De laatste IJstijd.

Het is winter in Nederland. Er steekt een felle, koude oostenwind die koude lucht meevoert van de ijskap in het noordoosten. ‘s Nachts daalt de temperatuur tot min 30.

Door de felle koude ontstaan er krimpscheuren in de grond, die soms met een luide knal openspringen. Over de kale vlakte stuift zand en sneeuw; het oppervlak bestaat uit een laagje stenen die door het stuivende zand gepolijst worden, op ander plekken liggen lage duinen.

Daartussen een netwerk van krimpscheuren. Op wat mossen, gras en een enkele poolwilg na is er geen begroeiing. Zelfs de mammoetjagers komen hier niet….( lees het boek ‘ HET VOLK VAN DE WOLF’.)

Zo zag Nederland er zo’n 21000 jaar geleden uit tijdens het koudste deel van de laatste ijstijd.  Een grimmig beeld. Maar dit gold alleen voor de meest extreme kou. Er waren ook warmere perioden met een uitbundig bloeiende steppe-tundra en kuddes mammoeten, en zelfs bossen.

Wat zijn ijstijden?

IJstijden zijn perioden in het verleden waarin het klimaat veel kouder is dan nu. Vooral de laatste 2.5 miljoen jaar treden ze regelmatig op.  IJstijden (ook: glacialen) wisselen met warmere perioden: de interglacialen. Die laatste 2.5 miljoen van de aardgeschiedenis staat bekend als het ijstijdvak of het Kwartair, in het Kwartair zijn dus meerdere ijstijden geweest.

De glacialen zijn vaak langer dan de interglacialen, dus een koud klimaat is eigenlijk gewoner dan het huidige warme klimaat!

Tijdens de ijstijden breiden de gletsjers zich sterk uit, en vormen grote ijskappen in het hoge noorden. De ijskap van Groenland is slechts een mager restant daarvan. In het koudste deel van de laatste IJstijd was het Amerikaanse continent tot aan de grote meren met ijs bedekt, en in Europa kwam het ijs tot in Denemarken en Noord Duitsland.

In de twee ijstijden daarvoor kwam het ijs ook in Nederland: de Utrechtse Heuvelrug en de Veluwe zijn de eindmorenes van de ijskap.

IJstijden hadden niet alleen in het noorden grote invloed. Over de hele wereld veranderde het klimaat. In Azie staken stofstormen op die voor de afzetting van loess (woestijnstof) in China zorgden. In de Amerikaanse woestijn ontstonden grote meren. De tropische regenwouden waren veel kleiner en overal waren de gletsjers groter. Doordat er veel water in de ijskappen zat, was de zeespiegel tientallen meters lager. Hierdoor vielen veel ondiepe zeeen, zoals de Noordzee, droog.

Op die manier ontstonden routes waarlangs mens en dier zich konden verplaatsen, zoals de voorouders van de Amerikaanse indianen, die via de Bering straat vanuit Azie Amerika binnen trokken. ( LEES HET BOEK VAN W.MICHAEL GEAR : ‘ HET VOLK VAN DE WOLF’. )

Voor het Kwartair zijn er nog meer ijstijdvakken geweest. Mogelijk is zo’n 600 miljoen jaar geleden er zelfs een periode is geweest waarin de hele aarde met ijs bedekt was!!! (de ‘Snowball Earth’ theorie)!

IJstijd onderzoek

Het ijstijd-klimaat is nog steeds een van de grootste raadsels van het klimaat-onderzoek. Bij onderzoek aan ijskernen uit de Groenlandse ijskap bleek 15 jaar geleden dat het klimaat zeer sterk kon wisselen. In zeer korte tijd – een mensenleeftijd of nog korter – kon het van ijzige koude omslaan in een klimaat dat niet veel kouder was dan het huidige, om dan vervolgens weer af te zakken naar ijzige koude. Ook het einde van de ijstijd is zo snel gegaan, alleen bleef het toen warm, nu al zo’n 10000 jaar heeft zich geen terugval naar koude voorgedaan.

Zolang we de veranderingen in het klimaat tijdens de ijstijden niet goed begrijpen, missen we een belangrijk deel van de kennis die we nodig hebben om het klimaat in de toekomst te begrijpen. Mensen hebben een zeer sterke invloed op het klimaat op allerlei manieren – door luchtverontreiniging (broeikaseffect), door veranderingen aan het landoppervlak (landbouw, stadsuitbreiding).

Maar zolang we niet weten wat er achter de klimaatveranderingen in het verleden zat, blijft het moeilijk om klimaatverandering in de toekomst te voorspellen.

---

Oorzaken van ijstijden

Naar de oorzaken van ijstijden blijft het gissen. De belangrijkste theorie is de Milankovich theorie.

Volgens deze theorie zorgen schommelingen in de stand van de aardas, en periodieke veranderingen in de baan van de aarde voor kleine verschillen in de hoeveelheid zonlicht op aarde.

Maar dat is op zichzelf niet genoeg. De ligging van de continenten – vooral op het noordelijk halfrond, dichtbij de polen – is ook belangrijk. Dat kan zorgen voor grote besneeuwde oppervlakken die weer zonlicht terug kaatsen.

Er zijn veel verschillende, ingewikkelde terugkoppelingen in het klimaatsysteem waar we nog  weinig van weten!

Volgens de Milankovich theorie zijn er drie belangrijke cycli die de ijstijden bepalen:
– De baan van de aarde rond de zon is niet precies een cirkel, maar een ellips. De eccentriciteit (langgerektheid) van de ellips verandert regelmatig, er zitten cycli in de eccentriciteit van ongeveer 100.000 en 400.000 jaar. Deze cyclus heeft invloed op de afstand aarde-zon.
– De stand van de aardas ten opzichte van het baanvlak schommelt ook regelmatig, tussen een hoek van 22^o en 24.5^o, met een peride van ongeveer 40.000 jaar. Deze cyclus heeft invloed op de hoek waaronder de zonnestralen de aarde raken op het noordelijk en zuidelijk halfrond.
– Ook de stand van de aardas in de ruimte vertoont een schommeling: de precessiecyclus. Je kunt dit vergelijken met de schommelingen in de draaias van een tol. Er zit een cyclus van ongeveer 20.000 jaar in. Deze cyclus bepaalt op welk tijdstip in het jaar de aarde het dichtst bij de zon staat.

De laatste ijstijd: stadialen en interstadialen

Van de laatste ijstijd is veel in detail bekend. Het was geen uniform koude periode: er waren afwisselend warme en koude intervallen, de warme heten ‘interstadialen’ en de koude ‘stadialen’.

Sinds kort is ontdekt dat die stadialen en interstadialen elkaar snel afwisselden – met een ritme van zo’n 1500 jaar.

Bovendien kon vooral de opwarming zeer snel gaan, binnen enkele tientallen jaren, of nog korter.

De terugkeer naar een koud stadiaal ging weer langzamer, er zit een soort  zaagtandbeweging in het klimaat.

Veel hierover is bekend geworden uit boringen in het ijs van Groenland en Antarcica. Vooral de ijskap op Antarctica bevat informatie over verschillende ijstijden. De verhouding van zuurstof isotopen in het ijs is een maat voor de temperatuur. Door die isotopenverhouding te meten, kan de temperatuur op de ijskap geschat worden (zie boven).

In de Nederlandse bodem zijn de sporen van de snelle opwarming aan het begin van de interstadialen ook te vinden (links).  Op deze foto is een dooimeer afzetting te zien, ontstaan doordat het ijs in een permanent bevroren bodem met ijswiggen ontdooide. Deze foto is genomen bij de bouw van viadukt ‘Noorkeveld’ over de A1 bij Hengelo.


Opwarming geeft kou

Naar de oorzaak van die zaagtandbeweging is veel onderzoek gedaan, vooral door te kijken naar boorkernen uit diepzee sedimenten in de Atlantische oceaan. Daaruit komt een merkwaardig beeld naar voren: opwarming kan de aanzet zijn voor nieuwe koude periode, ijstijd dus!!!.

In het klimaat zoals we dat nu kennen transporteert de warme golfstroom warm en zout water uit de tropen naar het hoge noorden. Daar koelt het af en dit  zware zoute water zinkt naar de bodem van de oceaan (rechts). Vervolgens stroomt het over de bodem weer terug naar het zuiden. Deze oceanische warmtepomp (‘thermo-haliene circulatie’) is niet stabiel. 

Tijdens de ijstijd is de circulatie verschillende gestopt en vervolgens weer gestart.

Hoe komt het dat de warmtepomp kan afslaan, wie draait er aan de  knop? Dat is het ijs zelf. Als het noordelijk halfrond opwarmt in de ijstijd, gaan de ijskappen smelten. Dat levert enorme hoeveelheden koud, zoet water op, dat een lager soortelijk gewicht heeft dan zout zeewater.  Er komt als het ware een ‘deksel’ van koud, licht water op de noordelijke oceaan te liggen, dat het zoute, warme water uit het zuiden tegenhoudt. Bovendien bevriest het makkelijker waardoor meer zee-ijs gevormd wordt. Kortom, de warmtepomp stopt, de noordelijke zeen worden kouder en de gletsjers kunnen daardoor weer groeien. Op deze manier werd een snelle opwarming steeds weer gevolgd door langzarhand terugkerende kou. Totdat een langere, meer stabiele opwarming aan het eind van de ijstijd de oceaan-warmtepomp voor langere tijd aanzette.

Tot voor kort was niet bekend dat het klimaat op aarde zo ontzettend instabiel kon zijn, we weten dit nog maar zo’n 15 jaar. We zijn gewend aan een relatief stabiel klimaat; in historische tijden hebben zich niet zo grote schommelingen voorgedaan als in de ijstijd. Maar egenlijk is instabiliteit normaal.

De ijstijden met hun instabiele klimaat hebben de laatste paar miljoen jaar de overhand gehad, interglacialen met een stabiel klimaat zoals we die nu kennen duurden relatief kort.


Nederland tijdens de ijstijden

Europese ijskappen tijdens de laatste ijstijd, ca 20.000 jaar geleden (Weichselien)	Europese ijskappen tijdens de voorlaatste ijstijd, ca 150.000 jaar geleden (Saalien)

Nederland is tijdens zeker twee ijstijden gedeeltelijk met ijs bedekt geweest.

Dat heeft grote gevolgen gehad voor het landschap. Vooral van de voorlaatste ijstijd (het Saalien) is nog veel te terug te vinden in het relief van Nederland. Het ijs van de Scandinavische ijskap lag toen tot aan de lijn Nijmegen-Amsterdam

In die tijd zijn de heuvelruggen in midden en oost Nederland ontstaan (Utrechtse heuvelrug, Veluwe, heuvelruggen in Salland en Twente). Ze zijn omhooggedrukt door het ijs. Door de druk van het gletsjerijs werden de grondlagen onder de gletsjers opzij gedrukt en over elkaar heen geschoven.

Waar de grond weggedrukt werd ontstonden diepe bekkens. Smeltwaterstromen zetten zand en grind af langs de rand van het ijs. In noord-Nederland werd keileem afgezet onder het ijs, een mengsel van klei, zand en stenen. De grote zwerfstenen in Nederland zijn vaak door het ijs aangevoerd.





Tijdens de laatste ijstijd kwam het landijs niet verder dan Denemarken en Noord Duitsland. Wel was het klimaat in de stadialen erg koud, het grootste deel van de laatste ijstijd groeiden er geen bomen in Nederland. In de extreem koude periode van 21000 tot 18000 jaar geleden was er poolwoestijn waarin de wind vrij spel had. We vinden veel windafzettingen uit die tijd, dat op veel plaatsen als een deken van een paar meter dik over oudere afzettingen heen ligt (‘dekzand’).

Mensen tijdens de ijstijd

Leefden er ook mensen tijdens de ijstijd in Europa?

Jazeker. Ongeveer in het midden van de laatste ijstijd heeft zich zelfs een belangrijke verandering van de menselijke cultuur voorgedaan.

Toen verscheen de moderne mens in Europa, en verdween de Neanderthaler.

Uit die periode stammen ook de oudst bekende kunstuitingen: grotschilderingen en ivoren beeldjes.

In grote delen van Europa was er tijdens de ijstijd genoeg te eten voor een goede jager. Er waren op de steppe-toendra grote kudden dieren: paarden, bisons, en ook echt groot wild: mammoeten.

Het is nauwelijks voor te stellen wat de invloed van de snelle klimaatveranderingen op de mensen geweest kan zijn. Het klimaat kon in een mensenleeftijd volledig veranderen, van ijzige kou naar relatief warm, bijna zoals nu. Over de invloed van die klimaatveranderingen op de mensen weten we weinig. Enkele jaren geleden is er een onderzoeks project gestart waarin archeologen met landschaps- en klimaatdeskundigen hebben samengewerkt om de invloed van de klimaatveranderingen op de mens te onderzoeken.

De eerste publikaties zijn dit jaar in de wetenschappelijke pers verschenen.


Broeikas effect – De allerlaatste ijstijd?

Moeten we blij zijn met het broeikaseffect, omdat we dan die barre ijstijden niet meer terugkrijgen?

Als de Milankovich theorie klopt, kun je uitrekenen hoe lang het duurt wanneer de volgende ijstijd komt: het duurt nog zo’n 60.000 jaar. Voorlopig hoeven we ons dus geen zorgen te maken, en is het niet nodig om de aarde alvast warm te stoken.

Bovendien blijkt dat we een hele grote invloed aan het uitoefenen zijn op de samenstelling van de atmosfeer, een invloed die zijn weerga niet kent in de geologiche geschiedenis.

In de laatste 400.000 jaar varieerde het koolzuur gehalte van de atmosfeer tussen 190 en 280 ppm, afhankelijk van het ijstijd klimaat, een variatie dus van zo’n 90 ppm. Door menselijk toedoen is het koolzuurgehalte van de atmosfeer inmiddels gestegen tot 370 ppm, 90 ppm meer dan de maximale waarde van de laatste 400.000 jaar.

We weten eigenlijk nog veel te weinig van het klimaat af om op zo’n onverantwoorde manier ermee te rommelen. En de ijstijden laten zien, dat er veel onverwachte schakelaars inzitten die plotseling omgezet kunnen worden, met onverwachte – en snelle – effecten. Wat eerst een geleidelijke verandering kan lijken, kan plotseling een rampzalige snelheid aannemen, die onze maatschappij niet kan bijbenen. Geen belegger zou zo’n risico op de beurs durven nemen…..

Het is zelfs mogelijk dat we door het broeikaseffect eerst nog een koude periode gaan beleven, door het effect van smeltend ijs op de oceanische warmtepomp zoals hierboven beschreven is. Snel afsmelten van de Groenlandse ijskap zou de warme golfstroom kunnen stoppen.

De allerlaatste ijstijd misschien wel, voor de definitieve opwarming – naar een onleefbare planeet?

‘Snowball Earth’ is het ene uiterste waarin het klimaat van onze planeet kan verkeren. Onze zusterplaneet Venus is een voorbeeld van het andere uiterste – een extreem broeikaseffect, met een atmosfeer die voor 96% uit koolzuurgas bestaat en een oppervlakte temperatuur van 482 ^oC. Misschien toch maar liever de kou van een ijstijd – de mens heeft bewezen dat tenminste te kunnen overleven.

---