De “transportband” van de Atlantische Oceaan, een krachtige stroming die warm water naar het noorden sleept voordat het in de Noord-Atlantische Oceaan wordt ondergedompeld, is de constante metgezel van de mensheid geweest. Al 8000 jaar houdt hij stand en voedt hij West-Europa met tropische warmte. Maar een nieuwe studie van de sterkte van de stroming in de afgelopen half miljoen jaar suggereert dat de opwarming van de aarde de stroming niet snel zal doen stoppen, zoals sommige wetenschappers vrezen. In plaats daarvan zou de opwarming kunnen leiden tot een herhaling van gebeurtenissen uit de oudheid, toen meerdere opwarmingspieken snelle, eeuwenlange schommelingen in de sterkte van de stroming veroorzaakten en klimaatchaos zaaiden die Europa afwisselend afkoelde en opwarmde.

“Een sterke circulatie kan ook een zeer variabele circulatie zijn. dat is misschien wel de belangrijkste les,” zegt Ulysses Ninnemann, paleoklimatoloog aan de Universiteit van Bergen en co-auteur van het nieuwe artikel.

De Atlantische transportband loopt op zout. Eerst brengen de Golfstroom en soortgelijke stromingen zout, warm water duizenden kilometers noordwaarts naar de zeeën rond Groenland en IJsland, waar het afkoelt en naar de zeebodem zinkt. Daar migreert het langzaam zuidwaarts door de afgronden. De stromingen spelen niet alleen een enorme rol in het klimaat van Europa, maar helpen de oceanen ook veel van de warmte vast te leggen die de mens in de atmosfeer heeft opgesloten door er broeikasgassen in te dumpen.

Zoet water kan deze motor echter afremmen door het zware zoute water te verdunnen, waardoor er minder naar de Noord-Atlantische Oceaan duikt. Dat is vrijwel zeker wat er gebeurde aan het eind van de vorige ijstijden, toen de kilometers dikke ijskappen die Noord-Amerika bedekten, smolten in de Noord-Atlantische Oceaan. Maar in de warme perioden tussen de ijstijden, de zogeheten interglacialen, gaan wetenschappers ervan uit dat de Atlantische circulatie stabiel is.

Om uit te vinden of dit werkelijk het geval is, onderzochten Eirik Vinje Galaasen, een paleoklimatoloog aan de Universiteit van Bergen, en zijn collega’s een 250 meter lange kern van zeebodemklei die eerder was aangeboord voor de zuidpunt van Groenland, op een plek waarvan bekend is dat hij sedimenten vastlegt die naar beneden worden getrokken door het instortende oppervlaktewater. Doorheen de lagen klei, die een geschiedenis van 500.000 jaar vertegenwoordigen, zaten de minuscule schelpjes van eencellige organismen, foraminifera genaamd. Galaasen en collega’s spoelden de fossielen van de foraminifera uit de verschillende modderlagen en analyseerden hun chemische samenstelling om te zien wat ze zeiden over de Atlantische circulatie. “

Elk fossiel bevatte een isotopische vingerafdruk van de reisgeschiedenis van het omringende water, geïntegreerd in hun schelpen. Er zijn slechts twee plaatsen op de planeet waar water van het oppervlak naar de oceaanbodem daalt: de Zuidelijke Oceaan en de Noord-Atlantische Oceaan. Het water dat van het voedselrijke Antarctica afdaalde, bevatte meer koolstof-12 dan koolstof-13, terwijl dat van de voedselarme Noord-Atlantische Oceaan het omgekeerde patroon vertoonde. Door de verhouding van de koolstofisotopen in de loop van de tijd te onderzoeken, kon Galaasen bepalen wanneer de stroming sterk was en de Noord-Atlantische Oceaan naar beneden trok, en wanneer ze zwak was en de zuidelijke wateren liet overheersen.

De fossielen onthulden dat de sterkte van de Atlantische circulatie sterk afnam, alvorens weer op te veren tijdens perioden van maximale opwarming in drie recente interglacialen, zo melden ze vandaag in Science. Deze schommelingen, die zich ongeveer 423.000, 335.000 en 245.000 jaar geleden voordeden, duurden soms slechts 100 jaar. Hoewel het team niet heeft gemodelleerd hoe deze schommelingen het klimaat zouden hebben veranderd, zouden de effecten waarschijnlijk “catastrofaal” zijn geweest, zegt Guido Vettoretti, een klimaatwetenschapper aan de Universiteit van Kopenhagen die niet bij de studie betrokken was. Andere modellen suggereren dat circulatievertragingen Noord-Europa ernstig afkoelen en Zuid-Europa uitdrogen.

In de monsters gingen de vertragingen vaak gepaard met brokstukken van ijsbergen – een teken dat smeltwater van de Groenlandse ijskap deze sputtering kan hebben veroorzaakt. Het puin suggereert dat het huidige lot van Groenland niet alleen van invloed is op de zeespiegelstijging; het zou ook het klimaat kunnen beïnvloeden. “De Groenlandse ijskap kan uiterst belangrijk zijn voor de stabiliteit van ons klimaatsysteem,” zegt Vettoretti.

Hoe veerkrachtig is de Atlantische stroming vandaag? Hedendaagse studies zijn beperkt in wat ze kunnen zeggen. Twee decennia van monitoring hebben bijvoorbeeld schommelingen in de sterkte op korte termijn aan het licht gebracht, maar het is moeilijk om een patroon op lange termijn te ontdekken, of om te weten of de opwarming van de aarde de stroming beïnvloedt. De nieuwe studie zou dit werk nog moeilijker kunnen maken, waardoor voorspellingen over hoe de circulatie in de toekomst zou kunnen veranderen, worden bemoeilijkt, aldus Ninnemann. Hij voegt eraan toe dat modellen rekening zouden moeten houden met de mogelijkheid dat de opwarming van de aarde de sterkte van de circulatie zou kunnen doen afnemen en snel weer zou kunnen terugkaatsen.

Wat nu nodig is, zegt Ninnemann, is voortdurende observatie van de huidige stroming, samen met een nauwkeurige studie van hoe de oude wereld eruitzag toen die grillig groeide. Maar dergelijke inspanningen stuiten op financiële en logistieke moeilijkheden, vooral nu met de coronavirus pandemie. Deze maand nog, bijvoorbeeld, heeft het Verenigd Koninkrijk een cruise afgebroken die de ligplaatsen van een reeks observatoren van de stroming zou hebben geborgen. En hoewel het programma geld had om nieuwe arrays uit te zetten, heeft het momenteel geen geld om ze te herstellen. “Eleanor Frajka-Williams, hoofdwetenschapper van de array in het National Oceanography Centre van het Verenigd Koninkrijk, zei in een interview voor het vertrek van de cruise.

In sommige opzichten lijkt het misschien goed nieuws dat de circulatie kan afnemen en weer opleven, in plaats van alleen maar af te nemen, of erger nog, helemaal stil te vallen. Maar Ninnemann merkt op dat de menselijke systemen van landbouw, handel en nederzettingen niet ontworpen zijn om met zulke schommelingen om te gaan. “We hebben alles opgebouwd in deze relatief stabiele klimaatperiode,” legt Hinnemann uit. “Maar het geologisch archief laat ons zien dat dit eerder een uitzondering is dan de regel.”