Wetenschappers onthullen de essentiële rol van CO₂ in oude klimaatveranderingen

Het einde van de LPIA en de opkomst van de vroege Permische warmte. Ongeveer 294 miljoen jaar geleden leidde een relatief snelle stijging van de atmosferische CO2 tot een einde aan de voorlaatste ijstijd van de aarde en transformeerde het klimaat naar een warmer en droger tijdperk in de vroege Perm. Deze bevindingen zijn afkomstig van onderzoekers aan de Universiteit van St Andrews, die nieuwe inzichten hebben verworven over de cruciale rol van koolstofdioxide (CO2) in de geologische opwarming en afkoeling van de aarde.

Atmopherische koolstofdioxide is het belangrijkste broeikasgas op aarde. Het absorbeert warmte en straalt een groot deel daarvan weer terug naar de aarde. Wanneer de atmosferische CO2 stijgt, warmt het klimaat van de aarde op. Hoewel de rol van CO2 in recente klimaatverandering goed begrepen is, was de invloed ervan in het geologische verleden lange tijd “opgesloten in rotsen”.

Voor het eerst heeft nieuw onderzoek, geleid door een team van de School of Earth and Environmental Sciences aan de Universiteit van St Andrews en gepubliceerd in Nature Geoscience op 6 januari 2025, een belangrijk deel van het geologische archief ontsloten. Dit archief legt een van de grootste klimatologische overgangen vast die door complexe levensvormen zijn ervaren.

De nieuwe bevindingen bieden cruciaal bewijs dat CO2 gedurende honderden miljoenen jaren het klimaat en de omgevingsomstandigheden op aarde heeft gereguleerd, en een centrale rol heeft gespeeld tijdens de overgang tussen ijstijden.

Hoofonderzoeker Dr. Hana Jurikova werkte samen met negen andere universiteiten en instellingen wereldwijd om te reconstrueren hoe CO2 veranderde tijdens de Carboon- en Perm-periodes, tussen 335 en 265 miljoen jaar geleden, een tijdperk dat bekend staat als de Late Paleozoïsche IJstijd, toen het klimaat van de aarde dramatisch afkoelde.

Onderzoekers gebruikten de chemische vingerafdrukken opgeslagen in fossiele brachiopodenschelpen, oude schelpdieren die tot de oudste bestaande dieren behoren en die nog steeds in de oceanen leven. Deze schelpen zijn bewaard gebleven door alle tijdperken van het fossielenarchief en bieden aanwijzingen over hoe het klimaat en de omgeving van de aarde zich hebben ontwikkeld. Door meerdere chemische vingerafdrukken te combineren, was het team in staat om nauwkeurig te berekenen hoeveel CO2 er in het verleden in de atmosfeer was en hoe dit veranderde.

“Dit toonde aan dat de Late Paleozoïsche IJstijd een langdurige periode van lage CO2-niveaus kende, ongekend in de geschiedenis van de aarde. De atmosferische CO2 steeg abrupt, 294 miljoen jaar geleden, door grootschalige vulkaanuitbarstingen, wat leidde tot de opwarming van de aarde en het smelten van het ijs,” legt Dr. Jurikova uit. “Het einde van de Late Paleozoïsche IJstijd was een keerpunt in de evolutie van leven en milieu, wat leidde tot de opkomst van reptielen. Nu weten we dat dit werd gestuurd door koolstofdioxide.”

Dit onderzoek biedt nieuwe inzichten in hoe CO2 en het klimaat van de aarde zich ontwikkelden op lange, geologische tijdschalen, en benadrukt de centrale rol van CO2 in belangrijke klimaatovergangen. Lage atmosferische CO2-niveaus in de Carboonperiode veroorzaakten een uitgebreide ijstijd, terwijl verhoogde CO2 aan het begin van de Perm-periode leidde tot wereldwijde opwarming en smeltende ijskappen.

“Dit tijdsinterval biedt een potentieel geologisch voorbeeld voor de impact van CO2 op onze planeet,” legt Dr. James Rae, co-auteur van de studie, uit. “CO2-emissies in het verleden veroorzaakten grote wereldwijde opwarming en een stijging van de zeespiegel, en als ze niet worden beheerst, zullen ze dat in de toekomst opnieuw doen.”