CO2 is de kip én het ei van de opwarming

Wageningse hoogleraar levert wiskundig bewijs voor dubbelrol van broeikasgassen

Het was een klassiek kip- of ei-probleem. Warmt de aarde op door een toename van broeikasgassen? Of stijgt de concentratie van die gassen, zoals CO2, als de temperatuur stijgt? Het is twee keer ja, maar dat helpt de vragensteller niet verder.

Het klimaat is een complex systeem, zegt de Wageningse hoogleraar Marten Scheffer, die vandaag in het vakblad Nature Climate Change het pleit beslecht. "Oorzaken en gevolgen zijn niet simpel te scheiden. Gevolgen zijn ook weer oorzaak van nieuwe gevolgen. Dat maakt het erg lastig om te voorspellen wat er gebeurt als je aan de knoppen van het systeem draait."

De groep van Scheffer pakte het kip-ei-probleem samen met Britse en Amerikaanse collega's grondig aan en leverde het wiskundige bewijs voor wat klimaatwetenschappers wel bevroedden maar nooit hard konden maken. Conclusie: in het verleden is de opwarming veelal door een externe oorzaak in gang gezet; daardoor steeg ook de CO2-concentratie en die stijging versterkte de opwarming weer.

Klimaatsceptici grepen de onduidelijkheid over oorzaak en gevolg met graagte aan om de hele broeikastheorie in twijfel te trekken. Die toename van de CO2 is slechts een neveneffect van een opwarmende aarde, zeiden ze dan. Het zou helemaal geen zin hebben om de uitstoot van broeikasgassen te beperken.

Klimaatwetenschappers probeerden deze gedachte te ontzenuwen door periodes van opwarming in het verleden te analyseren. De geschiedenis daarvan ligt opgeslagen in de ijskappen van Groenland en Antarctica.

Dat miljoenen jaren oude ijs bevat luchtbelletjes en die vertellen precies hoe warm het in een bepaalde periode was en hoeveel CO2 er toen in de lucht zat. Scheffer: "Men ging op zoek naar scherpe stijgingen van de temperatuur en keek dan of de piek in de CO2 net vóór of net na die stijging lag."

Dat leek een doeltreffende aanpak maar die gaf geen definitief uitsluitsel. De volgorde van de pieken was niet altijd gelijk, en soms versterkten ze elkaar en dan weer niet. "Men vergat dat de grootste dynamiek niet van buitenaf kwam, maar in het aardse systeem zelf zat. Die interne krachten van de aarde bepalen veeleer wat er gebeurt."

Twee jaar geleden lieten Amerikaanse wiskundigen zien hoe je een dynamisch systeem, waarbij oorzaak en gevolg door elkaar lopen, kon herkennen. De basis voor dat werk was dertig jaar eerder gelegd door de Nederlander Floris Takens.

Toen de groep van Scheffer daarvan hoorde, dachten ze meteen: dat moeten we toepassen op het klimaat. "Het resultaat zal niemand verbazen, zeker klimaatwetenschappers niet. Maar wij kunnen erbij zeggen dat de bewering deugt. Wiskundig bewezen."

Cyclus van ijstijden

De geschiedenis van de aarde is er een van ijstijden die worden afgewisseld met warmere periodes. Deze afwisseling hangt samen met variaties in de baan van de aarde en veranderingen in de stand van de aardas ten opzicht van die baan. Dit zijn de zogeheten Milankovitch-cycli. Hoe mooi de ontdekking van die cycli ook was, toch was er gesteggel over, zegt Marten Scheffer. "Het patroon paste soms heel goed, maar soms ook weer niet."

In hun publicatie in Nature Climate Change laten de wetenschappers uit Wageningen, Exeter en Californië zien dat ook hier de interne dynamiek van de aarde de grote motor is voor ijstijden of interglaciale periodes. Factoren als het albedo-effect - waarbij ijsvlaktes het zonlicht weerkaatsen en voor extra afkoeling zorgen - zijn bepalend. "De Milankovitch-cylus is niet meer dan een pacemaker."

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden