BERLIJN – Afgelopen maand haalde Jens Zinke op een podium in het hartje van Berlijn een wit brokstuk uit een doorzichtige plastic hoes. Op het eerste gezicht zag het eruit als een stuk piepschuim, met een inkeping ter grootte van een potlood langs de zijkant. Maar bij nadere inspectie bleek het zo hard als steen. Het was een stuk koraal afkomstig uit het Flinders Reef, een enorm rif op zo'n 240 kilometer voor de oostkust van Australië.
Flinders is het soort afgelegen plek waarvan je verwacht dat de natuur er nog volkomen ongerept is. In de directe omgeving ‘vind je niet de gebruikelijke menselijke invloeden als toerisme, landbouwlozingen of vervuiling door industrie,’ vertelt Zinke die als paleoklimatoloog werkt aan de Britse University of Leicester.
Daardoor zou het rif de ideale locatie kunnen zijn om aan te tonen dat mensen niet alleen lokaal, maar ook mondiaal verantwoordelijk zijn voor een veranderende planeet – met blijvende geologische effecten. Sinds de Tweede Wereldoorlog heeft de snelle groei van de wereldbevolking en van industriële en landbouwactiviteiten geleid tot wat wel de ‘Great acceleration’, de snelle toename van de invloed van de mens op de aarde, wordt genoemd.
De verandering die optrad in de systemen op aarde is volgens sommige onderzoekers zo groot dat sprake is van een nieuw geologisch tijdperk. Na de ijstijden uit het Pleistoceen en de warme en stabiele omstandigheden in het Holoceen, waardoor de menselijke beschaving zich in de afgelopen 12.000 jaar kon ontwikkelen, hebben we nu het ‘Antropoceen’ geschapen.
Als je daarvan uitgaat, moeten geologen een manier vinden om het begin daarvan te kunnen aanwijzen. Zinke was een van de tientallen wetenschappers die tijdens een conferentie in de Duitse hoofdstad bijeenkwamen om te praten over locaties op aarde die het begin van het Antropoceen zouden kunnen markeren.
‘Is het Antropoceen inderdaad aan te wijzen in geologische vondsten? Het antwoord op die vraag is ja,’ aldus bioloog Anthony Barnosky die aan het hoofd staat van de Jasper Ridge Biological Preserve van de Amerikaanse Stanford University en die ook bij het congres aanwezig was. ‘De volgende stap is dan een locatie zoeken waar die transitie duidelijk te zien is, een moment waarop die begint, een markering waar je naar op zoek kunt gaan... Een voor de hele wereld geldend beginpunt dat voor eeuwig in het gesteente is terug te vinden.’
Flinders Reef is een van de ongeveer tien kandidaten waarover nog wordt nagedacht. De koralen groeien hier ongeveer een centimeter per jaar. Doordat ze chemische stoffen uit het zeewater opslaan, vormen ze een precieze boekhouding van chemische veranderingen. Op röntgenfoto’s van de potlooddikke monsters die Zinke uit het koraal haalt zijn jaarlijkse groeiringen te zien waardoor het koraal nauwkeurig te dateren is. De ringen zijn te vergelijken met jaarringen van bomen, ze zijn alleen niet met het blote oog waar te nemen. Zijn monsters uit Flinders Reef gaan meer dan driehonderd jaar terug, tot het jaar 1710.
Tijdens het grootste deel van die periode, veranderen de grafieken van de chemische samenstelling van het koraal nauwelijks. Maar vanaf 1957 is in de boorkernen uit het Flinders Reef een scherpe toename te zien van radioactieve isotopen als plutonium en radioactief koolstof. Het is het resultaat van de bovengrondse atoomtests die werden gedaan voordat die in 1963 wereldwijd werden verboden. In het koraal zijn ook grotere hoeveelheden zout en stikstof terug te vinden.
‘Die tonen allemaal de invloed van de mens op de planeet,’ aldus Zinke.
Golden spikes
Geologen gebruiken een GSSP (global stratotype section and point), vaak ook ‘golden spike’ genoemd, om het begin van een nieuw tijdperk op de geologische tijdlijn te markeren. Die zijn zowel conceptueel als fysiek: onderzoekers gaan op zoek naar het vroegste kenmerk van de betreffende periode die terug te vinden is op locaties over de hele wereld. Vervolgens bevestigen ze een fysieke marker – geen echte gouden spijker, maar een plaatje van messing – onderaan die specifieke laag op een locatie waar dat kenmerk goed te zien is. (IJs kan ook in aanmerking komen voor een golden spike, maar dan worden de monsters veilig in een vriezer bewaard.)
Dat belangrijkste kenmerk is vaak de aanwezigheid van een bepaald fossiel, maar dat hoeft zeker niet altijd van de bekendste soort te zijn. Zo zijn de Diplodocus, Stegosaurus en andere dinosaurussen de bekendste soorten uit het Juratijdperk, maar wordt het begin van het tijdperk gedefinieerd door de snelle toename van een bepaald soort zeeweekdier, een ammoniet met de naam Psiloceras spelae. ‘In de meeste onderzoeken staat één marker centraal – de verschijning van een bepaald fossiel of een bepaalde biochemisch marker,’ vertelt geoloog Colin Waters, een van de organisatoren van de conferentie in Berlijn.
Golden spike word je niet zomaar. Er is er maar één voor elke geologische scheidslijn, en aan de aanwijzing ervan gaat vaak jarenlang onderzoek vooraf. Een commissie van experts, de Anthropocene Working Group (AWG), is inmiddels al ruim tien jaar bezig.
Nadat ze het erover eens waren geworden dat de jaren vijftig het meest voor de hand lag als beginpunt van het Antropoceen, gingen de leden van de AWG op zoek naar een locatie waar ze daarvoor het fysieke bewijs konden vinden. Al gauw waren er een stuk of tien mogelijkheden, zoals Flinders Reef, de Baai van Beppu in Japan of een ijskap in Antarctica. Tijdens de conferentie in Berlijn werden de resultaten voor alle locaties gepresenteerd, waardoor onderzoekers alle gegevens met elkaar konden vergelijken. ‘Al deze locaties beleven hier hun debuut,’ vertelt Barnosky.
De komende maanden bekijken de onderzoekers de verzamelde data nauwkeurig. Aan het eind van het jaar kiezen ze dan een locatie uit. Vervolgens moet hun keuze nog worden bevestigd door een grotere groep geologen, van de International Commission on Stratigraphy, een commissie van de International Union of Geological Sciences. Volgens de regels moet de golden spike van het Antropoceen zich op een locatie bevinden die ook door andere wetenschappers kan worden bezocht en bekeken, waar herhaaldelijk monsters kunnen worden genomen die dezelfde resultaten opleveren. Dit kunnen echter ook opgeslagen boorkernen uit koraal of ijs zijn.
Bommen en ploegen
Bij de bijeenkomst in Berlijn was tijdens de presentaties steeds weer hetzelfde verhaal te horen. Of het nou gaat om ijskernen uit Antarctica, modder uit Californië of koraal uit Australië: er is rond de jaren vijftig een grote verandering te zien, die zich heeft voortgezet in de decennia daarna. ‘Het is niet één bewijsstuk,’ zegt geograaf Simon Turner van het University College London. ‘Er is een overdaad aan gegevens die een toegenomen menselijke activiteit in het milieu aantoont.’
Onderzoeker Jerome Kaiser van het Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde haalde een gestreepte, 45 centimeter lange boorkern uit de bodem van de Oostzee, een paar honderd kilometer uit de kust van Duitsland. Deze zee is, in tegenstelling tot die rond Antarctica, ernstig vervuild; het water dat zich erin verzameld komt uit een gebied waarin in totaal zo'n 85 miljoen mensen wonen. De diepe gedeelten van de zee zijn grotendeels zuurstofarm en stilstaand, waardoor het sediment zich rustig op de bodem kan verzamelen. Zo vormt zich een compact overzicht van alles wat de zee instroomt. In de kern van Kaiser bevond zich zo’n 150 jaar aan modder van de zeebodem.
Kaiser wijst op een plek op de kern iets naast het midden en vertelt dat er van alles begint te veranderen rond 1956. Vanaf dat moment zijn er in de dunne laagjes modder onzichtbare restanten terug te vinden van veranderingen die over de hele wereld plaatsvinden: radioactief plutonium en americium van testen met bommen ver weg in de Grote Oceaan, hoeveelheden van het giftige bestrijdingsmiddel DDT en een toename van roetdeeltjes door de kolencentrales die na de Tweede Wereldoorlog steeds meer in zwang kwamen.
Hoewel veel van die aanwijzingen alleen te zien zijn onder een microscoop, of door ze te onderzoeken op bepaalde chemische bestanddelen, is één verandering beter zichtbaar. Kaiser vertelt dat Europese boeren op grote schaal meer kunstmest gingen gebruiken in de periode na de oorlog. Daardoor namen tientallen rivieren verrijkte grond mee naar de Oostzee, waar die voedingsstoffen ook de groei van algen en andere waterplanten stimuleerden. De overgang is duidelijk zichtbaar: de kleur van het sediment verandert door de toename van het organische materiaal van grijs naar donkerbruin.
‘Dit is een duidelijke verandering die zich voordoet in het midden van de jaren vijftig en die met het blote oog zichtbaar is,’ aldus Kaiser. ‘Je kunt echt zeggen dat dit precies het punt is waarop het Antropoceen begint.’
Bij sommige kandidaten voor de golden spike is de invloed van de mens nog duidelijker zichtbaar. In de heuvels die uitkijken over de San Francisco Bay ligt 130 jaar aan jaarlijks afgezette modder bewaard in een zo goed als dichtgeslibd meer, in duidelijk van elkaar afgescheiden lagen van ruim twee centimeter dik. Dit zogenaamde Searsville Reservoir is een stuwmeer dat in 1892 ontstond door de bouw van een dam in het huidige Jasper Ridge Biological Preserve van de Stanford University.
‘Dit is een geologisch verzamelpunt dat door menselijke activiteiten is ontstaan,’ zegt paleobioloog Allison Stegner van de universiteit.
In de modder van Searsville worden ieder jaar stoffen opgeslagen die kenmerkend zijn voor het oprukkende Antropoceen. Zo is er aan het begin van de jaren dertig een meetbare toename van zogenaamde spheroidal carbonaceous particles (een technische term voor de fijne roetdeeltjes die door energiecentrales en fabriekspijpen worden uitgestoten) en andere vervuilende deeltjes als kwik. Daarnaast is er meer lood in te vinden, van de wereldwijde toename van gelode benzine. ‘We zien wereldwijd tekenen van de Great acceleration,’ vertelt Stegner. (Nadat gelode benzine in de jaren zeventig uit de gratie raakte is de hoeveelheid lood gedaald.)
Een bijzonder duidelijke aanwijzing is in Searsville net als in Flinders Reef de snelle toename van straling door explosies van kernbommen, die in 1940 begon en in 1963 zijn piek bereikte.
‘Het aantreffen van radionucliden gaat samen met belangrijke veranderingen op aarde; er is een duidelijk begin en hoogtepunt aan te wijzen en ze komen over de hele aarde in dezelfde mate voor,’ aldus Stegner. ‘Het maakt niet uit wat de oorzaak is, we zijn op zoek naar iets dat overal op hetzelfde moment plaatsvond.’
Wat is omkeerbaar en wat niet
Tijdens het koffiedrinken en de vegetarische lunches in de warme voorjaarszon bleken de leden van de AWG het erover eens dat de zoektocht naar het begin van het Antropoceen soms deprimerend is. De activiteiten van de mens hebben een nog steeds voortdurende verandering in gang gezet en de uitkomst is niet duidelijk. ‘Het is niet terug te draaien, het is onomkeerbaar,’ volgens bioloog Elizabeth Hadly van de Stanford University. ‘Het wordt anders en het wordt een lastige transitie.’
Maar toch waren er tijdens de conferentie ook optimistische geluiden te horen. Op onwaarschijnlijke plekken bleken sprankjes hoop te vinden, zoals op het Antarctisch Schiereiland, waar Britse onderzoekers eeuwenoud ijs wisten te verzamelen. Deze locatie, die ruim zeshonderd kilometer ligt van het dichtstbijzijnde onderzoeksstation, is alleen bereikbaar met een met ski’s uitgerust vliegtuigje.
Hier deed een team van onderzoekers in 2012 boringen van 133 meter diep. Het ijs werd in meterslange stukken opgeboord en in tientallen kartonnen dozen verpakt voor de vlucht terug naar het onderzoeksstation. Vervolgens werden de kernen in een container bij -25ºC verscheept naar een Brits laboratorium. Dat is ongeveer dezelfde temperatuur als op hun oorspronkelijke vindplaats op het Antarctisch Schiereiland. De boorkernen waren de weerslag van vier eeuwen aan jaarlijkse sneeuwval, vanaf 1621. Ook waren er luchtbelletjes in de sneeuw ingesloten.
Wetenschapper Liz Thomas van de British Antarctic Survey hield op de tweede dag van de conferentie een presentatie over de gegevens uit de ijskernen. De luchtbelletjes, die in het laboratorium knetteren en knisperen wanneer het ijs voor het onderzoek wordt gesmolten, onthullen iets opmerkelijks: de hoeveelheid methaan, een broeikasgas dat tachtig keer krachtiger is dan CO2, begon in negentiende eeuw op te lopen en nam fors toe in het midden van de twintigste eeuw, wat een weerspiegeling is van de wereldwijde toename van industriële en landbouwactiviteiten. Het komt op allerlei momenten vrij: wanneer naar olie wordt geboord, bij het verbouwen van rijst, maar ook wanneer een koe een boer laat.
‘Tussen de jaren vijftig en de jaren zeventig loopt de hoeveelheid methaan honderd keer sneller op dan in de duizend jaar daarvoor,’ vertelt Thomas.
Voor Thomas zijn die metingen een teken van hoop. In tegenstelling tot CO2 verdwijnt methaan na een jaar of tien uit de atmosfeer. ‘Als je dingen verandert in de toepassing van land en de landbouw, zie je het methaanniveau snel dalen. CO2 blijft veel langer aanwezig,’ zegt Thomas. ‘Daarom zouden we dit kunnen veranderen, als we zouden stoppen met het opeten van koeien.’
Met andere woorden: welke verandering golden spikes ook markeren in de geologische geschiedenis (of het nou de aanwezigheid is van bepaalde soorten weekdieren, of radioactieve isotopen van tests met bommen, of roet uit kolencentrales), ze zijn voor altijd. Maar het is niet te laat om de Great acceleration af te remmen.
‘Ik ben bang dat als wij zeggen dat we een nieuw tijdperk zijn ingegaan, mensen zullen denken dat het toch al te laat is en dat we het net zo goed kunnen opgeven,’ aldus Thomas. ‘Maar we kunnen er nog steeds iets tegen doen.’
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com
