NLT H3 Klimaatarchieven

• Aardrijkskunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

NLT H3 IJs als Klimaatarchief

Hoe gebruiken we ijs om het klimaat uit het verleden te reconstrueren? 

https://nos.nl/artikel/2216920-oudste-nederlander-uit-de-ijstijd-gevonden

Maar hoe weten ze nu hoe oud dat stukje mens is?

En hoe weten we hoe warm het in het verleden is geweest?

Paleoklimaat

We halen info tijdens laatste 2,6 miljoen jaar uit:

• Diepzeesedimenten
• Landijs
• Stijfmeelkorrels
• Koralen
• Jaarringen

Manieren van klimaatonderzoek

Manieren van klimaatonderzoek

Onderzoek naar jaarringen van bomen
(dendrochronologie)

Stuifmeelkorrels bekijken in oude veen- en kleilagen

Analyse van zuurstofisotopen in ijs of sedimenten

Manieren van klimaatonderzoek

C14-methode

Ijskernen

Boringen:

- grondboringen en ijsboringen

- gaan verder terug in de tijd dan de voorgaande methoden.

Onderzoek naar jaarringen van bomen

Vraagje: 

Waar zit de oudste ring?

Pollenanalyse

welke plant groeit bij welke temperaturen

Stuifmeelkorrels of pollenanalyse of Palynologie

Stuifmeelkorrels blijven goed bewaard door het wasachtige, beschermende laagje.

Door het tellen van de pollen kun je veranderingen in begroeiing vaststellen en de daarbij horende veranderingen van het klimaat.

Boringen in Oceaanbodems (diepzeesedimenten)

White cliffs of Dover

Dit is kalksteen. Een sedimentair gesteente opgebouwd uit resten van zeedieren (kalkskeletjes)

Diepzeesedimenten

 foraminifera 

= Kalkskelletjes van eencellige diertjes

Diepzeesedimenten

Verhouding in oceaanwater wordt vastgelegd in foraminifera 

= Kalkskelletjes van eencellige diertjes

Voorbeeld klimaatonderzoek: Zuurstofisotopenanalyse

Organismes gebruiken zuurstof op te leven. 

Foraminifera ook. 

Die zuurstof slaan ze op in hun kalkskelletjes.

Vraag: Welke van deze zuurstoffen is zwaarder? En waarom dan?

O18, die heeft twee neutronen meer

Voorbeeld klimaatonderzoek: Zuurstofisotopenanalyse

Zuurstofisotopenanalyse: analyseert de verhouding tussen de stabiele zuurstofisotopen 16O en 18O in oude sedimenten.

Isotopen zijn atomen van hetzelfde element, bijvoorbeeld zuurstof (O).

Niet elk atoom is echter hetzelfde:

• Protonen: Altijd hetzelfde bij atoom (8) 
  
• Neutronen (8) 
• Massagetal: 16O (99,7% van alle zuurstofatomen) 

• 18 O (0,2%) is zwaarder (10 neutronen) 

 

8 neutronen  -    10 neutronen

Voorbeeld klimaatonderzoek: Zuurstofisotopenanalyse

• --> Verhouding 18O : 16O in oceaanwater varieert

 

• Verwacht je in een koude periode dus meer of minder zware moleculen in de oceaan/in de zeedieren of foraminifera?

8 neutronen  -    10 neutronen

Wat verdampt er sneller, O16 of O18?

Lichtere watermoleculen verdampen het snelst (16O), waardoor de verhouding tussen 16O en 18O gedurende de tijd kan veranderen

Is er in een koude periode meer of minder verdamping?

Koude periode = minder verdamping

In een koude periode weinig zware moluculen: 

Dus: 

Veel 16 O en weinig 18 O = Koude periode 

Voorbeeld klimaatonderzoek: Zuurstofisotopenanalyse

Zuurstofisotopenanalyse: analyseert de verhouding tussen de stabiele zuurstofisotopen 16O en 18O in oude sedimenten. 

De verhouding geeft daardoor een 

indicatie in wat voor klimaat het 

sediment is afgezet:

- Relatief veel 18O isotopen 

gedurende koude periodes / ijstijden
(weinig verdamping)

- Relatief weinig 180 isotopen 

tijdens warme periodes/interglacialen

(veel verdamping)

Zuurstofisotopenanalyse

Zuurstof heeft verschillende isotopen: verschillend aantal neutronen

Verhouding 18O : 16O in oceaanwater varieert

Standaard verhouding vastgesteld (Vienna standard mens oceaan water of VSMOW): delta 18 O. Als deze positief is=meer 18 O dan de standaard. Negatief=minder 18o dan standaard

Verhouding in oceaanwater wordt vastgelegd in foraminifera 

Functie:

Als zeewater verdampt, verdampt vooral 16O in waterdamp = nesgatieve delta 18O

Als condenseert dan regent 18 O uit in de zee = positieve delta 18O

Delta18O van benthische rforaminifera is proxy voor mondiaAl landijsvolume (omdat de temperatuur van diepzee constant is): hoe hoger ijsvolume, hoe positiever delta 18O zee (dus glaciaal)

Delta 18O Planktonische foraminifera is proxy voor zee-oppervlakte Temperatuur: hoe lager TemperAtuur, hoe positiever delta18O zee

Delta18O van ijs is proxy voor temperatuur atmosfeer: hoe lager de temperatuur, hoe negatiever de delta18O ijs.

Delta18O van koraal is proxy voor zee-oppervlakteTemperatuur: hoe lager temperatuur , hoe positiever delta 18O koraal

Regent de wolk uit, dan nog negatiever (want zware 18O regent uit) -delta18O

Landijs is ook -18O

Glaciaal = postitieve delta 18O bij benthische foraminifera (want verdampt 16O en geen aanvoer van gesmolten landijs)

Interglaciaal = neutrale 18O (als al het landijs gesmolten is)

Differentiatie van jsotopen bij verdamping en condensatie:

Verdamping relatief meer lichte 16O = -18O

Condensatie relatief meer zware 18O = +18O

Koolstof datering

C14 methode

Koolstof-14 heeft een halveringstijd van 5736 jaar

Ijsboringen

Luchtbellen in het ijs die de samenstelling van de atmosfeer (toen het ijs gevormd was) verklaren 

Vraagje:

Hoe weten we dan dat de dinosauriers 230-65M jaar geleden leefden? 

Vraagje:

Bomen worden (in principe) geen 10.000 jaar oud. 

Hoe kan dit dan toch als onderzoeksmethode tot 10.000 jaar gebruikt worden?

Bodemonderzoek

Bodemonderzoek

Veldwerk

Veel leuke studies

• Soil water atmosphere in Wageningen
  
• Aardwetenschappen aan de Universiteit Utrecht 
  
• Aardwetenschappen aan de Vrije Universiteit 

Wat is een positief terugkoppelingsmechanisme dat invloed heeft op het versterkte broeikaseffect? (1p)

1. Groei van de ijskap.
2. Uitstoot van CO2 door de mens.
3. Afremmen van de diepzeepomp.
4. Algengroei in de oceanen.

Het actualiteitsprincipe....

1. is een bewijs voor natuurlijke klimaatverandering
2. is een aanname bij onderzoek naar natuurlijke klimaatverandering
3. is een oorzaak voor natuurlijke klimaatverandering
4. is een gevolg van natuurlijke klimaatverandering

Negatief terugkoppelingsmechanisme

• Kalksteen bevat koolstofdioxide
• Bij hogere temperaturen wordt er meer kalksteen gevormd
• Door de vorming van kalksteen is er minder CO2 in de lucht
• Hierdoor neemt het broeikaseffect af
• Dat leidt tot lagere temperaturen

Positief terugkoppelingsmechanisme

• Afkoeling van aarde kan versterkt worden door positieve terugkoppelingsmechanismen ; de verandering wordt versterkt
• Voorbeeld: een grotere ijskap leidit tot een hoger albedo
• 1. Er wordt meer zonlicht teruggekaatst
• 2. Het wordt kouder op aarde.
• 3. De ijslap wordt groter.

Gebruik figuur 1. In deze figuur wordt een terugkoppelingsmechanisme weergegeven dat in werking treedt bij het ontstaan van een ijstijd. Beredeneer of dit een positief of een negatief terugkoppelingsmechanisme is.

T2

0

Hoe weten ze nu hoe oud dat stukje mens is?
Welke dateringsmethode zou je hiervoor gebruiken?

https://nos.nl/artikel/2216920-oudste-nederlander-uit-de-ijstijd-gevonden