In een onderzoek onder leiding van de University of Colorado Boulder met co-auteurs van het National Center for Atmospheric Research (NCAR) en andere organisaties, hebben onderzoekers mogelijk bewijs gevonden dat de 'Little Ice Age' mogelijk banden heeft gehad met een ongewoon tijdperk van vulkanische activiteit ... een activiteit die ongeveer 50 jaar heeft geduurd. In slechts vijf decennia slaagden vier enorme tropische vulkaanuitbarstingen erin om de hele omgeving van de aarde in te nemen en op ijs te zetten. Ergens in de buurt van de jaren tussen 1275 en 1300 na Christus veroorzaakten deze uitbarstingen een zeer koel zomerweer op het noordelijk halfrond, wat een uitbreiding van zee-ijs veroorzaakte die op zijn beurt de Atlantische stroming verzwakte. Het verzwakte het toch al koele klimaat echter niet. Het versterkte het.
De internationale studie werd gedaan in lagen - zoals een goede cake - maar in plaats van zoete glazuur, was het een samengestelde blik op dode vegetatie, ijs en sediment kerngegevens. Door zeer gedetailleerde computerklimaatmodellering toe te passen, kunnen wetenschappers nu een sterke theorie hebben over wat de kleine ijstijd veroorzaakte ... een theorie die begint met verminderde zonnestraling in de zomer en zich ontwikkelt tot uitbarstende vulkanen. Hier had planeetbrede koeling kunnen worden veroorzaakt door sulfaten en andere aerosolen die in onze atmosfeer worden uitgestoten en zonlicht terug de ruimte in reflecteren. Simulaties hebben aangetoond dat het zelfs een combinatie van beide scenario's zou kunnen zijn.
"Dit is de eerste keer dat iemand het specifieke begin van de koude tijden die het begin van de kleine ijstijd markeren duidelijk heeft geïdentificeerd", zegt hoofdauteur Gifford Miller van de University of Colorado Boulder. “We hebben ook gezorgd voor een begrijpelijk klimaatfeedbacksysteem dat uitlegt hoe deze koude periode lange tijd zou kunnen worden volgehouden. Als het klimaatsysteem over een relatief korte periode - in dit geval door vulkaanuitbarstingen - keer op keer wordt getroffen door koude omstandigheden, lijkt er een cumulatief koeleffect te zijn. ”
"Onze simulaties toonden aan dat de vulkaanuitbarstingen mogelijk een diep verkoelend effect hadden", zegt NCAR-wetenschapper Bette Otto-Bliesner, co-auteur van de studie. "De uitbarstingen hadden een kettingreactie kunnen veroorzaken, die het zee-ijs en de oceaanstromingen op een manier heeft beïnvloed die de temperatuur eeuwenlang heeft verlaagd." De onderzoeksrapporten van het team worden deze week gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven. Leden van de groep zijn co-auteurs van de University of Iceland, de University of California Irvine en de University of Edinburgh in Schotland. De studie werd gedeeltelijk gefinancierd door de National Science Foundation, de sponsor van NCAR en de Icelandic Science Foundation.
"Wetenschappelijke schattingen met betrekking tot het begin van de kleine ijstijd variëren van de 13e eeuw tot de 16e eeuw, maar er is weinig consensus", zegt Miller. Het is vrij duidelijk dat deze lagere temperaturen een impact hadden op meer zuidelijke regio's zoals Zuid-Amerika en China, maar het effect was veel duidelijker in gebieden zoals Noord-Europa. Door ijzige bewegingen zijn bevolkte gebieden uitgeroeid en historische beelden laten zien dat mensen schaatsen op plaatsen waarvan bekend is dat ze te warm zijn voor zulke stevige vriesactiviteiten vóór de kleine ijstijd.
"De dominante manier waarop wetenschappers de kleine ijstijd hebben gedefinieerd, is door de uitbreiding van grote gletsjers in de Alpen en in Noorwegen", zegt Miller, een fellow van het CU's Institute of Arctic and Alpine Research. "Maar de tijd waarin de Europese gletsjers ver genoeg gevorderd waren om dorpen te slopen, zou lang na het begin van de koude periode zijn geweest."
Door de techniek van radiokoolstofdatering te gebruiken, werden ongeveer 150 plantensoorten, compleet met wortels, verzameld van de teruglopende randen van ijskappen op Baffin Island in de Canadian Artic. In deze monsters vonden ze aanwijzingen voor een 'dodendatum' die varieerde tussen 1275 en 1300 na Christus. Deze informatie leidde ertoe dat het team vermoedde dat de planten snel werden ingevroren en vervolgens net zo snel werden ingekapseld in vast ijs. Een tweede gedocumenteerde doodsdatum vond plaats rond 1450 na Christus en toonde een andere belangrijke gebeurtenis. Om hun bevindingen verder uit te werken, nam het onderzoeksteam sedimentmonsterkernen uit een gletsjermeer dat is verbonden met de kilometerslange Langikull-ijskap. Deze belangrijke monsters uit IJsland kunnen tot 1000 jaar betrouwbaar worden gedateerd en de resultaten toonden een plotselinge toename van ijs aan het einde van de 13e eeuw en opnieuw in de 15e eeuw. Dankzij deze technieken die afhankelijk zijn van de aanwezigheid van tephra-afzettingen, weten we dat deze klimaatkoelingsgebeurtenissen plaatsvonden als gevolg van vulkaanuitbarstingen.
"Dat toonde ons dat het signaal dat we van Baffin Island kregen, niet alleen een lokaal signaal was, het was een Noord-Atlantisch signaal", zegt Miller. "Dit gaf ons veel meer vertrouwen dat er tegen het einde van de 13e eeuw een grote verstoring was van het klimaat op het noordelijk halfrond."
Wat bracht het team tot hun definitieve conclusies? Door het gebruik van het Community Climate System Model, ontwikkeld door wetenschappers van NCAR en het Department of Energy met collega's van andere organisaties, konden ze de impact van vulkanische koeling op de omvang en massa van Artic zee-ijs simuleren. Het model schilderde een portret van wat er zou kunnen zijn gebeurd tussen ongeveer 1150 en 1700 na Christus en toonde aan dat enkele grootschalige uitbarstingen het noordelijk halfrond hadden kunnen beïnvloeden als ze binnen een korte tijdspanne waren gebeurd. In dit scenario had het koeleffect op lange termijn het ijs van de Artische Zee kunnen uitbreiden tot het punt waar het uiteindelijk in de Noord-Atlantische Oceaan samenkwam - en smolt. Tijdens de modellering werd de zonnestraling op een constante ingesteld om te laten zien dat "de kleine ijstijd waarschijnlijk zou zijn opgetreden zonder verminderde zonnestraling in de zomer op dat moment." concludeerde Miller.
Oorspronkelijke verhaalbron: Univsersity Corporation for Atmospheric Research.
