Het lijkt erop dat de negende eeuw een warmer klimaat heeft gekend, dat de middeleeuwse warme periode wordt genoemd.
Maar vanaf de 14e eeuw waren de zaken anders. Het regende "zonder te stoppen" in 1315, en het graan rijpte niet. Het jaar daarop was de situatie grotendeels hetzelfde. Later in de 14e eeuw waren er verschillende perioden van wild weer en koude periodes.
De Kleine IJstijd kan volgens ons in twee fasen worden verdeeldeen artikel in The New Yorker.Het begon met een afkoelingsperiode tussen 1300 en 1400. De koudste periode was van het einde van de 16e eeuw tot 1850.
Deze afkoeling zorgde ervoor dat gletsjers uitbreidden in Scandinavië, de Alpen, in IJsland, Alaska, China, in de zuidelijke Andes en in Nieuw-Zeeland.
Londenaren konden zo nu en dan schaatsen op de Theems. In Frankrijk en Zwitserland hebben oprukkende gletsjers dorpen verpletterdde Encyclopaedia Britannica. Natte zomers en ijzige winters leidden jarenlang tot slechte oogsten en hongersnood in Noord- en Midden-Europa.
Waar is het allemaal mee begonnen? Onderzoekers achter een nieuwe studie hebben een ongebruikelijk voorstel.
Ze suggereren dat de afkoeling mogelijk spontaan en vanzelf heeft plaatsgevonden.
Lelijke eendjes
Over het algemeen wordt gezegd dat de Kleine IJstijd is begonnen als gevolg van een toename van het vulkanisme en een verminderde activiteit van de zon.
Een grote vulkaanuitbarsting in 1257, gevolgd door drie kleinere uitbarstingen tot het einde van de 13e eeuw, wordt voorgesteld als de oorzaak van de Kleine IJstijd. Aërosolen van de uitbarstingen hebben mogelijk de zon in de schaduw gesteld en de aarde kouder gemaakt. Daarna zorgde feedback met betrekking tot het noordelijk zee-ijs ervoor dat er lang daarna koude periodes volgden.
“De timing komt redelijk goed overeen met de grote uitbarstingen uit de 13e eeuw. Er is dus goed empirisch bewijs dat dit waar zou kunnen zijn”, zegt Martin Miles, onderzoeker bij het NORCE Norwegian Research Centre, het Bjerknes Center for Climate Research in Bergen, en aan de Universiteit van Colorado in Boulder in de VS.
Maar in een nieuwe studie hebben Miles en zijn collega's naar een andere mogelijkheid gekeken.
Soms gedragen klimaatmodellen zich vreemd. Deze modellen kunnen plotselinge veranderingen in het noorden laten zien, zonder toegevoegde klimaatfactoren zoals vulkanisme of veranderende zonneactiviteit. Deze computerruns worden "lelijke eendjes" genoemd, omdat er iets mis mee lijkt te zijn.
Maar het is niet duidelijk dat deze computersimulaties verkeerd zijn.
“Het kan zijn dat veranderingen in het zee-ijs en de uitstroom van zee-ijs uit de Noordelijke IJszee willekeurig zijn gebeurd als gevolg van interne variabiliteit in het klimaatsysteem. Misschien zijn deze modellen, waar mensen sceptisch tegenover staan, eigenlijk juist”, zegt Miles.
Veel ijs onderweg
In hun nieuwe onderzoek keken Miles en zijn collega's naar het transport van zee-ijs vanuit het Noordpoolgebied gedurende een periode van 1400 jaar.
Ze verzamelden gegevens van zeebodemmonsters uit gebieden buiten Groenland, het oostelijke deel van de Straat van Fram, de Groenlandse Zee en voor de kust van IJsland. De monsters bevatten kleine fossielen die onderzoekers informatie gaven over de zeetemperatuur en het losse materiaal dat het zee-ijs met zich meevoerde.
In een aantal van deze gebieden zal ijs alleen worden aangetroffen als er een bijzonder grote hoeveelheid ijs uit de Noordelijke IJszee stroomt. Dit geldt vooral tijdens koude periodes en wanneer er bovendien veel zee-ijsvorming plaatsvindt.
“We ontdekten dat er vanaf het begin van de 14e eeuw een ongewoon grote hoeveelheid zee-ijs uit de Noordelijke IJszee stroomde. Het is heel interessant en de grootste gebeurtenis die we de afgelopen 1400 jaar hebben aangetroffen”, zegt Miles.
“Het gebeurde rond het begin van de Kleine IJstijd. Dit geeft aan dat het heel belangrijk was en misschien wel een noodzakelijke kickstart was voor de Kleine IJstijd.”
Bijna 100 jaar lang stroomde er veel ijs uit deze regio. Aan het begin van de 15e eeuw nam de ijsstroom af, maar de hoeveelheid smeltwater in het gebied was toegenomen en bleef daarna nog lange tijd hoog.
Het transport van zee-ijs is te wijten aan windvelden die ook de oceaanstromingen in de Noordelijke IJszee beïnvloeden, zei Miles. Het grootste deel van het ijs verlaat het gebied via de Straat van Fram, en de hoeveelheden variëren sterk.
“In sommige periodes is er veel ijs, zoals tijdens de Great Salinity Anomaly in de jaren zestig. Drie of vier jaar lang stroomde er een ongewone hoeveelheid zee-ijs door de Straat van Fram, wat nog vele jaren daarna een impact had op de Noordse zeeën. Wat we hebben ontdekt lijkt sterk op de Grote Zoutafwijking, maar duurde veel langer, bijna 100 jaar”, zei hij.
Ik kan niet alles uitleggen
Miles zegt dat zee-ijs het klimaat in Europa in de 14e eeuw mogelijk op deze manier heeft beïnvloed.
Het ijs dat smelt en in zoet water verandert, kan de oceaanstromingen beïnvloeden, die op hun beurt de atmosfeer en het klimaat beïnvloeden, zegt hij.
“Oceaanstromingen zijn heel belangrijk voor het transport van warmte naar Europa. Als de stroming wat zwakker wordt, zal het veel kouder zijn dan normaal”, zei hij.
Zee-ijs is niet alleen een reactie op de klimaatverandering, maar kan ook klimaatverandering veroorzaken, zegt Miles.
De veranderingen in het zee-ijs in de 14e eeuw kunnen echter niet volledig verklaren waarom het tijdens de Kleine IJstijd eeuwenlang koud was.
“Er moet in de periode daarna een invloed of gebeurtenis hebben plaatsgevonden, waardoor het relatief koud bleef. Er was veel vulkanisme tijdens de Kleine IJstijd en drie of vier periodes met minder zonnestraling. Het is dus niet noodzakelijkerwijs slechts één incident dat alles kan verklaren, natuurlijk”, aldus Miles.
Tijdens de Kleine IJstijd daalde de temperatuur op aarde met ongeveer 0,5 graden Celsius. Maar dat was niet overal hetzelfde.
“De Kleine IJstijd was zeker niet mondiaal. Steeds meer onderzoekers hebben ontdekt dat het regionaal was en dat het gedurende de hele periode niet helemaal koud was. Er was veel variatie van plaats tot plaats. Ik denk dat de beste uitdrukking voor deze periode ‘de Europese kleine ijstijd’ is, omdat vooral de Noord-Atlantische Oceaan, Groenland en Noord-Europa werden getroffen”, zei hij.
Eerder onderzoek ondersteunt de bevindingen
De resultaten van de nieuwe studie worden ondersteund door geoloog Willem van der Bilt, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Bergen.
Van der Bilt leidde een vorig jaar gepubliceerd onderzoek waarin hij en zijn collega-onderzoekers het idee naar voren brachten dat de groei van het Arctische zee-ijs mogelijk in een eerder stadium spontaan heeft plaatsgevonden.
Hij en zijn collega's gebruikten geologische gegevens om de verspreiding van zee-ijs en gletsjers op het land te bekijken. Ze ontdekten dat het zee-ijs in het Noordpoolgebied een paar eeuwen vóór de Kleine IJstijd, tussen de jaren 650 en 950, was opgeschoven. Gedurende deze periode was er weinig vulkanische activiteit en een stabielere zonneactiviteit, volgens het artikel gepubliceerd inKwartaire wetenschapsrecensies.
“Zowel in de nieuwe studie als in ons werk zien we dat er een vrij dramatische toename is van de zee-ijsbedekking in de regio. Dit lijkt samen te vallen met alle andere soorten bewijs voor afkoeling in het gebied”, aldus Van der Bilt.
“Mensen hebben lang betoogd dat dit soort veranderingen veroorzaakt moet zijn door invloeden van buitenaf, zoals vulkaanuitbarstingen en de hoeveelheid zonnestraling die het aardoppervlak raakt. Maar de timing van deze veranderingen in ons onderzoek past hier niet echt bij”, zei hij.
Van der Bilt en zijn collega's namen ook de modellen van het lelijke eendje onder de loep. Ze ontdekten dat de veranderingen die ze ontdekten vergelijkbaar waren met wat er gebeurde tijdens deze afwijkende modelsimulaties.
Nog steeds een open vraag
Van der Bilt denkt dat we ons ervan bewust moeten zijn dat er in het verleden abrupte klimaatverandering kan hebben plaatsgevonden, zonder dat er externe factoren of mechanismen zijn geweest die deze hebben veroorzaakt.
“In grote lijnen zou dit onze ogen kunnen openen voor de mogelijkheid dat abrupte klimaatverandering een inherent kenmerk is van het klimaatsysteem van de aarde, in die zin dat er nu een aantal onderzoeken zijn die aantonen dat dit op verschillende tijdstippen is gebeurd”, zei hij.
Van der Bilt vindt het verheugend als theoretische klimaatmodellen en feitelijke gegevens uit het verleden dezelfde bevindingen ondersteunen.
“Het is heel waardevol om ons te helpen beter te begrijpen of de klimaatmodellen correct zijn of dat er iets interessants gebeurt dat we niet echt kunnen verklaren. We kunnen onze verschillende datasets vergelijken en samenwerken om beter te begrijpen wat het klimaatsysteem in de toekomst voor ons in petto heeft”, zei hij.
Miles zegt dat het een open vraag blijft of de Kleine IJstijd en andere klimaatveranderingen uit het verleden spontaan hebben plaatsgevonden.
“We hebben ons op slechts één incident geconcentreerd. Maar het lijkt erop dat er in het verleden misschien vier of vijf van deze waren. De volgende stap zal zijn om te kijken of we deze in kaart kunnen brengen en ze kunnen vergelijken met vulkaanuitbarstingen en zonnevariabiliteit. Dat kan ons helpen erachter te komen of ze toevallig zijn gebeurd of te wijten zijn aan andere invloeden”, zei hij.
Maar de huidige klimaatverandering is geen toeval, zegt van der Bilt.
“We hebben een ongelooflijk inzicht in hoe onze planeet verandert. We kunnen de veranderingen in de zee van dag tot dag zien en de temperaturen over de hele wereld meten”, zei hij.
“Hierdoor kunnen we zeggen dat wat we vandaag de dag zien zeker wordt bepaald door wat onze soort met de atmosfeer heeft gedaan als het gaat om broeikasgassen, wat een heel ander klimaatmechanisme is.”
Vertaald door Nancy Bazilchuk
Dit artikel is bijgewerkt op 26 oktober 2020.
Referenties:
Martin W. Miles et al.: “Bewijs voor de extreme export van Arctisch zee-ijs die leidde tot het abrupte begin van de Kleine IJstijd”,Wetenschappelijke vooruitgang, 2020.
Willem van der Bilt et.al.:“Was de uitbreiding van de Common Era-gletsjer in het Arctisch-Atlantisch gebied veroorzaakt door ongeforceerde atmosferische afkoeling?”,Kwartaire wetenschapsrecensies, 2019.
———
Lees de Noorse versie van dit artikel op forskning.no