In het noordwesten van Siberië worden temperatuurrecords verbroken. De afgelopen 7000 jaar koelde het er langzaam maar zeker af, maar daar kwam in de negentiende eeuw opeens verandering in. Dit blijkt uit jaarringonderzoek van boomfossielen in de Oeral.

Russische wetenschappers voeren al meer dan veertig jaar onderzoek uit op boomstammen die ze verzamelen op verschillende veldexpedities. Deze zogenaamde dendrochronologen bestudeerden subfossiel (gedeeltelijk gefossiliseerd) hout uit de Siberische grond om zo uiteindelijk tot een unieke, duizenden jaren lange chronologie van de Jamal-regio te komen. Het is een fantastisch register. Uit deze boomringdata kan het verloop van de zomertemperatuur over de afgelopen 7638 jaar worden gevolgd.

Het team graaft de subfossiele boomstammen van lariksen en sparren op uit de grond, zaagt het hout in schijven en laat het een tijdje drogen in de buitenlucht. Daarna kan het analyseren van de jaarringen en de moleculaire stoffen in de bast beginnen en geeft het eeuwenoude Siberische hout zijn geheimen prijs aan de wetenschappers. Met de hulp van Zwitserse en Britse collega’s hebben ze deze data tot in de puntjes kunnen analyseren.

Bomen geven hun geheimen prijs
“Als gevolg van subtiele veranderingen in de baan van de aarde hadden we gedurende de laatste acht à negen millennia een continue en geleidelijke afname van de binnenkomende zonne-energie. Hierdoor ging de temperatuur op de subpolaire breedtegraden van het noordelijk halfrond langzaam naar beneden. Op het Jamal-schiereiland is deze afkoelingstrend halverwege de negentiende eeuw onderbroken. De temperatuur begon opeens pijlsnel te stijgen en in de afgelopen decennia zijn de hoogste waarden ooit bereikt”, zegt hoofdonderzoeker Rashit Hantemirov, wiens studie in vakblad Nature Communications verscheen.

Het is duidelijk af te leiden uit de boomringen: De laatste 170 jaar was de warmste periode in meer dan zevenduizend jaar. En de afgelopen dertig jaar braken alle records. De temperatuur is niet alleen tot grote hoogtes gestegen, maar ook de snelheid van de temperatuurstijging die is ingezet vanaf het midden van de negentiende eeuw is ongeëvenaard. “De recente opwarming is uitzonderlijk en wordt bevestigd door onze waarnemingen. De vorige eeuw werd gekenmerkt door een totaal gebrek aan extreem koude periodes. Wat er wél gebeurde, is dat er 27 extreem warme jaren voorkwamen, waarvan er negentien in de afgelopen veertig jaar zijn geweest”, legt Hantemirov uit.

Industriële revolutie
Het is geen toeval dat de kentering optrad precies op het moment dat de industriële revolutie vat kreeg op ons leven. De mens produceerde steeds grootschaliger, fabrieken werden gebouwd en om dit allemaal te laten draaien, werden steeds meer fossiele brandstoffen verbruikt. Het Russische onderzoeksteam is ervan overtuigd dat menselijke activiteiten de belangrijkste factor zijn van de klimaatopwarming in het noorden van West-Siberië.

De onderzoekers laten schijven van de boomstam drogen. Foto: Vladimir Kukarskih

Het onderzoek naar klimaatreconstructie op basis van boomringen gaat door. Het lijkt een haalbare kaart om verder te zoeken in de Siberische bodem naar de deels gefossiliseerde boomstammen en zodoende met de jaarringchronologie nog eens tweeduizend jaar dieper in het verleden te gaan spitten.

“Met de hulp van onze internationale partners kunnen we nóg meer informatie uit de boomringen halen. We kunnen andere parameters gebruiken om zo de klimaatreconstructies verder te verfijnen. Met collega’s uit Zwitserland werken we aan de analyse van de celstructuren van boomringen en samen met Chinese wetenschappers zijn we van plan een klimaatreconstructie uit te voeren op basis van de analyse van de zuurstof-18-isotoop in de jaarringen”, voegt Hantemirov toe.

Jaarringen en zuurstofisotopen
Stepan Shiyatov, een pionier op het gebied van dendrochronologie in Rusland, was de eerste die de waarde van de oude bomen op het schiereiland Jamal inzag. Samen met collega’s van het Russische onderzoeksinstituut waar hij werkzaam was, begon hij veertig jaar geleden met het systematisch opgraven, opslaan en analyseren van het subfossiele hout. Sindsdien zijn er meer dan 24 expedities uitgevoerd. De huidige collectie bestaat uit meer dan vijfduizend monsters, waarvan de boomringbreedtes zijn gemeten. Deze monsters liggen veilig opgeslagen en gearchiveerd in het Instituut voor Planten- en Dierecologie.

Ongeveer tweeduizend van deze subfossiele monsters van lariksen en sparren zijn gedateerd met de zogenaamde ‘cross-dating’-methode, zodat alle jaarringen perfect gedateerd kunnen worden en aan jaarringen van andere boomstammen in de omgeving kunnen worden gekoppeld. Dit maakte het mogelijk om met absolute nauwkeurigheid het jaar van de vorming van elke jaarring in de afgelopen 8800 jaar toe te wijzen. Dit is een unicum in de poolgebieden.

Boomringen zijn een van de beste natuurlijke archieven wat betreft het vroegere klimaat en de groeiomstandigheden van de flora en fauna in een ecosysteem. Bomen die in subpolaire gebieden of op grote hoogte groeien, zijn relatief kwetsbaar en vaak het meest gevoelig voor temperatuurveranderingen. Overblijfselen van deze bomen die duizenden jaren geleden leefden op het Jamal-schiereiland geven ons een prachtig kijkje in het verleden. De belangrijke kennis die we hiermee opdoen is de basis voor de beslissingen van vandaag en de wereld van morgen.