Wat leert ons het oude klimaat over moderne droogtes?

Klimatologische veranderingen beïnvloeden de wereldwijde watercyclus, verstoren neerslagpatronen en zetten steeds meer druk op steden en ecosystemen. Sommige regio’s worden geconfronteerd met zwaardere regenval en overstromingen, terwijl andere te maken hebben met langdurige droogtes die de volksgezondheid bedreigen, economieën verstoren en het risico op politieke instabiliteit verhogen. Een recent voorbeeld hiervan is de jarenlange droogte tussen 2015 en 2020, die Kaapstad, Zuid-Afrika, op de rand van een watertekort bracht—een moment dat officials “Dag Nul” noemden.

Wetenschappers hebben lange tijd gedebatteerd of extreme gebeurtenissen zoals de watercrisis in Kaapstad het gevolg zijn van door mensen veroorzaakte klimaatverandering of onderdeel zijn van natuurlijke klimaatschommelingen. Sommige modellen suggereren dat de opwarming van de aarde inderdaad een rol kan spelen. “Maar een model is niet de echte wereld,” zegt Tripti Bhattacharya, Thonis Family Associate Professor aan de afdeling Aarde- en Milieuwetenschappen van de Syracuse University. “Dus hebben we in de tijd teruggekeken.”

In een recent gepubliceerd artikel in Nature Communications, analyseerden Bhattacharya en een team van onderzoekers—onder leiding van EES-afgestudeerde Claire Rubbelke ’25, Ph.D.—oude plantenresten die zijn bewaard in een kolom sediment die voor de kust van Zuid-Afrika is geboord. Deze moleculen bevatten waterstofisotopen van de neerslag die de planten voedden, wat een chemische vingerafdruk van vroegere klimaatomstandigheden biedt.

De studie richt zich op de Mid-Pleistocene Overgang, een periode van 550.000 jaar tussen 1,25 en 0,7 miljoen jaar geleden, waarin de glaciaire cycli en de samenstelling van de atmosfeer ingrijpende veranderingen ondergingen. De onderzoekers vonden bewijs dat, gedurende deze periode, dramatische veranderingen in de wereldwijde atmosferische circulatie—waaronder samentrekkingen en uitbreidingen van de enorme Hadley-cel, die nabij de evenaar stijgt en rond de 30 graden breedte daalt—voorkwamen in het natte en droge klimaat van Zuid-Afrika. Laatstgenoemde komt overeen met de omstandigheden die tijdens Kaapstad’s Dag Nul-crisis werden ervaren.

Bhattacharya zegt: “We hebben ontdekt dat wanneer het klimaat in het verleden dramatisch veranderde, dit verschuivingen produceerde die vergelijkbaar zijn met de droogte van Dag Nul. Dit suggereert dat dit soort gebeurtenissen echt worden aangedreven door wereldwijde klimaatverandering.” Rubbelke voegt toe dat de bevindingen nieuwe vragen oproepen over de toekomst. “Een grote vraag die bij me opkomt is of deze korte droogtes—en de droogte van Dag Nul was relatief kort—meer langdurig zullen worden en uiteindelijk een permanent kenmerk van het regionale klimaat zullen worden,” zegt ze. “Het feit dat eerdere droogtes in het sedimentrecord verschijnen, suggereert dat ze vele jaren hebben geduurd.”

In toekomstig onderzoek als postdoctoraal onderzoeker is Rubbelke van plan om vergelijkende studies uit te voeren aan de oostkust van Afrika om variaties in neerslag over het continent beter te begrijpen. Ze hoopt ook te onderzoeken hoe verschuivende neerslagpatronen de vroege menselijke evolutie in Zuid-Afrika, de thuisbasis van belangrijke fossielensites zoals de Wiege van de Mensheid, hebben vormgegeven. Veranderingen in vegetatie en waterbeschikbaarheid zouden invloed kunnen hebben gehad op waar hominiden leefden en welke soorten overleefden.

Naast de wetenschappelijke inzichten biedt het onderzoek praktische waarde voor het heden. Regio’s zoals California, die het mediterrane klimaat van Zuid-Afrika delen—kenmerkend door milde, natte winters en hete, droge zomers—kunnen profiteren van een dieper begrip van de dynamiek van eerdere droogtes. “Klimatologische modellen zijn het enige instrument dat we hebben voor planning,” zegt Bhattacharya. “Door te testen hoe goed ze eerdere gebeurtenissen simuleerden, kunnen we identificeren waar ze tekortschieten—en uiteindelijk onze modellering verbeteren om beter voorbereid te zijn op de toekomst.”