André Bijkerk.

Een bijdrage van André Bijkerk.

Snellees advies: lees altijd de laatste zin het eerst en daarna de gehele conclusie, waarna je kunt besluiten met hoeveel aandacht je het gehele stuk gaat lezen, uitpluizen of vluchtig diagonaal en die laatste zin luidt:

‘Daaruit volgt dus dat ook CO2 niets te maken had met de temperaturen uit de Pleistocene ijstijden en die vertoning van Al Gore op de schaarlift zat er dus totaal naast.’

Met dat in gedachte, hier de logica die tot die conclusie leidt.

In mijn vorige stukje schreef ik:

Maar als je echt diep duikt in de materie dan blijkt dat ook daar grote problemen zijn, zoals bij de isotopenthermometer van de Antarctische ijskernen en de oceanische foraminiferakernen. Geen witte zwanen maar zwarte zwanen.

De linkjes toonden korte verhandelingen over problemen in de paleoklimatologie in het Engels, waarin de ijstijden werden ‘unexplained’. Ik begrijp dat de toegankelijkheid van dat betoog niet groot is. Daarom wil ik één en ander hier een beetje toelichten.

Laten we beginnen met wat basale natuurkunde. Je wilt een bad vullen en dus draai je de kraan open. Het bad vult zich nu langzaam en sneller naar mate je de kraan verder open draait. Dan wil je het bad weer legen en je trekt de stop eruit en het bad loopt langzaam weer leeg, nog langzamer wanneer het badeendje de afvoer blokkeert.

Zo ongeveer moeten de ijstijden ook werken. Als de zomers kouder worden, blijft er meer sneeuw liggen in de bergen (badkraan open), en geleidelijk aan worden de gletsjers dikker en vormen ijskappen (het bad vult zich). Dan wordt het weer warmer en er smelt zomer’s meer sneeuw dan dat er ’s-winters aangroeit (stop uit het bad) en de ijskappen verdwijnen langzaam (bad loopt leeg). Beide processen zijn dus cumulatief en je kunt beide illustreren met een simpel accumulatie-algoritme zoals in fig 1, waarin de volgende waarde de vorige waarde is, vermeerderd met de verandering in de tijd: V(t) = V(t-1) + ΔV.t.

Fig 1. Accumulatie response model op A, block functie, B harmonische met ruis.

In fig 1A zien we de reactie van een bad-model of ijskap-model op directe discrete stappen. Kraan vol open bij de start met de waarde =-1 (om lage temperatuur te simuleren), kraan dicht en stop eruit bij stap 10 (rood) met waarde =1 (om hoge temperatuur te simuleren). Het systeem reageert met een zaagtand (blauw), het vult zich langzaam en het ledigt zich weer langzaam, ijskap of bad, maakt niet uit.

In fig 1B zien we precies hetzelfde model maar we hebben de aansturing (forcing) wat ingewikkelder gemaakt. We simuleren de kraan en afvoer opening dan wel zomer temperatuur (rood) met een harmonische oscillatie waarop een forse ruis is aangebracht. Alles met dezelfde logica van accumulatie.

De bad/ijskap reactie (blauw) daarop vertoont een fase-vertraging van 90 graden. Dat wil zeggen dat de ene maximaal piekt of minimaal ‘daalt’ wanneer de ander door het evenwichtspunt gaat. Immers het bad is het volst op het moment dat je de kraan dichtdraait en de stop eruit trekt. Daarnaast zien we ook dat de ruis-karteltjes vrij aardig worden gladgestreken.

We hebben nu dus een aardig idee wat we mogen verwachten als we zowel een benadering (proxy) hebben voor de mondiale temperatuur in het ijstijdenverleden als wel een benadering voor het ijsvolume met de tijd.

Nu kennen we die veronderstelde temperatuurgrafiek van Al Gore nog wel uit ‘The inconvenient truth’, gereconstrueerd aan de hand van zuurstof isotopen in de ijskernen van Antarctica. Die zien we in fig 2 in het rood (Jouzel et al 2007), waarop we precies hetzelfde accumulatie algoritme op loslaten in het blauw. Hiermee voorspellen we dus dat het verloop van het totale ijsvolume op aarde enigszins moet lijken op de blauwe lijn, met dezelfde kenmerken als in fig 1b; namelijk dat faseverschil van 90 graden veroorzaakt door accumulatie tijden de ‘koude’-periodes van het Laat-Pleistoceen en afsmelten in de warme periodes. Bovendien zijn de scherpere kantjes gladgestreken.

Fig 2. δ18O isotopen reconstructie van de ijstijden temperaturen (rood) in de laatste 425 duizend jaar (Jouzel et al 2007) als input op een simpel ijskap-accumulatie model (blauw). Waarden op de y-as zijn genormaliseerd (nul is gemiddelde, 1 is standaard deviatie).

Maar nu, hebben we ook een proxy voor het totale ijsvolume op aarde in die tijd? Jawel. Maar dat is wel een beetje ingewikkeld. Sinds het midden van de vorige eeuw boren oceanografen ijverig diepzee sediment boorkernen op om diverse paleo-oceansiche processen te bestuderen. Interessant was de zuurstofisotopen verhouding (δ18O) in de miniscule schelpjes van diepzee eencelligen, de zgn foraminafera. Aanvankelijk nam men aan dat variatie in die verhouding het gevolg was van temperatuursvariatie, maar op de dieptes waar deze organismen voorkomen is de temperatuur vrijwel constant of het nu de evenaar of de oceanen betreft.

Uiteindelijk besloot Nick Shackleton dat die variatie een weergave was van de actuele δ18O waarde van het water in het oceaan, die weer zou variëren met het totale ijsvolume op de polen en in de gletsjers. Immers, lichte watermoleculen met 16O atomen verdampen makkelijker dan de zwaardere 18O atomen. Wanneer dat ‘lichte’ water niet terugkeert in de oceaan omdat het op de ijskappen accumuleert, wordt het achterblijvende oceaan water geleidelijk aan ‘zwaarder’ en dat zouden we in de δ18O van de foraminifera terug zien.

Er zijn verschillende van die reconstructies gemaakt, de meest recente de LR04 stack, een compilatie van 57 verschillende boorkernen van over alle oceanen verspreid die tot 5,3 miljoen jaar teruggaat (Lisiecky en Raymo 2005).

En kijk eens hoe fantastisch hoe de omkeerde benthic stack correleert (fig 3) met de temperatuur reconstructie van Antarctica. Maar dat is exact het probleem!

Fig 3 Vergelijking van de isotoop temperaturen (fig 2) in rood met de diepzee Benthic Stack LR04 in blauw (plus en min omgekeerd) over de laatste 425 duizend jaar op een genormaliseerde Y-as (r2=81%).

Kun je je voorstellen dat 97% van alle klimaatwetenschappers zich hierdoor in de luren heeft laten leggen? Zo’n perfecte correlatie? Maar dit kan helemaal niet. Dat wil zeggen, dit kan geen cumulatief effect zijn. Geen faseverschuiving, geen gladgestreken karteltjes. Dit is een direct lineair/proportioneel effect: als je de kraan opendraait is het bad onmiddellijk vol, als je de stop eruit trekt is het bad weer onmiddellijk leeg. Net zo onmogelijk.

In fig 4 zien we een vergelijking van het eerdere ijsvolume accumulatie model van fig 2 (lichtblauw) met de normale benthic stack, niet omgekeerd (donkerblauw). Zo ongeveer zou een proxy voor ijsvolume er moeten uit hebben moeten zien.

Fig 4. Benthic stack (donker blauw) versus simpel ijs accumulatiemodel (licht blauw) en na water distributie over alle dieptes in de oceanen (zwart).

Maar wacht, er is meer. Dat ijsvolume was een functie van de δ18O verdeling tussen het ijs en het oceaanwater. Maar dan wel aan het oppervlakte, waar het water verdampt in een geleidelijk proces. Dat water moet dan nog wel over de gehele oceaan worden verdeeld. Er is dus nog een tweede accumulatie-proces.

Gedurende de ijstijden is er netto verdamping van lichter water waardoor de oceanen geleidelijk aan zich vullen met zwaarder water beginnend aan de oppervlakte tot uiteindelijk alle dieptes. Dit wordt afgewisseld met interglacialen met het afsmelten van ijs waardoor lichter water aan het oppervlak geleidelijk aan de gehele oceaan weer gaat verdunnen.

Het tweede simpele lineaire accumulatie-proces over het eerste levert de zwarte grafiek op in fig 4. Zo had de benthic foraminifera stack eruit moeten zien als het een proxy was geweest voor ijsvolume. Kortom we kunnen concluderen dat –met alle respect – Nick Shackleton en 97% van alle klimaatwetenschappers er gewoon naast zitten. Wetenschap is niet het gelijk van de meerderheid.

Als we dan tenslotte weer in beschouwing nemen dat er een warme periode was zo’n 50 duizend jaar geleden terwijl het bitter koud had moeten zijn volgens de isotopen, het MIS-3 mysterie, (fig 5) dan is het duidelijk dat deze grafieken geen weergave zijn van de temperatuur en het verloop van de ijstijden en dat ze een totaal andere boodschap hebben, waarvoor weer nieuw hypotheses moeten worden opgesteld en uitgetest.

Maar wat het ook is, het moet als voorwaarde hebben dat de bodem van de oceaan net zo snel is betrokken en reageert als de ijskap van Antarctica en dan zijn de mogelijkheden maar beperkt (hint: tectonisch). Er is niets dat er op wijst dat de temperatuur op Aarde niet gewoon de zon volgt volgens Huybers 2006 met wel degelijk ijstijden, maar dan anders. En het is ook duidelijk dat die CO2-grafiek (fig 5 groen) vrijwel exact spoort met de isotopen, maar niet met de zonne-instraling (rood). Daaruit volgt dus dat ook CO2 niets te maken had met de temperaturen uit de Pleistocene ijstijden en dat die vertoning van Al Gore op de schaarlift er dus totaal naast zat.

Fig 5 Vergelijking van de integrated summer insolation (rood), Huybers 2006; met CO2 (groen) en temperatuur reconstructie (blauw) uit de ijskernen van Antarctica (Jouzel et al 2007) en de Benthic stack LR04 (zwart).

Print Friendly, PDF & Email