Een kleine eeuw geleden schreef wiskundige Milutin Milanković over astronomische processen die cyclische klimaatveranderingen veroorzaken. Nu is bewijs gevonden dat Jupiter en Venus al zeker sinds het vroege dinotijdperk ons klimaat beïnvloeden, schrijven Amerikaanse geologen in vakblad PNAS.
Bijna een eeuw geleden voorspelde de Servische wiskundige Milutin Milanković lange, ritmische veranderingen in het klimaat die veroorzaakt worden door schommelingen in de beweging van de aarde rond de zon. Nu heeft een team van Amerikaanse geologen 215 miljoen jaar oud bewijs gevonden voor één van die klimaatcycli. Dit kan ons helpen de geschiedenis van de aarde én die van het zonnestelsel beter te begrijpen.
De betreffende cyclus wordt veroorzaakt door de zwaartekracht die de grote gasreus Jupiter en onze buurplaneet Venus op de aarde uitoefenen. Zij zorgen ervoor dat de baan waarin de aarde rond de zon draait soms wat uitgerekter is dan anders. Op menselijke schaal merken we bijna niets van die verandering – één cyclus van meest ellipsvormig naar meest rond en weer terug duurt 405.000 jaar – maar voor geologen en astrofysici is dit wél heel interessant.
Gaan we buitenaards leven ontdekken op ijsmanen?
De ruimtevaartorganisaties NASA en ESA spenderen momenteel miljarden aan missies naar de ijsmanen rond de planeten Jupiter en Saturnus.
Rocket science
Hoewel we de cyclus dus al heel lang kennen, was het nog niet zeker dat hij altijd zo stabiel was. Het wiskundige model van deze cyclus – die uitgaat van bewegingen van de hemellichamen – is volgens astrofysici betrouwbaar tot ‘slechts’ 50 miljoen jaar geleden.
‘We gebruiken in principe dezelfde wiskunde als die waarmee we ruimtesondes naar Mars sturen, en oké, dat werkt’, vertelt onderzoeker Paul Olsen van de Columbia University in New York. Maar die bewegingen miljoenen jaren terugrekenen én daar klimaatverandering aankoppelen, is iets wat we nog niet helemaal uitgevogeld hebben. Het terugvinden van zo’n cyclus in oude gesteentelagen kan dan helpen om de wirwar van astronomische bewegingen uit elkaar te trekken.
Rock science
Het uiteindelijke bewijs kwam uit boorkernen: stukken steen die met holle buizen uit de grond omhooggehaald worden (zie foto). Die stenen kwamen van ruim 450 meter onder de grond in het Petrified Forest National Park in Arizona en uit gesteentekernen die eerder bij New York en New Jersey gedolven waren. In die laatste kernen was de cyclus ook al zichtbaar, maar kon nog niet bewezen worden dat die ook écht 405.000 jaar duurden.
De Arizona-kernen leveren dat bewijs wel, doordat laagjes vulkanisch as tussen de afzettingen radioactieve isotopen bevatten. Doordat die isotopen op een heel voorspelbare manier vervallen, kun je daarmee uitrekenen hoe oud de laagjes zijn. Deze leeftijden konden de onderzoekers extrapoleren naar de andere kernen, waarmee ze konden bewijzen dat ze écht een cyclus van 405.000 jaar gevonden hadden.
Dinosauriërs
De nu gevonden cyclus heeft twee broertjes die veroorzaakt worden door veranderingen in de oriëntatie van de aardas. Die laatste twee cycli, die ‘maar’ twintig- en veertigduizend jaar duren, zijn minder stabiel en vaak moeilijker uit elkaar te houden. ‘Het mooie van de 405.000-jaar cyclus is dat hij losstaat van de rest’, vertelt onderzoeker Dennis Kent. ‘Hij verandert niet. De andere cycli bewegen over deze heen.’
€ 9,95Bestel in onze webshop.
De Milankovitch-cycli zijn voor geologen een soort meetlat voor tijd: een wereldwijd systeem van afwisselingen die steeds ongeveer even lang duren. De regelmatige veranderingen in klimaat zijn op allerlei plaatsen terug te vinden in sedimentaire afzettingen. Daardoor kun je iets wat lang geleden gebeurde linken aan een andere gebeurtenis die op hetzelfde moment heel ergens anders plaatsvond.
Zo kan de vondst van deze cyclus ons bijvoorbeeld helpen om de opkomst van de dinosauriërs – ruim tweehonderd miljoen jaar geleden – beter te begrijpen, schrijven de onderzoekers. Met hulp van de cyclus kun je de evolutie van deze machtige beesten en de veranderingen die toen in hun omgeving plaatsvonden, heel precies in het juiste stukje tijd plaatsen en overal ter wereld met elkaar vergelijken.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: