Dit verhaal werd oorspronkelijk gepubliceerd door Grist. Schrijf u hier in voor de wekelijkse nieuwsbrief van Grist.
Het beperken van de gemiddelde opwarming van de aarde tot 1,5 graden Celsius, of 2,7 graden Fahrenheit, boven het pre-industriële niveau, is de gouden standaard voor klimaatactie sinds tenminste het Akkoord van Parijs uit 2015. Een nieuwe wetenschappelijke studie, gepubliceerd in het collegiaal getoetste tijdschrift Nature Climate Change, suggereert echter dat de wereld deze norm al in 2020 onbewust heeft overschreden. Dit zou betekenen dat het tempo van de opwarming ruim twintig jaar voorloopt op de projecties van de Intergouvernementele Organisatie. Panel on Climate Change, oftewel IPCC, en dat we de komende jaren de drempel van 2 graden zullen overschrijden.
Misschien zelfs nog verrassender dan de bevindingen is het feit dat ze zijn afgeleid van het onderzoek naar zeesponzen. Een onderzoeksteam onder leiding van professor Malcolm McCulloch van het Ocean Institute van de University of Western Australia analyseerde sclerosponzen, een primitief type oranje spons dat zich vastklampt aan de daken van diepzeegrotten. Sclerosponzen groeien extreem langzaam – slechts een fractie van een millimeter per jaar – en kunnen honderden jaren leven. Deze lange levensduur maakt deel uit van de reden waarom ze bijzonder waardevolle bronnen van klimaatgegevens kunnen zijn, aangezien ons begrip van de oceaantemperaturen vóór 1900 zeer vaag is.
Door monsters van deze sponzen te nemen, kon het team van McCulloch de verhouding tussen strontium en calcium berekenen, wat kan worden gebruikt om de watertemperatuur in de 18e eeuw af te leiden. Deze verhoudingen werden vervolgens in kaart gebracht op bestaande mondiale gegevens over de gemiddelde watertemperatuur, zodat het team de hiaten kon opvullen die we hadden aan het begin van de industriële periode, toen mensen grote hoeveelheden kooldioxide in de atmosfeer begonnen af te geven.
Gegeven hoe nauw de informatie uit de sponzen overeenkomt met gegevens over de oceaantemperatuur van de afgelopen decennia, konden de onderzoekers extrapolatie ver terug in de tijd terugdraaien om aan te tonen dat de gemiddelde oceaantemperatuur lager was dan het IPCC aanneemt.
Deze afwijking is niet de schuld van het IPCC. Bestaande gegevens over de oceaantemperatuur gaan pas terug tot de jaren 1850, toen zeelieden emmers over de zijkanten van hun schepen gooiden om de watertemperatuur te meten. De betrouwbaarheid van deze oudere gegevens wordt aangetast door een aantal factoren, waaronder het ontbreken van een gestandaardiseerde procedure en het slecht functioneren van 19e-eeuwse thermometers. Zelfs afgezien van deze tekortkomingen registreerden de metingen alleen oppervlaktewatertemperaturen, die zeer variabel zijn en gemakkelijk worden beïnvloed door het weer, in tegenstelling tot diepere zeetemperaturen. Niet alleen dit, maar ook dat gegevens alleen werden verzameld langs de belangrijkste scheepvaartroutes van die tijd, wat betekent dat jarenlang alleen bepaalde delen van het noordelijk halfrond werden bestreken.
Maar tot het onderzoek van deze week waren er maar heel weinig alternatieve manieren om de gemiddelde mondiale oceaantemperatuur te bepalen vóór de wijdverbreide industrialisatie en een piek in de koolstofvervuiling. Dit is de reden dat het IPCC zijn pre-industriële basis ontleent aan de periode tussen 1850 en 1900, ruim na het begin van de Industriële Revolutie.
Oceaantemperaturen verzameld uit de sclerosponzen die voor het nieuwe onderzoek zijn gebruikt, zouden om verschillende redenen betrouwbaarder kunnen zijn dan documentaire gegevens. Ten eerste ontstaan sponzen ver onder de oppervlaktelaag van de zee, in wat de oceanische gemengde laag wordt genoemd, waar er een constante beweging van water en atmosfeer is. In dit deel van de oceaan kunnen veel stabielere en betrouwbaardere temperaturen worden geregistreerd, vertelde McCulloch aan Grist. “Er is geen andere natuurlijke variabiliteit dan wat uit de atmosfeer komt”, zei hij.
En omdat de sponzen zijn bemonsterd in het Caribisch gebied, waar grote oceaanstromingen zoals de Atlantic Meridional Overturning Circulation en de El Niño-Southern Oscillation de watertemperaturen niet verstoren, kunnen de thermische verschillen die ze onthullen gemakkelijker worden toegeschreven aan patronen van de opwarming van de aarde. “Het brengt het signaal van de opwarming van de oceaan in principe heel goed over”, zei McCulloch over het monster uit het onderzoek.
Dus waarom sponzen? Er is veel onderzoek gedaan naar koralen – McCulloch zelf heeft het grootste deel van zijn carrière besteed aan het bestuderen ervan – maar koralen lenen zich niet voor het bestuderen van temperatuur. “Het zijn eigenlijk behoorlijk ingewikkelde wezens om mee te werken,” zei McCulloch, “omdat ze veel biologische controle hebben over hoe ze de temperatuur waarnemen.”
Sclerosponzen daarentegen zijn eenvoudiger: ze bouwen hun skeletten door zeewater in en uit te pompen. “Ze lijken zich niet al te veel zorgen te maken over de samenstelling van de verkalkende vloeistof”, voegde McCulloch eraan toe. Bovendien hebben ze hun betrouwbaarheid al aangetoond bij koolstofisotopenanalyses (gebruikt om de verbranding van fossiele brandstoffen te volgen) en bevinden ze zich in de gemengde laag van de oceaan – de beste plaats voor temperatuuranalyse.
Het onderzoek begon in 2013 serieus en in 2017 vond een uitgebreidere monsterverzameling plaats, toen duikers naar onderzeese muren werden gestuurd om sponzen te beitelen. (Ze houden er niet van om gestoord te worden.) Deze monsters werden in tweeën gesneden en McCulloch nam de helften in zijn bagage mee terug naar Australië. In het laboratorium werden monsters genomen van elke 0,5 millimeter van de lengte van de spons – wat overeenkomt met ongeveer twee jaar van de levensduur van de spons – van de buitenste laag tot de kern. De monsters werden vervolgens getest op ouderdom met datering van uraniumreeksen, evenals de verhouding tussen strontium en calcium en koolstof- en boorisotopen. (Boor wordt gebruikt om de pH-waarde te berekenen.)
Hoewel het nieuwe artikel tijdens de peer review-fase sceptici van zijn bevindingen kon overtuigen, is het op zichzelf onwaarschijnlijk dat het de huidige consensusschattingen over de mate waarin de opwarming van de aarde al heeft plaatsgevonden – ruwweg 1,2 graden Celsius, volgens veel huidige schattingen – zal omverwerpen. vergeleken met de 1,7 graden die in de nieuwe studie werd gevonden, wat het eerste instrumentele record is van pre-industriële oceaantemperaturen.
“Ik zou graag meer gegevens willen toevoegen voordat ik om een mondiale temperatuurreconstructie vraag”, zegt Dr. Hali Kilbourne, een geologische oceanograaf aan het University of Maryland Center for Environmental Science. Nu er meer onderzoek wordt gedaan – een team in Japan onderzoekt sponzen uit Okinawa – kunnen we die gegevens binnenkort krijgen.
Dit artikel verscheen oorspronkelijk in Grist op https://grist.org/science/sea-sponges-global-warming/.
Grist is een non-profit, onafhankelijke mediaorganisatie die zich toelegt op het vertellen van verhalen over klimaatoplossingen en een rechtvaardige toekomst. Meer informatie op Grist.org