Het stilvallen van AMOC kan de frequentie van extreem weer op onze planeet versnellen

De AMOC is de laatste pakweg tienduizend jaar redelijk stabiel gebleven, maar dat is verre van een vanzelfsprekendheid. De sterkte ervan is niet dusdanig groot dat hij zich kan onttrekken aan de effecten van relatief geringe astronomische variaties van de aarde. De land-zee verdeling met zijn grote landmassa rond de Noordpool versterkt ook nog eens de klimaatfluctuaties.

Een bijkomend probleem is dat de kunstmatige opwarming de latente onstabiliteit nog eens lijkt te hebben versterkt. De mate waarin is onderwerp van dit blog, maar omwille van het grote plaatje nemen we eerst nog even versneld de historie van de AMOC door.

• Ontdek ons met bijna 180.000 volgers op Facebook
• We zijn ook actief op X

Transitie naar een zwakkere AMOC

Het klimaat op aarde gedurende het pleistoceen, de geologische periode van de ijstijden, waarvan het huidige holoceen in principe deel uitmaakt, is in hoge mate onstabiel. Warmere en koude tot zeer koude periodes wisselen elkaar in relatief hoog tempo af, maar dat is niet altijd zo het geval geweest. Voorafgaand aan het pleistoceen hadden we op aarde een relatief stabiel warm klimaat. Dit was te danken aan een krachtige AMOC, die al meer dan dertig miljoen jaar de overtollige warmte van de Stille Oceaan tot ver noordelijk in de Atlantische Oceaan voerde.

Tegen het einde van het neogeen (23,03- 2,58 miljoen jaar geleden) verzwakte de AMOC echter al enigszins, tot 5,3 miljoen jaar geleden. De sluiting van de Midden-Amerikaanse Zeeweg versterkte in de periode daarna aanvankelijk de AMOC. Tussen 3,8 en 3 miljoen jaar geleden verzwakte hij echter weer, hetgeen gepaard ging met een mondiale afkoelingstrend; de vernauwing van de Indonesische Zeeweg droeg hier mogelijk ook aan bij. Hieronder het bijbehorende plaatje uit een studie van Cyrus Karas.

Het noordelijk halfrond koelde in het vervolg hiervan zodanig af dat door relatief geringe schommelingen in de zonne-instraling ijstijden konden gaan optreden. De vergletsjeringen namen toe en de koude periodes werden langer en strenger, zelfs tot aan Antarctica drong de afkoeling door: het pleistoceen was begonnen, 2,58 miljoen jaar geleden.

Achtergrond van de ijstijden

Tijdens het Pleistoceen zijn er vanwege de aanzienlijk verzwakte AMOC ongeveer 52 perioden, glacialen, geweest waarin de wereldtemperatuur duizenden jaren lang aanzienlijk lager was. Daarbij speelden zoals eerder aangegeven variaties in de zonnekracht een belangrijke rol. Milanković (1879-1958) is de eerste die hierop de aandacht heeft gevestigd.

Hij ging uit van het volgende principe: is de zon krachtig in de zomer op het noordelijk halfrond, dan maken sneeuw en ijs weinig kans om het seizoen door intact te blijven, een eventuele glaciatie komt dan snel tot een eind. Een en ander hangt af van de volgende drie factoren:

1. Het tollen van de aarde (precessie): een cyclus van 26.000 jaar
2. Hoek van de helling van de aarde (22,1°-24,5°)
3. Excentriciteit: meer of minder ellipsvormig (0,0034-0,0058)

In het onderstaande plaatje zijn die drie factoren met elkaar gecombineerd. Helemaal onderaan de temperatuurcurve, in grijs de interstadialen, corresponderend met periodes met veel instraling van de zon in de noordelijke zomer. In blauw genummerd de ijstijden die de meeste impact hebben gehad.

1. Elsterien (475.000-410.00 jaar geleden)
2. Saalien (238.000-126.000 jaar geleden)
3. Weichselien (116.000-11.700 jaar geleden)

De afkoeling gedurende een glaciaal kent, apart van het ontbreken van het achterliggende signaal van een warme zomerzon in het noorden, wel een hoofdrol voor de AMOC. Gedurende het grootste deel van een glaciaal is de AMOC zwak of absent, afgezien van korte oprispingen die de afkoelende trend onderbreken. De AMOC herstelt zich op het moment dat de zomerzon in het noorden de ijstijd beëindigt.

Ook de laatste ijstijd, het Weichselien, tot aan het einde van de Jonge Dryas, 11.700 jaar geleden eindigde met het herstel van de AMOC. Sinds het einde van de Jonge Dryas verkeert het klimaat in een tamelijk stabiele warme fase, geïnitieerd door de veranderde zonne-instraling en in stand gehouden dankzij de warmteflux van de AMOC richting de Noord-Atlantische Oceaan.

Recente historie van AMOC

Het gunstige klimaat in het huidige interstadiaal, het holoceen genaamd, heeft enorm positieve gevolgen voor menselijke samenlevingen en ecosystemen over de hele wereld, daarom is het van groot belang om fluctuaties in de kracht van de AMOC in beeld te krijgen. Een uitgebreide studie van Michel e.a. van twee jaar geleden geeft ons enig inzicht hierin.

Uitgaande van een paleoklimaatdatabase heeft hij de kracht van de AMOC (met als indicator de AMV-index, een maat voor de temperatuur van de noordelijke Atlantische Oceaan) kunnen reconstrueren. De fluctuaties zijn sterk toegenomen in de recente geschiedenis, wat een waarschuwing is voor de nadering van het Noord-Atlantische omslagpunt (kantelpunt).

Tipping point

Niet altijd was het duidelijk dat de AMOC totaal stil kan vallen, een modelstudie van Van Westen (2024) heeft die mogelijkheid onomstotelijk aangetoond. Door in zijn model grote hoeveelheden (regen)water toe te voegen aan de noordelijke Atlantische Oceaan wist hij een stilvallen van de AMOC te simuleren.

Daardoor kon ook vastgesteld worden hoe de warme golfstroom van een kleine twee kilometer dikte afkoelde en na enige tijd helemaal uit beeld verdween. Nu eenmaal aangetoond is dat het stilvallen van de golfstroom niet denkbeeldig is, is het des te relevanter om na te gaan hoe dicht we op het moment van een eventueel kantelpunt zitten.

Studies over het toekomstige tipping point

Van Westen heeft in 2022 al geprobeerd het kantelpunt van de AMOC te bepalen. Daarbij maakte hij gebruik van gegevens over het zoutgehalte nabij de zuidelijke grens van de Atlantische Oceaan. Hij komt tot de conclusie dat er een kans van 60% bestaat dat de AMOC voor 2050 in zal storten, en 90% dat dit voor 2064 zal gebeuren.

Zijn collega Sybren Drijfhout in een nog niet gepubliceerde modellenstudie (video Rahmstorf) ziet de stroming van de AMOC dramatisch dalen deze eeuw, circa de helft tot een kwart van zijn oorspronkelijk volume blijft er nog maar over. Ronduit alarmerend afgezet tegen schattingen van een daling van 15% tot nu toe, sinds 1950.

Wordt het kouder?

Dergelijke berichten kunnen gemakkelijk als gehypet ervaren worden, immers merken we tot nu toe weinig of niets van de gevolgen van de afname van de AMOC. Integendeel: de opwarming juist in de regio van West-Europa zet zich onverminderd voort. Maar dan wordt er wel aan voorbij gegaan dat dit juist een kenmerk is van een inzettende verzwakking van de AMOC, studies uit 2015 en 2016 hebben dit aspect al onder de aandacht gebracht.

Doordat het zeewater zuid van IJsland afkoelt en verder richting de Azoren juist warmer wordt, versterkt zich de temperatuurgradiënt waardoor de westcirculatie aan kracht wint. Westcirculaties gaan in de regel vergezeld van een positieve NAO, wat op zijn beurt warme zomers mogelijk maakt en zachte winters.

Geen nieuwe ijstijd

Pas bij een langdurig sterk verzwakte AMOC gaat de kou de overhand krijgen, het eerst bij IJsland en Schotland, maar ook Scandinavië is daar gevoelig voor. Dwars daar doorheen speelt natuurlijk ook nog het opwarmende effect van de door mensen veroorzaakte klimaatverandering, die matigend werkt op de afkoeling, maar met een verhoogde kans op extreem weer vanwege de toenemende temperatuurgradiënt tussen de koudepoel en de zuidelijke (lees Mediterrane) warmte. Boris, de desastreuze herfstdepressie van afgelopen september, kan als voorbeeld dienen hoe dit in de toekomst kan uitwerken. De recente ramp bij Valencia is op dezelfde wetmatigheid te herleiden.

Conclusie

De gerede kans op het stilvallen van de AMOC deze eeuw kan voor sommigen wel futiel lijken gezien de voortschrijdende opwarming juist in West-Europa, en voor anderen aantrekkelijk klinken vanwege een eventuele afkoeling van het klimaat, maar verdient het absoluut niet om genegeerd of toegejuicht te worden. Veeleer is het een reden tot ernstige zorg, omdat de stabiliteit van het klimaat van de afgelopen 12.000 jaar hierdoor verloren zou gaan.

Niet dat er meteen een ijstijd dreigt, daarvoor is de opwarming van de aarde te ver voortgeschreden, maar wel nemen klimaatfluctuaties toe en wordt extreem weer nog algemener. Omdat de verzwakking van de AMOC geassocieerd wordt met de menselijke inbreng bij de opwarming van de aarde is het van groot belang de klimaatmaatregelen serieus te nemen, iets waarvoor professor Rahmstorf namens een groep AMOC-deskundigen recentelijk in een open brief aan ‘The Nordic Counsel of Ministers‘ nog voor pleitte:

Schadelijke omslagpunten in de natuurlijke wereld vormen enkele van de ernstigste bedreigingen waarmee de mensheid wordt geconfronteerd. Het op gang brengen ervan zal de levensondersteunende systemen van onze planeet ernstig beschadigen en de stabiliteit van onze samenlevingen bedreigen.