer goed bekend.”

Geen uitsluitsel

De belangrijkste vraag die rest, is of de verandering van het magneetsignaal door de tijd heen wel betekent dat het stuk korst zich verplaatst heeft, zegt De Groot. “We weten weinig van het magneetveld uit die tijd, maar het kan best zijn dat het sterk varieerde, en dat je metingen dát aangeven.” De aarde had destijds nog geen binnenkern, en dat is een stabiliserende factor voor het magneetveld.

True polar wander: als de massaverdeling binnen de aarde verandert, kan de draaias verschuiven
Victor T Tsai, Publieke domein

http://berichtfilter.nl/placeholders/medium.png

Victor T Tsai, Publieke domein

Nóg een andere verklaring voor het variërende magneetveld – die ook door de onderzoekers zelf genoemd wordt – zou een verschuiving van de draaias van de aarde (true polar wander) kunnen zijn, stelt hoogleraar tektoniek Wouter Schellart van de Vrije Universiteit Amsterdam. Hoe de aarde om zijn eigen as draait en waar die as zich precies bevindt, is afhankelijk van de massaverdeling binnenin de aarde – en dat kan door de tijd heen veranderen.

Schellart: “Om erachter te komen of het om plaattektoniek gaat, zou je willen weten of aardschollen ten opzichte van elkaar verschuiven, en heb je dus soortgelijke metingen van een andere plaat nodig.” Zelf vermoedt Schellart dat de aardschol in dat geval een hogere snelheid gehad zal hebben dan het minimum van 2,5 centimeter per jaar dat de onderzoekers noemen. “Ook tegenwoordig geldt dat als vrij traag. En destijds was de aardmantel, waar de schollen op drijven, 200 tot 300 graden heter dan nu. Dan zou je een snellere stroming en dus plaatbeweging verwachten.”

Als het inderdaad om plaattektoniek gaat, is dit een belangrijke doorbraak, benadrukt Schellart. “Het onderzoek geeft geen uitsluitsel, maar is wel degelijk erg interessant”, voegt De Groot daaraan toe. “En beter dan dit ga je het niet krijgen.”

Bron:

  • Brenner e.a., Paleomagnetic evidence for modern-like plate motion velocities at 3.2 Ga, Science Advances, 22-04-2020, link
https://www.nemokennislink.nl/publicaties/onze-aardplaten-blijken-al-3-2-miljard-jaar-te-bewegen/

Australië staat in brand (Kennislink)

De bosbranden in Australië zijn hoogst waarschijnlijk deels te wijten aan de opwarming van het klimaat. Vervelend, want de branden zetten de thermostaat zelf ook nog eens een tandje hoger…

Op Twitter worden de tweets van de Australische wetenschapscommunicator Ketan Joshi deze week gretig gedeeld. De bosbranden die Australië momenteel teisteren, waren lang geleden al voorspeld, zo blijkt uit de tekstfragmenten afkomstig uit rapporten en artikelen die hij bij elkaar heeft gesprokkeld.

“In Zuidoost-Australië is in 2020 het aantal dagen met zeer hoog tot extreem brandgevaar waarschijnlijk met 4 tot 25 procent toegenomen”, schreef het klimaatpanel van de Verenigde Naties IPCC bijvoorbeeld al in 2007. Een rapport van het Australisch onderzoeksinstituut CSIRO en het bosbrandenonderzoekscentrum CRC, in opdracht van het Climate Institute of Australia, meldde in 2009 dat zelfs bij een milde opwarming van het klimaat catastrofale branden in delen van Victoria elke vijf tot zeven jaar zullen voorkomen

Dat beide fragmenten kloppen, blijkt als je er even in duikt. En de lijst van Joshi gaat nog wel even door. Zijn boodschap: De opwarming van het klimaat veroorzaakt hetere en drogere zomers en meer hittegolven, waardoor branden meer kans hebben om zich heen te grijpen. En dat wisten we al lang.

Honderden miljoenen dieren

Deze zomer staan er inderdaad grote delen van Australië in brand, en de situatie is grimmiger dan in andere jaren. De branden begonnen eerder, houden langer aan, en verspreiden zich over veel grotere gebieden dan de Australiërs gewend zijn. Een gebied groter dan de oppervlakte van Nederland is al in rook opgegaan. Vierentwintig mensen en honderden miljoenen dieren (insecten niet meegerekend) kwamen om het leven. En dat terwijl het droge seizoen nog wel een maand kan aanhouden.

Maar komt het inderdaad door de opwarming van het klimaat? “In elk geval voor een deel”, zegt Guido van der Werf, klimaatwetenschapper en bosbrandenspecialist aan de Vrije Universiteit in Amsterdam. “Maar zonder opwarmend klimaat was het waarschijnlijk ook een extreem seizoen geweest.”

De Indiase Niño

De droogte van dit jaar is voornamelijk te danken aan de Indische Oceaan Dipool, ook wel de Indiase Niño genoemd. Dit is een ongeveer vierjaarlijkse maar niet erg regelmatige schommeling in de temperatuur van het zeewater aan het oppervlak van de Indische Oceaan. Soms is het water in het westen warmer dan in het oosten (de positieve fase), soms ook andersom.

Tijdens een positieve fase – waar we nu middenin zitten – blijft de neerslag in Australië vaak weg. “Dat heeft met klimaatverandering niks te maken”, zegt Van der Werf. “Maar als je er dan ook nog een paar flinke hittegolven overheen krijgt, droogt het bos wel heel erg snel uit. En hittegolven worden wél versterkt door de opwarming van het klimaat.”

Uitgelicht door de redactie

Astronomie
‘Ik wil graag weten wat de invloed van leven op een atmosfeer is’

Biotechnologie
Navigeren op de tast en sterretjes zien: uitvindingen voor blinden

Dat blijkt. De afgelopen jaren brak de zomertemperatuur in Australië record na record, met afgelopen december als voorlopig hoogtepunt. Op dinsdag 17 december 2019 was het (gemiddeld over het hele land) 40,9 graden, de hoogste temperatuur ooit gemeten. De dag erna kwam daar nog eens een hele graad bovenop.

Bosbeheer

Maar had het bosbeheer dan niet beter gekund? Volgens Van der Werf zijn er wel maatregelen die er normaliter voor zorgen dat het vuur zich op een gegeven moment niet verder kan verspreiden: regelmatig stukken land gecontroleerd in brand steken bijvoorbeeld, en zorgen dat er onbegroeide landstroken tussen bosgebieden in liggen.

“Maar de huidige branden in Australië zijn zo hevig dat zulke brandgangen weinig nut hebben. Vonkenregens waaien er gewoon overheen.” Bovendien kan door de extreme hitte een sterke luchtstroming ontstaan die uiteindelijk tot onweer leidt, zij het zonder regen. Van der Werf: “En door de bliksem worden dan weer nieuwe bosgebieden in brand gezet.”

Nog warmer

De bosbranden worden niet alleen veroorzaakt door het opwarmende klimaat, maar versterken deze opwarming ook, door CO2 uit te stoten. Bij de branden in de regio’s New South Wales en Victoria is al evenveel koolstofdioxide vrijgekomen als door het jaarlijkse gebruik van fossiele brandstoffen in heel Australië – namelijk rond de 400 miljoen ton.

Net na de brand. Prospect Hill, Greystanes, even ten noorden van Wetherill Park in Sydney, Australië.
Meganesia, via Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

http://nederland20.duckdns.org/placeholders/medium.png

Meganesia, via Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

“Die vergelijking kan je zowel gebruiken om te laten zien hoe erg de branden zijn, als om te laten zien hoe groot onze eigen uitstoot eigenlijk is”, merkt Van der Werf droogjes op.

Vergeleken met de jaarlijks terugkerende branden in noordelijke delen van Australië, hebben de branden in het zuidoosten een veel grotere invloed op het klimaat. In het noorden gaat het om grasland en savannes. Daar keert de begroeiing vrij snel terug, en haalt daarbij de CO2 weer uit de lucht. De bossen in het zuidoosten kost dat veel meer tijd. Voor een bos zo ver is aangegroeid dat het alle vrijgekomen CO2 weer heeft opgenomen, zijn we enkele decennia verder.

Bovendien bestaat de kans dat het bos niet meer in zijn huidige vorm terugkeert. De branden zijn erg extreem, wellicht zijn zaden in de grond ook aangetast. Van der Werf: “Als de brandfrequentie in deze opwarmende wereld inderdaad toeneemt, is de kans groot dat de vegetatie niet meer tot het oude niveau zal herstellen.”

https://www.nemokennislink.nl/publicaties/australie-staat-in-brand/

Hoe bijzonder is het aantal branden in het Amazonegebied? (Kennislink)

In het Amazonegebied woeden bosbranden. Maar zijn het er uitzonderlijk veel, zoals het Braziliaanse ruimtevaartinstituut INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) in eerste instantie stelde? Of is het toch gewoon een gemiddeld jaar?

De NASA wilde de bevindingen van het INPE eerst niet bevestigen, maar deed het uiteindelijk toch. Na een week van verwarring zijn de experts het inmiddels eens over de vraag hoe bijzonder de situatie is, vertelt Guido van der Werf, klimaatwetenschapper en bosbrandenexpert van de Vrije Universiteit Amsterdam.

Wat was er nou allemaal aan de hand?

“Dat er momenteel veel branden woeden, daar was geen discussie over. Maar wanneer is iets exceptioneel? Dat ligt er aan wat je als vergelijkingsmateriaal gebruikt.”

“De INPE gebruikt voor de vergelijking alleen gegevens van de nieuwste satelliet (de VIIRS- ofwel Visible Infrared Imager Radiometer Suite). Die meet sinds eind 2011. En ja, als je die meetreeks bekijkt, dan staat er momenteel in het Braziliaanse deel van het Amazonegebied veel meer natuurgebied in brand dan anders. Als je er metingen bij pakt van een andere satelliet, de MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), dan kan je 25 jaar terug kijken. Over dat tijdsinterval blijkt 2019 een vrij normaal jaar te zijn, met wellicht iets meer branden dan gemiddeld. Tot nu toe in elk geval– want we zijn pas halverwege het bosbrandenseizoen, en niemand weet wat ons nog te wachten staat.”

Het eerste satellietbeeld van de aarde dat gemaakt werd met gegevens van de VIIRS (Visible Infrared Imager Radiometer Suite) van de NASA
NASA

Dus het valt wel mee? Gelukkig maar!

“Nou nee. Als iets vaak voorkomt betekent dat niet automatisch dat het wel oké is, natuurlijk. In die 25 jaar zat een periode waarin op grote schaal ontbossing plaatsvond in de zuidelijker staten van de Braziliaanse Amazone – zowel in de savannen als in het regenwoud. Die ontbossing piekte ongeveer tussen 2000 en 2005, en leek de laatste jaren beteugeld te zijn. We moeten afwachten tot het eind van het seizoen zoals ik al zei, maar het zou kunnen dat we weer terug gaan naar de hoeveelheid branden van toen. Dan zijn we weer terug bij af, zou je kunnen stellen.”

“Het lijkt er op dat de hoeveelheid branden met nieuwe regelgeving van de Braziliaanse president Bolsonaro te maken heeft. Zo zijn er veel branden langs de weg – waar het toch meer in het oog loopt als je dingen aan het doen bent die niet mogen dan dieper in het woud.”

En nu? Krijgen we zuurstoftekort, of een enorme puls in de hoeveelheid broeikasgassen?

“Dat valt dan weer wél een beetje mee. Het ergste is dat het bos verdwijnt, met zijn dieren en zijn soortenrijkdom. En ja, de branden hebben invloed op het broeikaseffect en de vorming van wolken. We moeten dan ook zeker proberen ze te voorkomen of zo snel mogelijk te blussen. Maar als je de CO2-uitstoot van deze natuurbranden vergelijkt met de uitstoot door het gebruik van fossiele brandstoffen, lijkt er opeens niet zo veel aan de hand te zijn. Normaal gesproken nemen de branden ongeveer een procent van de totale wereldwijde uitstoot voor hun rekening – en als de vegetatie weer aangroeit wordt een deel daarvan gewoon weer opgenomen. Op de hoeveelheid zuurstof op aarde heeft het nog veel minder invloed, vooral omdat we daar zo veel van hebben "

Waar kwam al die verwarring nou vandaan?

“Het lijkt er vooral op dat we allemaal naar andere dingen keken. INPE naar gegevens van de nieuwste satelliet, met een relatief korte periode en alleen de Braziliaanse staten en NASA en ik naar de hele Amazone en een langere periode. Daarnaast verscheen er in een artikel van de BBC een figuur waarin het aantal branden van de afgelopen jaren werd vergeleken – maar dan voor al die jaren slechts tot 21 augustus. Daar valt wel wat voor te zeggen, maar het leidde wel tot enige verwarring.”

“Op de sociale media vinden verhalen bovendien snel hun weg naar het brede publiek, dus was er weinig tijd om er even rustig over te discussiëren. Wat deze week weer duidelijk werd, is hoe krachtig die sociale media zijn. Het lijkt er zelfs op dat de publieke verontwaardiging Bolsonaro er toe bewogen heeft toch extra brandweerinzet naar de gebieden te sturen.”

En hoe is het wetenschappelijke meningsverschil opgelost?

“We zijn gewoon maar eens bij elkaar gaan zitten. Toen bleek al snel dat we het eigenlijk gewoon met elkaar eens waren.”

Brazilië vanuit de lucht, satellietbeeld van 21 augustus
Image Courtesy: NASA Worldview, Earth Observing System Data and Information System (EOSDIS)
https://www.nemokennislink.nl/publicaties/hoe-bijzonder-is-het-aantal-branden-in-het-amazonegebied/