NLT les 2 Paleoklimaat

• Aardrijkskunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Klimaatverandering - Paleoklimaat

Hoe meet je de temperatuur in het (verre) verleden?

NLT Module

Deltatechnology

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

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

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

Paleoklimatologie

Indicator                                Onderzoekmethode

Glaciologisch                 Zuurstofisotopenanalyse

Geologisch                      Afzettingen en fossielen

Geomorfologisch         Stand zeespiegel 

Biologisch                        Pollenanalyse, 14C, dendrochronologie

Historisch                         Meetgegevens uit de  geschiedenis 

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 ring die het langst geleden is ontstaan?

Pollenanalyse

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.

Vraagje: Wat kan je hiermee onderzoeken?

Planten groeien bij verschillende temperaturen, komen in verschillende klimaten voor. Tel hoeveel pollen je hebt en van welke soort plant ze zijn, en je kan het klimaat reconstrueren.

Boringen in Oceaanbodems (diepzeesedimenten)

Wat voor gesteente is dit?

Kalksteen, een sedimentgesteente

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: 16 O (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, water met 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

Conclusie paleoklimaat

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

De koolstofkringloop. Bijna overal zit koolstof/C in.

IJsboringen

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

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

• Ocean technology op Terschelling
• Bodemkunde in Dronten
• Marine Sciences in Wageningen
• Soil water atmosphere in Wageningen
  
• Aardwetenschappen in Utrecht 
  
• Aardwetenschappen in Amsterdam 
• Kust en zeemanagement in Leeuwarden
• en nog veel meer

zowel HBO als WO

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

Maken 

Opdracht 4

Antwoorden

4a Hoe meer 18O er gevonden wordt in het landijs, hoe warmer de periode in het verleden.

b. Zuid Limburg

c. De Noordzee is een ondiepe zee en zal toen dus droog hebben gestaan.

d. Het hout is dan volledig vergaan.

e. In de logboeken stonden allerlei weersomstandigheden waaronder bijvoorbeeld El nino.