'We gingen er in het verleden van uit dat, als de CO2-concentraties in de lucht stegen, wereldwijd de seizoenen uitgevlakt werden, met een klimaat als gevolg vergelijkbaar met dat van de tropen nu. Voor de hogere breedtegraden geldt dat alvast niet: het wordt 's zomers heter en ook in de winter, maar de seizoenale verschillen blijven vergelijkbaar groot.'

De Winter en collega's onderzochten daarvoor fossiele oesters die 78 miljoen jaar geleden leefden in het zuiden van Zweden. Die schelpen groeiden in de warme, ondiepe zeeën die een groot deel van Europa in die tijd bedekten. Eerder onderzoek van De Winter had al aangetoond dat je in de schelpen, aan de hand van metingen van variaties van koolstof- en zuurstofisotopen, de seizoenen heel precies kan reconstrueren en dat schelpen elk jaar seizoenale groeiringen ontwikkelen. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met een verschillende massa. Door zijn methode te verfijnen kon hij ook de kleinere isotopenconcentraties meten en in zijn model verwerken. De nieuwe methode geeft een veel nauwkeuriger beeld van de zeewatertemperatuur in die tijd en is onafhankelijk is van de aanwezige concentraties van isotopen in het zeewater.

Preciezer meten

'Met de clumped isotope-methode kunnen we kleinere variaties in beeld brengen, zodat ons model veel nauwkeuriger wordt', zegt De Winter. ' Waar we vroeger voor onze reconstructies de concentraties in het zeewater moesten schatten, kunnen we nu preciezer meten, waardoor we ook de temperatuur van het zeewater waar de oesters leefden beter kunnen reconstrueren. We zijn zelfs in staat om beide isotopen in de carbonaten waaruit de schelpen zijn opgebouwd samen te detecteren, wat met onze vroegere meetmethodes niet mogelijk was.'

Oesters en tweekleppige schelpen in het algemeen groeien elke maand een heel klein beetje, een groeiproces dat heel gedetailleerd kan worden gereconstrueerd. Het gevolg van die relatief snelle groei, in combinatie met de hogere meetresolutie, is een scherper beeld van de seizoenen in het verleden, voor de plek op de aarde waar de oesters geleefd hebben welteverstaan. 'Het grote voordeel van de vindplaats in Zuid-Zweden is dat fossiele schelpen er nauwelijks begraven zijn geweest, waardoor ze eigenlijk beter geschikt zijn voor ons onderzoek. Op die plek was nauwelijks sprake van tectoniek.'

De Winter stelde vast dat de watertemperatuur in Zweden ten tijde van de 'broeikas-periode' tijdens het Krijt schommelde tussen 15 en 27 graden Celsius, ruim 10 graden hoger dan vandaag. Het team werkte samen met wetenschappers van de Universiteit van Bristol (UK), die klimaatmodellen ontwikkelen om de resultaten met klimaatsimulaties van het Krijttijdperk te gaan vergelijken. Waar vroegere klimaatreconstructies aan de hand van fossiel materiaal van het Krijt vaak kouder uitvielen dan deze modellen, komen de nieuwe resultaten van De Winter heel precies met de modellen van Bristol overeen.

'Voor het tijdperk van de Dinosauriërs ging men uit van weinig seizoensverschil', zegt De Winter. 'We stelden tijdens ons onderzoek vast dat er wel grotere seizoensverschillen waren. Onze resultaten laten daarom zien dat op onze breedtegraad de seizoenstemperaturen bij de klimaatopwarming wellicht gaan meestijgen met klimaatopwarming, maar met een behoud van het verschil tussen de seizoenen. Je krijgt dan zeer hoge zomertemperaturen. Ze doen vermoeden dat een warmer klimaat ook extreme seizoenen kan hebben. Al moet je natuurlijk erg opletten als je het Krijt met de situatie van vandaag vergelijkt. Mijn onderzoek gaat niet over het klimaat van de toekomst. Maar het kan wel helpen om toekomstige klimaatmodellen te verfijnen.'

De studie wordt gepubliceerd in het vakblad Communications in Earth and Environment dat een satellietblad is van Nature.

'We gingen er in het verleden van uit dat, als de CO2-concentraties in de lucht stegen, wereldwijd de seizoenen uitgevlakt werden, met een klimaat als gevolg vergelijkbaar met dat van de tropen nu. Voor de hogere breedtegraden geldt dat alvast niet: het wordt 's zomers heter en ook in de winter, maar de seizoenale verschillen blijven vergelijkbaar groot.' De Winter en collega's onderzochten daarvoor fossiele oesters die 78 miljoen jaar geleden leefden in het zuiden van Zweden. Die schelpen groeiden in de warme, ondiepe zeeën die een groot deel van Europa in die tijd bedekten. Eerder onderzoek van De Winter had al aangetoond dat je in de schelpen, aan de hand van metingen van variaties van koolstof- en zuurstofisotopen, de seizoenen heel precies kan reconstrueren en dat schelpen elk jaar seizoenale groeiringen ontwikkelen. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met een verschillende massa. Door zijn methode te verfijnen kon hij ook de kleinere isotopenconcentraties meten en in zijn model verwerken. De nieuwe methode geeft een veel nauwkeuriger beeld van de zeewatertemperatuur in die tijd en is onafhankelijk is van de aanwezige concentraties van isotopen in het zeewater. 'Met de clumped isotope-methode kunnen we kleinere variaties in beeld brengen, zodat ons model veel nauwkeuriger wordt', zegt De Winter. ' Waar we vroeger voor onze reconstructies de concentraties in het zeewater moesten schatten, kunnen we nu preciezer meten, waardoor we ook de temperatuur van het zeewater waar de oesters leefden beter kunnen reconstrueren. We zijn zelfs in staat om beide isotopen in de carbonaten waaruit de schelpen zijn opgebouwd samen te detecteren, wat met onze vroegere meetmethodes niet mogelijk was.' Oesters en tweekleppige schelpen in het algemeen groeien elke maand een heel klein beetje, een groeiproces dat heel gedetailleerd kan worden gereconstrueerd. Het gevolg van die relatief snelle groei, in combinatie met de hogere meetresolutie, is een scherper beeld van de seizoenen in het verleden, voor de plek op de aarde waar de oesters geleefd hebben welteverstaan. 'Het grote voordeel van de vindplaats in Zuid-Zweden is dat fossiele schelpen er nauwelijks begraven zijn geweest, waardoor ze eigenlijk beter geschikt zijn voor ons onderzoek. Op die plek was nauwelijks sprake van tectoniek.' De Winter stelde vast dat de watertemperatuur in Zweden ten tijde van de 'broeikas-periode' tijdens het Krijt schommelde tussen 15 en 27 graden Celsius, ruim 10 graden hoger dan vandaag. Het team werkte samen met wetenschappers van de Universiteit van Bristol (UK), die klimaatmodellen ontwikkelen om de resultaten met klimaatsimulaties van het Krijttijdperk te gaan vergelijken. Waar vroegere klimaatreconstructies aan de hand van fossiel materiaal van het Krijt vaak kouder uitvielen dan deze modellen, komen de nieuwe resultaten van De Winter heel precies met de modellen van Bristol overeen. 'Voor het tijdperk van de Dinosauriërs ging men uit van weinig seizoensverschil', zegt De Winter. 'We stelden tijdens ons onderzoek vast dat er wel grotere seizoensverschillen waren. Onze resultaten laten daarom zien dat op onze breedtegraad de seizoenstemperaturen bij de klimaatopwarming wellicht gaan meestijgen met klimaatopwarming, maar met een behoud van het verschil tussen de seizoenen. Je krijgt dan zeer hoge zomertemperaturen. Ze doen vermoeden dat een warmer klimaat ook extreme seizoenen kan hebben. Al moet je natuurlijk erg opletten als je het Krijt met de situatie van vandaag vergelijkt. Mijn onderzoek gaat niet over het klimaat van de toekomst. Maar het kan wel helpen om toekomstige klimaatmodellen te verfijnen.' De studie wordt gepubliceerd in het vakblad Communications in Earth and Environment dat een satellietblad is van Nature.