Kroniek 2: De aarde als complex systeem – ons verdronken land
JAN VAN ARKEL*
.
De opkomende klimaatwetenschap had in de jaren ’80 van de vorige eeuw een schreeuwend gebrek aan gegevens. Men begon daarom, als nooit tevoren, de veranderingen in kaart te brengen die de aarde in het verleden had ondergaan. Groeiringen (of jaarringen) van bomen, koraalriffen en sedimenten werden onderzocht. Men keek op alle plaatsen waar zich gedurende millennia lagen hadden gevormd. Dat ging het best bij ijsboringen. Drieduizend meter dik ijs op Groenland leverde een overzicht van de afgelopen 100.000 jaar op. Op Antarctica kwam men in 1999, in het zogeheten Vostok-onderzoek, tot een periode van 420.000 jaar, en later werd dit zelfs 800.000 jaar.*
Figuur 2.1: Het historisch CO2-gehalte tot 400.000 jaar terug.
Men vond voor deze periode iets opmerkelijks: het CO2-gehalte van de atmosfeer ging in een zich herhalend patroon op en neer tussen de 180 delen per miljoen (ppm) als ondergrens en 280 ppm als bovengrens (met een uitschieter naar 300 ppm, maar nooit hoger). Aan de onderkant heersten de ijstijden, aan de bovenkant had je de interglacialen. Om het verschil te maken tussen ijstijden en interglacialen was niet meer 100 ppm nodig (280 minus 180)! Het was een vast patroon. En zo’n patroon was er ook voor het veel sterkere broeikasgas methaan (CH4). Het methaangehalte van de atmosfeer bewoog tussen 0,32 à 0,35 ppm aan de onderkant en 0,65 à 0,77 ppm aan de bovenkant. (We komen over methaan nog te spreken in aflevering 10 en 11.)*
Het onderzoeksteam dat hiermee kwam, stond onder leiding van Will Steffen. Hij schreef dat: ‘geen onderzoeksresultaat meer intrigeert dan het ritmisch ademen van de planeet, dat onthuld wordt door de gegevens uit het Vostok-onderzoek. Het biedt een fascinerend zicht op de stofwisseling van de aarde gedurende honderdduizenden jaren.’
In een geologisch verder verleden zijn er wel veel grotere afwijkingen in het CO2-gehalte geweest, bijvoorbeeld ten gevolge van supervulkaanuitbarstingen. De temperatuur steeg dan wel met 5-9 graden Celsius en de aarde had honderdduizenden jaren nodig om weer naar de oude toestand terug te keren.
Dit alles is van belang omdat we er nu al 130 ppm extra bovenop hebben gedaan. Het CO2-gehalte zit intussen op 410 ppm, en het verschil tussen 410 en 280 ppm is al veel groter dan het verschil tussen 280 en 180 ppm (nog afgezien van dat 417 ppm gewoon abnormaal hoog is). Het verschil tussen nu en vroeger is bij methaan (relatief) nog erger.
Wat gaat de aarde hiermee doen?
.
Laten we nu eens naar een tweede grafiek kijken, die van de temperatuur over de laatste honderdduizend jaar. Dan vallen twee dingen op: de meeste tijd ging de temperatuur als een jojo op en neer èn de laatste 11.500 jaar (het Holoceen) houdt de Aarde star vast aan een gelijkblijvende temperatuur op een beduidend hoger niveau dan ervoor. De temperatuur varieerde in het tijdvak van het Holoceen met niet meer dan één graad Celsius.*
Figuur 2.2: De gemiddelde temperatuur op Groenland over de afgelopen 100.000 jaar.
De extreme temperatuurvariatie van de tijd voor het Holoceen maakte het de mens onmogelijk zich vast te vestigen. Er was geen stabiel en voorspelbaar klimaat, wat nou juist een voorwaarde is voor het bedrijven van landbouw. Dus trokken onze voorouders rond en kenden ze steeds opnieuw tegenspoed. Zodra 11.500 jaar geleden die klimatologisch wel stabiele periode aanbrak, werd meteen op meerdere plaatsen op aarde de landbouw ‘uitgevonden’.* Bedenk wel dat zelfs die ene graad, die de gemiddelde temperatuur in het Holoceen op en neer ging, de mens nog veel ellende bracht. Droogten, hongersnoden, orkanen, hittegolven en uitbarstingen van koude brachten talloze doden met zich mee. Maar al met al zijn we in het Holoceen gezegend geweest met een uitzonderlijk stabiel en gunstig klimaat.
Er was nog iets opmerkelijks. In de oprisping van 14.500 jaar geleden steeg de temperatuur van de Atlantische Oceaan plotseling met gemiddeld 5 graden Celsius, terwijl op Groenland de stijging wel 20 graden was. En binnen tweeduizend jaar kelderden de temperaturen weer, met een nieuwe periode van bevriezing als gevolg. Maar 11.500 jaar geleden veranderde het dus en begon het kenmerkende Holoceenklimaat te heersen.
Hoe snel ging dat, die overgang naar ‘ons’ klimaat?
In enkele decennia, denkt men nu. In geologische termen is dat van het ene op het andere moment. Misschien gebeurde het wel in het bestek van enkele jaren. De wetenschappers hadden altijd gedacht dat klimaatverandering geleidelijk ging, beetje bij beetje, eerder over de duur van millennia, desnoods van eeuwen. Ze kwamen er nu achter dat het in een mensenleven kon gebeuren.*
De neiging van het klimaat om in een mum van tijd om te slaan was een van de meest verrassende uitkomsten van het historische aarde-onderzoek.
Kantelpunten, de wetenschappers die Fred Pearce in 2006 interviewde voor zijn boek De laatste generatie, waren er vol van.
De gerenommeerde wetenschapsjournalist Fred Pearce verbaasde zich over wat klimaatwetenschappers hem in 2006 vertelden: ‘Hoe meer we over het klimaatsysteem ontdekken, des te onbestendiger blijkt het te zijn. Hoe meer er bekend wordt, des te enger wordt het. Hoe komt dat? Omdat we ingrijpen in de meest fundamentele processen die de aarde leefbaar maken.’
Milieukundigen zeggen vaak: voorzichtig, het milieu is zo kwetsbaar! Deze wetenschappers zeiden dat de waarheid onrustbarender is. De natuur is sterk en maakt zich klaar voor een rake klap terug. De geschiedenis van het klimaat van onze planeet toont dat geleidelijke verandering niet de normale gang van zaken is. Onder druk schiet de slinger door, soms letterlijk op slag.
Ruim elfduizend jaar is het klimaat stabiel geweest. Opvallend stabiel. Honderden generaties hebben daarvan geprofiteerd. We hebben onze maatschappij gebouwd op basis van deze zekerheden. Maar dit moet een keer afgelopen zijn. En nu lijken we het einde ervan zelf uit te lokken.
Pearce hoorde er voor het eerst over op een conferentie bij het Britse KNMI.* Het ging over ‘gevaarlijke klimaatverandering’ en hoe die te voorkomen. De wetenschappers kwamen uit alle delen van de wereld. ‘Het was verbazingwekkend ze te horen. In plaats van neutrale wetenschappelijke taal te bezigen, begonnen ze te praten over omslagpunten, versterkende terugkoppeling en ‘snelle niet-lineaire verandering’.
Chris Rapley, directeur van het Britse Antarctica Onderzoek, had het over ‘klimaatmonsters’ die op datzelfde moment werden opgeroepen. Als we al dachten dat klimaatverandering slecht was, dan suggereerden de nieuwe gegevens dat het nog veel erger kon worden.
En had Pearce dat goed gezien? De grafiek verscheen maar een paar seconden op het scherm. Voorspelde James Murphy bij een verdubbeling van het kooldioxidegehalte geen temperatuurstijging van 1,5-4,5 graden Celsius (zoals tot dan toe gebruikelijk), maar van 6, 8 of misschien wel 10 graden?
Bij zo’n voorspelling hoort gewoonlijk een klokcurve met op het hoogste punt in het midden de temperatuurstijging waarop de meeste kans is; tussen 1,5 en 4,5 graden Celsius is dat dus 3 graden stijging. De grafiek van Murphy was niet klokvormig maar erg scheef en in de lange ‘staart’ zaten mogelijke temperatuurstijgingen tot zelfs wel 12 graden Celsius. De kans op een stijging van 6 graden of veel meer was misschien niet zo groot, maar wel reëel.
Later dat jaar zei Jim Hansen, de topklimatoloog van George Bush die voor NASA werkte: ‘We staan voor de afgrond van klimatologische omslagpunten, waarna er geen weg terug is.’
Hoeveel tijd hebben we nog?
.
‘Hoeveel tijd hebben we nog?’ was de vraag in 2006.
Glaciologen die de ijsmassa’s van de wereld bestuderen waren eraan gewend dat alles langzaam gaat, heel langzaam. Glaciaal betekent letterlijk langzaam. Maar de onderzoekers op de genoemde conferentie vertelden van dramatische gebeurtenissen op Groenland en Antarctica. Ze ontdekten enorme riviersystemen van water ónder de ijskappen. Het water komt van het smeltende oppervlak.
‘Het duurt niet lang meer,’ zeiden ze, ‘of de ijspakken destabiliseren en dan kunnen we de zeespiegelstijging in meters meten, in plaats van in centimeters.’
Richard Alley van de Penn State University zei: ‘We dachten dat het tienduizend jaar kost om dooi van het oppervlak van de ijskap tot de bodem te laten doordringen. Nu weten we dat het een oogwenk is.’ Hij meende dat letterlijk, zei hij. Zo snel zal dat gaan.
De conventionele kijk was dat ijskappen erg stabiel zijn. Als de aarde opwarmt, zullen ze vermoedelijk smelten, maar zeer langzaam, zoals bij een ijsblokje. (De foto bij aflevering 3.) De warmte werkt dan geleidelijk van het oppervlak naar de bodem, steeds met een nieuw laagje. Zodat Nederland duizenden jaren de tijd heeft zich terug te trekken op hogere gronden.
Figuur 2.3: De ijskap en de gletsjers van Groenland (vanwege de ruimte op zijn kant weergegeven; het pijltje met de N geeft de noordkant aan).
Langzaam smelten was het gangbare beeld.
Het is fout. De glaciologen vergaten de spleten. Scheuren in het ijs. En zoals Alley zei: ‘Scheuren maken het verschil.’ In het echt ontstaan er aan de oppervlakte van het ijs meren. (Zie de foto bij deze aflevering.) Soms zijn die zo groot dat de onderzoekers er op kunnen zeilen (als ze hun boot tenminste meebrengen). Die meren lopen plotseling leeg in de scheuren. Er zijn enorme watervallen in het ijs. In tien seconden kan het water recht omlaag naar de onderkant van de ijskap stromen.
En daar smeert het de naad tussen ijs en rotsbodem. De hele ijskap wordt opgetild en drijft naar de oceaan.
Wetenschappers hebben gemeten hoe op Groenland, binnen enkele uren, het enorme pak ijs – het is tot drie kilometer dik – letterlijk omhoog rees, drijvend op water eronder. Aan de kust breekt de ene na de andere ijsberg af (de foto bij aflevering 2). Dat is waarschijnlijk de oorzaak van de verdubbeling in de zeespiegelstijging van de laatste twintig jaar tot ruim 3 millimeter per jaar.
David Wallace-Wells geeft ons de nieuwste getallen.* In 2018 ging het smelten aan de Zuidpool drie keer zo snel als in 2013. Tussen 1992 en 1997 smolt daar gemiddeld 49 miljard ton ijs per jaar. Tussen 2012 en 2017 was het 219 miljard ton ijs per jaar. Na het instabiele West-Antarctica, krimpen nu ook in Oost-Antarctica twee gletsjers, (nu nog) met 18 miljard ton ijs per jaar. Dat gebeurt dus in een gebied dat als stabiel werd beschouwd. Zie figuur 6 en 7 bij aflevering 12.
En op Groenland krimpt de ijskap nu met bijna een miljard ton per dag!
De zeespiegelstijging kan vertienvoudigen, voorspelde Jim Hansen al, als Groenland destabiliseert.
.
Klimaatverandering gebeurt bijna altijd bruut en furieus. Kijk eens naar die gebeurtenissen van 14.500 jaar geleden. De gemiddelde temperatuur steeg toen op het Noordelijk Halfrond in één decennium met 16 graden Celsius – in tien jaar tijd, misschien zelfs nog veel korter. De zeespiegel steeg daarop in 400 jaar met 20 meter, gemiddeld 20 keer zo snel als nu. Het kan dus gebeuren, want toen gebeurde het.
Hoe kwam dat? Het begon met heel kleine wijzigingen in de baan van de aarde. Maar het werd drastisch en abrupt door de plotselinge uitwisseling van CO2-gas tussen de atmosfeer en natuurlijke reservoirs zoals de regenwouden en de oceanen.
Het was een geheel natuurlijke gebeurtenis die niets met mensen van doen had.
Maar nu zitten wij wel aan de knoppen en zijn wíj bezig omslagpunten te prikkelen die de huidige opwarming zullen versnellen. (Hier gaat het over het jaar 2006. Elders op 4eco zullen we een overzicht van alle omslagpunten plaatsen.
Ik pik er hier drie punten van zorg uit.
Neem het Amazone-regenwoud. Het Engelse KNMI waarschuwde dat dit onafzienbare bos kan sterven, halverwege deze eeuw al. Het gebied wordt te warm en te droog om de bomen te laten overleven. Als ze sterven – waarschijnlijk in een ziedende vuurzee – brengen de bomen de koolstof die in ze opgeslagen zit in de lucht. Die geven dan een enorme, nieuwe impuls aan de opwarming.*
En dan heb je het hoge noorden. In 2005 berichtten Siberische onderzoekers over de ontdooiende permafrost die methaan uitstoot. Zo ongeveer van het ene jaar op het andere was dat begonnen. Methaan is een sterk broeikasgas, dat in miljarden tonnen kan vrijkomen uit dit grootste veenmoeras ter wereld in Noord-Rusland.
Bij de herdruk van De laatste generatie in 2009 was het alweer veel erger geworden. ‘Ik ben echt heel erg geschrokken,’ vertelde onderzoekster Katey Walters aan Fred Pearce. ‘De meren in Siberië zijn vijf keer zo groot geworden als drie jaar geleden.’ We hebben het er verder over in aflevering 10 en 11.
En tenslotte de bodem. Peter Cox, professor klimaatsystemen aan Exeter University, waarschuwde dat de bodems van de wereld, die eeuwenlang koolstof hebben opgezogen, wel eens dicht bij het omslagpunt kunnen zijn, waarna ze koolstof juist weer vrijgeven. Al die natuurlijke koolstof komt bovenop de koolstof die we zelf in de atmosfeer brengen met het verstoken van steenkool en olie. Niemand weet precies wanneer dat omslagpunt komt, want er is weinig studie naar gedaan, maar hoogstwaarschijnlijk al 2040.*
We brengen een op hol slaande reactie op gang waarin we CO2 in de atmosfeer brengen, die warmte veroorzaakt die meer CO2 vrijmaakt, die weer meer opwarming veroorzaakt, enz. Het is een schoolvoorbeeld van een positieve terugkoppeling, die gevolgd kan worden door een niet-lineaire reactie als een kantelpunt wordt bereikt. Dat is de conclusie van Fred Pearce in 2006.
Eenmaal in gang gezet, is een omschakeling onomkeerbaar voor een periode van tientallen jaren of eeuwen.
.
Als de Golfstroom stopt met ons warmte te brengen, zou ‘Dublin in tien jaar tijd, of minder, het klimaat van Spitsbergen hebben… de gevolgen zouden vernietigend zijn.’ En het kan zomaar gebeuren.
Dat dacht Wally Broecker die een halve eeuw een van de invloedrijkste en controversieelste Amerikaanse klimatologen was en 18 februari 2019 overleed. Broecker is de ontdekker van wat officieel de ‘thermohaline circulatie’ heet, maar die hij liever de ‘oceanische transportband’ noemde.* Volgens hem is deze de ‘achilleshiel van het klimaatsysteem’.
Figuur 2.4: Broecker tekende een vereenvoudigd diagram van de oceanische transportband die water in duizend jaar rondom de wereld brengt, deels langs het oppervlak, deels over de zeebodem. Hij is bepalend voor het klimaat van de aarde.
De Golfstroom is het deel van de transportband dat warm, zout water langs de Amerikaanse oostkust naar Groenland voert. Daar koelt de snijdende wind, vooral in de winter, het water af. Door die afkoeling stijgt de dichtheid van het water, een proces dat nog versterkt wordt door ijsvorming, dat zoetwater aan de zee onttrekt. Daardoor wordt het achtergebleven zeewater nog zouter en dus zwaarder. Uiteindelijk zinkt het zwaardere water naar de zeebodem. Met dit zakken van zeewater wordt weer nieuw water naar het noorden gezogen, en zo gaat het door.* De stroming heeft velerlei functies. Hij brengt warm water van de tropen naar de poolstreken, mengt het zeewater en zorgt mede voor uitwisseling van kooldioxide tussen de atmosfeer en de oceanen.
Op het eerste gezicht houdt de stroming zichzelf in stand. Maar volgens Broecker is het een driftig beest dat zichzelf nogal eens abrupt uitschakelt. Hij verdedigde al in de jaren ’90 de controversiële claim dat de transportband dé factor was die een ijstijd inluidde door de temperatuur met 4 graden Celsius (of meer) te verlagen. Dat gebeurde dan binnen de tijd van één generatie, misschien slechts 10 jaar. Maar ook op andere tijden flikkert het systeem volgens Broecker aan en uit. Als eenmaal een drempel is overschreden en er een plotselinge klimaatverandering optreedt, dan is het de transportband die de knop omdraait. Dit is een stelling die bepaald niet algemeen aanvaard wordt.*
En dan zijn er nog de zogenaamde schoorstenen, waarover ik een stukje op Ecopdia heb gezet.
Fred Pearce denkt ‘dat Broecker meer wil met zijn uitspraken. Hij wil dat we anders gaan denken over de aarde. Klimaatsystemen, zo wil hij zeggen, werken ongeveer zoals Stephen Jay Gould zei dat de evolutie werkt: niet geleidelijk door middel van toenemende veranderingen, maar met plotselinge sprongen. De term van Gould, ‘hortend evenwicht’, is precies van toepassing voor de klimaatwereld van Wally Broecker. En zijn nieuwe paradigma past ook in de chaostheorie, volgens welke zijn oceanische transportband een ‘emergente eigenschap’ is van het totale aardsysteem.’
Valt er ook iets te leren van het verre verleden? Daarvoor put ik uit een interview in de Volkskrant van 18 december 2018. Daarmee komen we bij de huidige stand van de wetenschap.
.
56 miljoen jaar geleden was er vermoedelijk sprake van een opeenvolging van vulkaanuitbarstingen en opborrelende methaanbubbels uit de zeebodem. Dit valt af te leiden uit een keiharde gesteentelaag uit die tijd. Joost Frieling en Appy Sluijs van Universiteit Utrecht doen hier onderzoek naar.*
‘Het kan niet dat er maar één bron was. We hebben het idee dat er een langzame opwarming plaatsvond door vulkanisme, waarna een kritiek punt werd overschreden en bevroren methaanhydraten in de diepzee instabiel werden,’ zegt Joost Frieling.*
Er volgde een apocalyptische oer-ontgassing van methaan vanuit zee. In enkele duizenden jaren kwam er ruwweg tien keer zoveel broeikasgas vrij als de mens in de afgelopen anderhalve eeuw heeft uitgestoten. (Ons uitstoottempo kan er dus tenminste mee wedijveren, maar zou ook zelfs flink hoger kunnen liggen.)
De wereldtemperatuur schoot met maar liefst 5 graden omhoog. ‘De ultieme klimaatterugkoppeling,’ zegt Sluijs. ‘Het warmt lekker op, en ineens komt dat methaansignaal erin en gaat de temperatuur door het dak.’
De situatie van toen is niet helemaal vergelijkbaar met die van nu. Want bij aanvang van de prehistorische gasinjectie zat er al 2,5 keer zoveel CO2 in de dampkring als nu. Nederland was toen bedekt met een lauwe, ondiepe zee met palmen langs de kust.
De temperatuurpiek ten gevolge van het methaan was een soort achtbaan: steil omhoog, vrije val omlaag, en hup weer omhoog. Het leven in zee ging naar bijna nul; algen die aan fotosynthese doen, waren hier niet meer te vinden.* Op het land werd het tropischer, een halfopen landschap met palmen, tropische bomen, lianen, heesters en mahoniebomen. De zoogdieren krompen: het werden mini-aapjes, minihertjes en minipaardjes.
De les, vinden Frieling en Sluijs, is niet wát er veranderde, maar dát er iets verandert op een planeet die snel opwarmt.
‘Je vindt,’ zegt Frieling, ‘voortdurend soorten op andere plaatsen terug, alsof alles opschuift en verplaatst. En er gebeurt van alles wat je als mens liever wilt ontwijken. Bossen maken plaats voor woestijnen, stukken oceaan worden levenloos, er komen plekken waar het echt onleefbaar wordt.’
En Sluijs zegt: ‘Stel je voor: álles verandert. Er is geen plek waar het helemaal hetzelfde blijft. Het is niet vanzelfsprekend zoals het nu is. Het enige wat vanzelfsprekend is, is dat alles gaat veranderen.’
Wetenschappers weten nu veel meer dan rond 2007. Ze zien de ontwikkelingen steeds harder en harder gaan. En sinds Trump hen ook nog eens belachelijk maakt en het akkoord van Parijs om zeep helpt, hoor je ze nu zeer uitgesproken waarschuwen. Zo stelt professor Sluijs dat we met een bus recht op het ravijn aanrijden en een ruk aan het stuur noodzakelijk is. ‘En daar moet de politiek nu echt mee opschieten.’
Wat weten nu over de Noord- en Zuidpool? Is er weer een megascheet op komst?
Bij een complex adaptief systeem als het klimaat weet je natuurlijk nooit zeker wat je gaat krijgen. Dus je kunt altijd de hoop uitspreken dat we het ‘nog gaan redden’. Maar je kunt ook het voorzorgprincipe laten gelden door rekening te houden met het scenario van het slechtste geval. Daar lijkt alle reden voor.
Want 18 van 19 warmste jaren in de meetperiode van 136 jaar vielen vanaf 2001. Het is nu een volle graad Celsius warmer dan in 1880, maar dat is het gemiddelde. Het KNMI houdt het op 1,7 graden Celsius voor Nederland.* De Noordpool warmt nog veel sneller op. We zien daar bovendien enorme uitschieters. Op een gegeven moment was de Noordpool begin 2018 20 graden warmer dan je op basis van het gemiddelde mocht verwachten! Twintig graden warmer en niet eens in het nieuws. Alaska kent tegenwoordig tropische temperaturen, net als Siberië, waar op 23 juni 2020 met 38 graden Celsius een record werd gevestigd.*
Die warmte aan de Noordpool leidt tot dramatisch verlies van zee-ijs. Het oppervlak van de zee dat met ijs bedekt is, krimpt (zie de figuur). En het resterende ijs is minder dik (wat duidt op een verlies aan veerkracht bij toekomstige opwarming en stormen). De trend is onverbiddelijk negatief.
Figuur 2.5: Het oppervlak van het ijs aan de Noordpool voor het jaar 1983, 2006, 2007, 2012 en 2019, plus het gemiddelde voor de periode 1981-2010. Het oppervlak daalde op het dieptepunt van 6.334 km2 (1981-2010), naar 5.774 miljoen km2 in 2006, 4.155 miljoen km2 in 2007 en 3.387 miljoen km2 in 2012. In 2019 was het gelukkig weer 4.153 km2.
Bij verlies van de Arctische ijskap neemt het open water enorm veel zonnewarmte op (open water absorbeert zes keer meer dan zee-ijs). Wanneer deze energie ’s winters weer vrijkomt als warmte en waterdamp, zal dit stormbanen in de midden- en hoge breedtegraden van richting doen veranderen, hoge- en lagedrukgebieden anders verdelen en zelfs de noordelijke straalstroom verplaatsen. Het belangrijkste van alles is echter dat deze afwezigheid van witte sneeuw en ijs het weerkaatsingsvermogen, oftewel de albedo, van de aarde als geheel zal veranderen en daarmee de planetaire energiebalans. Het is goed bekend om hoeveel extra warmte het gaat: bij volledig verlies van het Arctisch zee-ijs gaat het om ongeveer 0,7 watt per m2. Dat lijkt misschien niet veel, maar alles bij elkaar opgeteld veroorzaakt het evenveel opwarming als 1 biljoen ton CO2-uitstoot, bovenop de 2,4 biljoen ton die al sinds het pre-industriële tijdperk door de mens is uitgestoten. Dit staat op zijn beurt gelijk aan het vooruit spoelen van de mondiale opwarmingsfilm met ongeveer 25 jaar.*
Over het smelten van het ijs op Groenland hebben we het in aflevering 4 al gehad. Maar er is nog wel iets meer over te vertellen.
Met de opwarming van de aarde zijn talrijke enorme gletsjers, die de Groenlandse ijskap draineren, de afgelopen jaren sneller gaan stromen, geslonken en dunner geworden. Het afsmelttempo van het oppervlak ligt nu drastisch hoger dan tot nog toe door modellen voorspeld werd. De jongste wetenschappelijke inzichten wijzen uit dat ook Groenland drempelwaardes kent waarna de ijskap, aldus een onderzoek uit 2018 in Nature Climate Change, ‘in een staat van onomkeerbaar massaverlies belandt en er een volledige afsmelting in gang wordt gezet.’
Er zijn niet één maar twee positieve terugkoppelingen die dit onstuitbare afsmelten aanzwengelen. De eerste is het feit dat een slinkende ijskap hoogte verliest en dus wordt blootgesteld aan de hogere temperaturen die bij een geringere hoogte horen. De tweede is de ijs-albedo-terugkoppeling. Ontdooit het sneeuwoppervlak, dan wordt het donkerder en absorbeert het meer zonnestraling. Het oppervlak van de ijskap is eveneens donkerder dan de sneeuw die er bovenop ligt. Dus zodra de ijskap vanwege de terugwijkende sneeuwgrens volledig aan de zon is blootgesteld, functioneert ook dit als een positieve terugkoppelingslus die het smeltproces verder versnelt.
Waar ligt die fatale drempelwaarde dan precies? Op basis van een combinatie van waarnemingen en modelsimulaties schatten de deskundigen in dat die in Groenland ergens rond een temperatuurstijging van 1,8°C ter plaatse in de zomer ligt. Gezien het feit dat de totale opwarming van het noordpoolgebied veel sneller verloopt dan de wereldwijde temperatuurstijging, zou dit kantelpunt van 1,8°C helemaal aan het begin van een 2°C-wereld liggen. Er bestaat zelfs een goede kans dat we dit punt al gepasseerd zijn. Hoewel het duizenden jaren zal duren voordat de hele ijskap gesmolten is en zijn volledige bijdrage – van in totaal 7 meter – aan de zeespiegelstijging heeft geleverd, betekent de geleidelijke eliminatie van de Groenlandse ijskap dat onze nakomelingen nog eeuwenlang met een onomkeerbare stijging geconfronteerd zullen worden.
In hun rapport uit september 2019 over oceanen en de cryosfeer wijst het IPCC erop dat het verlies aan ijs op Groenland – in totaal 250 miljard ton per jaar – in zeker de laatste 350 jaar ongekend is en dat dit smelttempo 2 tot 5 keer hoger ligt dan tijdens het pre-industriële tijdperk. Het IPCC waarschuwt ook dat ‘een verhoogd massaverlies als gevolg van versnelde gletsjergang’ op zowel West- als Oost-Antarctica kan duiden op een beginnende ‘instabiliteit’ in deze ijskappen, wat tot een ‘onomkeerbare terugtrekking’ zal leiden. Het voegt hieraan toe dat sinds de periode 1992-2001 de gecombineerde bijdrage van beide ijskappen aan de zeespiegelstijging met maar liefst 700% is gestegen.”
Alles blijkt steeds weer sneller te komen dan verwacht, heftiger dan men dacht. En wij hebben het nog steeds niet echt door.
In de bevroren bodem van het noordpoolgebied, van Siberië, Noord-Canada, Alaska tot Scandinavië, ligt in de permafrostafzettingen een gigantisch koolstofreservoir opgesloten, van mogelijk meer dan een biljoen ton. Hoe warmer het wordt, hoe meer ervan gaat ontdooien. De vraag is nu met hoeveel?
Onderzoekers denken dat elke graad opwarming tot de ontdooiing van 4 miljoen km2 permafrost zal leiden. Die eerste graad hebben we vandaag al te pakken. In een 3°C-wereld wordt dat dus 12 miljoen km2 – van een huidig uitgangstotaal van slechts 15 miljoen.
De geraamde koolstofuitstoot uit de smeltende Arctische permafrost wordt door sommige onderzoekers als ‘grove onderschatting’ beschouwd, om de eenvoudige reden dat het smelttempo op dit moment al vele malen hoger ligt dan door de experts voorspeld. In de modellen wordt er namelijk vanuit gegaan dat de permafrost geleidelijk van bovenaf ontdooit, maar zo gaat het in de realiteit niet altijd. ‘In plaats van dat elk jaar een paar cm grond per jaar ontdooit, kunnen meters grond binnen enkele dagen of weken instabiel worden,’ aldus de wetenschappers. Nu ontdooide gebieden over grote oppervlakten beginnen in te zakken, is het proces van abrupte permafrostontdooiing voor iedereen onmiskenbaar. Bij de terugtocht naar hun veldstations in Alaska zagen de onderzoekers terrein dat een jaar eerder nog bebost was, nu met meren bezaaid, de eens zo heldere rivieren inmiddels ‘vol sediment’. Hele hellingen waren plots vloeibaar geworden, met als gevolg aardverschuivingen die ook gevoelige meetinstrumenten meesleurden. Zodra deze abrupte dooi zelfs maar voor een deel in de rekenmodellen wordt geïntegreerd, stijgt de voorspelde koolstofuitstoot aan het einde van de eeuw met tientallen miljarden tonnen, waarvan een aanzienlijk deel als het sterke broeikasgas methaan.
Deze plotselinge dooi van de Arctische landmassa wordt zelfs op de hoogste breedtegraden waargenomen. Wetenschappers van de Universiteit van Alaska die het afgelopen decennium op de Canadese Arctische eilanden werkten, constateerden met verbazing dat het voorheen vlakke terrein op veel plaatsen in een lappendeken van natte sleuven en plasjes is veranderd. Vooral één observatie springt in het oog: ‘Op de veldlocaties overtreffen de maximale ontdooiingsdiepten die we registreren nu al de voorspellingen voor 2090’ in een 3°C-opwarmingsscenario. Het moge duidelijk zijn dat als een groot deel van de Arctische permafrost 70 jaar en 2°C te vroeg smelt, de bestaande ramingen van de koolstofuitstoot op losse schroeven komen te staan. In plaats van 0,2°C, zoals wetenschappers in 2015 voorspelden, krijgen we nu dus misschien te maken met 0,3 of 0,4°C extra opwarming dankzij de uitstoot uit de permafrost in het hoge noorden.
Deze permafrost-koolstof-terugkoppeling is nog in slechts weinig klimaatmodellen opgenomen. En dan zijn er nog de raadsels rond methaan.
Behalve CO2 is er ook nog methaan, met een 30-40 keer sterker opwarmingspotentieel. Methaan is goed voor zo’n 30 procent van de opwarming van de aarde. Lang bleef het gehalte in de lucht vrij constant – in 2011 doorbrak het de 1850 deeltjes-per-miljardgrens – maar sinds 2007 stijgt het steeds harder. En we weten niet precies hoe dat komt.
Methaan komt overal vrij waar organische materiaal vergaat zonder zuurstof – in de modder van rijstvelden, dooiende permafrost en in de ingewanden van koeien (en andere dieren). De micro-organismen die op aarde heersten voordat er zuurstof in de atmosfeer kwam, zijn er verantwoordelijk voor. Ook alle verbranding van kolen, olie en vooral hout, waarbij de zuurstoftoevoer niet optimaal is, vormt een bron van methaan.
En nu tobben wetenschappers dus over die onbegrijpelijke stijging sinds 2007. ‘We dachten dat het methaan een evenwichtstoestand had bereikt,’ zegt Thomas Röckmann, hoogleraar atmosfeerchemie aan de Universiteit Utrecht. ‘Maar dat blijkt niet zo te zijn.’ Er komen 10 of meer deeltjes per jaar bij, genoeg om ‘Parijs’ in gevaar te brengen. De Volkskrant presenteert hiervoor vier verdachten.*
We zagen in aflevering 5 al dat de dooiende permafrost aan de polen een bron is. Het landschap zit er al vol smeltgaten, soms vol water, soms zo groot als een voetbalveld. Toch acht aardwetenschapper Jorien Vonk van de VU Amsterdam, het ‘niet superaannemelijk’ dat de dooi achter de versnelling in de methaanuitstoot zit. Dan ‘zou je een heel geleidelijk, constant signaal zien. Niet in één keer zo’n klap, zoals de afgelopen tien jaar.’
Moerassen dan? Het ‘verse’ methaan blijkt vaak de koolstof-12-vingerafdruk van levende wezens te hebben. Dan heb je het over landbouw, rijstteelt en afvalverwerking. Het methaansignaal zit ook meer in de tropen dan elders. Dat duidt op de uitgestrekte zompige gebieden in de Amazone en in Botswana. Een graad warmer en de micro-organismen daar werken gewoon harder.
Behalve methaan neemt sinds 2007 ook ethaan in de dampkring toe. En dat duidt dan weer op de hand van de mens. Denk aan schaliegaswinning.
Of wordt methaan – ten vierde – soms minder goed afgebroken in de atmosfeer? Doorgaans houdt methaan het niet langer dan jaar of tien vol, voordat het tot kooldioxide, waterdamp en ozon vervalt – ook allemaal broeikasgassen trouwens, maar minder sterke. Voor de afbraak van methaan is hydroxyl nodig, een driftig, kortstondig verbindinkje van zuurstof en waterstof (OH). En daarvan is er minder ten gevolge van een schonere lucht. En die is weer te wijten aan minder uitstoot van stikstofoxide, dat ook een rol speelt in het omzettingsproces.
Wetenschappers houden het momenteel op: de helft van het extra methaan komt van micro-organismen, de andere helft van fossiele brandstoffen.
Er is zojuist een nieuw meetsysteem in gebruik genomen dat met een resolutie van 7 bij 7 kilometer werkt. En de eerste kaart daarvan laat dikke dotten methaan zien in India en Oost-Azië. Meer vee, meer rijstteelt zou daarvan de verklaring zijn.
Tot 2100 zullen de moerassen, volgens een aantal Nederlandse wetenschappers, de aanjagers van extra methaan zijn, net als de permafrost. ‘Want als het warmer wordt, gaan veel methaanproducerende processen sneller. Bacteriën werken harder, moerassen worden groter, de permafrost smelt sneller, bosbranden nemen toe. Het lijkt erop dat de opwarming de opwarming voedt.
Dit laat maar weer eens zien dat we nog lang niet alles weten en dat een falen om het akkoord van Parijs te halen in een klein hoekje verborgen kan zitten.
West-Antarctica is de uitloper van het continent in de richting van Latijns-Amerika. Daar liggen ijsplateaus in en op het water die de gletsjers van de ijskap op het land bufferen. Er breken steeds vaker enorme stukken af, wat het stromen van de gletsjers aanjaagt. Zie de scheur op de foto bij de volgende aflevering.
Het zee-ijs op Antarctica neemt momenteel op ‘duizelingwekkende’ wijze afneemt, ‘in een tempo dat de afname in het noordpoolgebied verre overtreft,’ aldus een PNAS-artikel uit juli 2019. Zelfs het doorgaans zo voorzichtige IPCC waarschuwt dat Antarctica bij 2°C een mogelijk rampzalig kantelpunt te wachten staat. In zijn 1,5°C-rapport uit 2018 stelt het IPCC: ‘De drempelwaarde van de wereldwijde temperatuurstijging die een onomkeerbaar verlies van de West-Antarctische ijskap en mariene-ijskap-instabiliteit (MISI) in gang zet, ligt naar schatting tussen de 1,5°C en 2°C.’
Figuur 2.7: Figuur 6. IJsplateaus in de zee voor de kust van West-Antarctica houden voor de gletsjers op het land in toom. Deze figuur laat, zowel in horizontale als in verticale zin, zien hoe ze kunnen verbrokkelen en verdwijnen. Het is een animatie uit Wat is er mis met het weer?
De West-Antarctische ijskap (WAIS) wordt daarbij als bijzonder zorgwekkend aangemerkt, omdat deze grotendeels op een bodem rust die ver beneden het zeespiegelniveau ligt. Zodra de aardingslijn wordt overschreden kan deze ijsplaat bijgevolg in een zichzelf versterkend proces uiteenvallen. Warmer oceaanwater zou dan honderden kilometers diep in Antarctica kunnen doordringen, waardoor de hele continentale ijskap kan komen te verbrokkelen.
Dat kan, samen met Oost-Antarctica en Groenland, een zeespiegelstijging van dik 5 meter opleveren. Geen van de megakuststeden – Londen, Jakarta, New York, Sjanghai – kan een zeespiegelstijging van 5 meter overleven. Er is een grens aan wat kustverdediging vermag: 1, 2 meter, daar kan een goede kustverdediging nog wel bescherming tegen bieden, maar 5 meter, dat zou een ongekende volksverhuizing van zeker een miljard mensen naar het binnenland met zich meebrengen.
Figuur 2.8: Kaart van de ijssituatie op Oost-Antarctica. Naast het kwetsbare West-Antarctica zijn nu ook aan de oostkant zwakke plekken ontdekt die vroeger nog stabiel waren. De kaart komt uit een diaserie van Jeremy Leggett.
Ook de veel grotere Oost-Antarctische ijskap (EAIS) kent soortgelijke kwetsbare punten. Net als op West-Antarctica staan delen van de oostelijke ijskap in direct contact met de opwarmende Zuidelijke Oceaan en hebben ze aardingslijnen die via achterwaarts aflopende beddingen het binnenland inlopen en daar naar troggen leiden die soms wel 1.500 meter onder de zeespiegel liggen. Storten de drijvende ijsplateaus die deze ijsafzettingen beschermen in en dringt het oceaanwater tot onder de enorme ijskap in het hart van Antarctica door, dan kunnen de gevolgen rampzalig zijn. Dan ligt er een extra zeespiegelstijging van wellicht 20 meter in het verschiet.
Is dit soms Russisch roulette met de mensheid met niet één, maar twee kogels in de kamers?
Laten we het tot slot in twee afleveringen nog hebben over klimaatontwrichting en hitte.
De weersystemen dreigen bij verdere opwarming in een meer chaotische en onvoorspelbare toestand te schieten, met circulatiepatronen die overal ter wereld steeds verder van de huidige zullen afwijken. Vandaar dat de onlangs in zwang gekomen term ‘klimaatontwrichting’ zo toepasselijk is, want onze vertrouwde weerpatronen zullen op den duur uit hun voegen worden gerukt en er zullen geheel nieuwe circulatiepatronen ontstaan. De verschillende klimaatmodellen geven uiteenlopende uitkomsten aan. Toch kan er in algemene zin wel iets over gezegd worden. De straalstromen verplaatsen zich geleidelijk van hun huidige positie. In het noorden en zuiden van de Stille Oceaan is dat richting de evenaar en in de Noord-Atlantische Oceaan richting de Noordpool. De stormbaan op het zuidelijk halfrond wint aan kracht, terwijl de Noord-Atlantische stormbaan naar het oosten opschuift, wat gepaard zal gaan met steeds hevigere neerslag en hogere windsnelheden rond de noordwestelijke kusten van de Britse eilanden en Scandinavië. Zuid-Europa daarentegen raakt weerkundig gezien steeds meer in het slop, met minder winterse stormen en dus minder broodnodige neerslag, wat de trend naar toenemende droogte zal verergeren – en het Middellandse Zeegebied wordt daar van Spanje tot Noord-Afrika en tot Griekenland nu al door geteisterd. Bij dit straalstroompatroon worden lange hittegolven in de zomer frequenter, maar is er ook een grotere kans op overstromingen omdat depressies die veel regen met zich meebrengen in de gematigde breedtegraden veel langer zullen blijven hangen.
Bijzonder verontrustend is de prognose voor de El Niño, de periodieke wisselingen in temperatuur en windrichting langs de evenaar in de oostelijke Grote Oceaan. De El Niño heeft vaak een ontregelend domino-effect op de mondiale weerpatronen, resulterend in overstromingen in droge gebieden en langdurige droogtes in doorgaans vochtige regio’s. De frequentie van extreme El Niños kan bij 1,5°C opwarming al verdubbelen. De potentiële gevolgen laten zich aflezen uit de El Niño van 2014-15, een van de drie krachtigste El Niños sinds 1950. Tot die potentiële gevolgen behoren extreme droogte van Brazilië tot Midden-Amerika, alsmede droogte in zuidelijk Afrika, India, Oost-Azië en Australië, zware regenval in Spanje, Argentinië, het zuidelijk deel van de VS en de Chinese kustgebieden, met als toegift meer tropische stormen in de hele Stille Oceaan.
Maar het grootste gevaar is misschien wel droogte. Een onderzoek uit 2018 dat meerdere uiteenlopende modellen vergelijkt, waarschuwt dat ‘toenemende droogte in het verschiet ligt voor bijna de gehele landmassa van de aarde, met uitzondering van noordelijk Azië’. De 2°C-prognose in dit onderzoek veroordeelt vrijwel het hele Afrikaanse continent, Australië, het Midden-Oosten, het westen van India en China, Zuidoost-Azië, het grootste deel van Zuid-Amerika en de westelijke helft van Noord-Amerika tot langere en frequentere droogteperiodes, waarmee de totale droogte wereldwijd met 20% toeneemt. De gemiddelde duur van de droogteperiodes stijgt van 2,9 naar 3,2 maanden, wat neerkomt op negen extra dagen van uitblijvende regen. Bij 2°C zullen wereldwijd nog eens 410 miljoen mensen aan ernstige droogte blootstaan. Voor hen komt deze toekomst neer op lange wachtrijen voor watertanks; opdrogende rivieren, beken, meren en waterputten; en misoogsten. Naarmate de droogteperiodes warmer worden, verdampt het resterende water sneller, waardoor het land nog droger wordt en de vegetatie verdort en afsterft.
Wellicht is dit minder een toekomst van klimaatontwrichting dan van een verschroeide aarde.
‘Delhi staat in brand. Je kunt je de hitte niet voorstellen. Als je naar buiten gaat, voelt het alsof je een oven binnenstapt.’ Zo schreef een in India gevestigde correspondent op 11 juni 2019. In Delhi werd die dag een nieuw hitterecord van 48°C gevestigd, waarmee het vorige record van 47,8°C uit juni 2014 uit de boeken verdween. De dag tevoren had de Indiase Meteorologische Dienst een ongebruikelijke weerswaarschuwing voor extreme hitte laten uitgaan voor zowel de hoofdstad als grote delen van naburige staten. Geconfronteerd met 50% meer gevallen van hitteberoerte dan op een ‘normale’ zomerdag, waarschuwden de artsen de inwoners van Delhi om lichtgekleurde kleren te dragen, parasols op te steken en 3-4 liter water per dag te drinken.
Verder naar het westen steeg de temperatuur in Jacobabad in Pakistan naar een verschroeiende 51,1°C. De gevaarlijke hitte heerste in een groot deel van Zuid-Azië – van de Iraanse grens in het westen tot Bangladesh in het oosten. De hittegolf van 2019 vertoonde veel gelijkenis met die van 2015, die 3.500 mensen in India en Pakistan het leven kostte, en die van 2010, waaraan in Ahmedabad, de hoofdstad van Gujarat, 1.344 mensen kwamen te overlijden.
Warmt de wereld verder op, dan zal de extreme hitte van 2019 als een ongewoon koele zomer gelden. Al we de 2,25°C opwarming bereiken, zullen grote delen van Zuid-Azië hittegolven gaan meemaken die ‘voor het gros van de mensen als extreem gevaarlijk moeten worden gekwalificeerd’. Hittegolven die zo extreem zijn dat ze nu nog ‘eens in de 25 jaar’ te verwachten zijn, zullen niet alleen veel gewoner worden, maar zelfs om het andere jaar gaan plaatsvinden. Uit de prognoses blijkt dat ruim de helft van de Zuid-Aziatische bevolking te maken zal krijgen met ‘gevaarlijke hittegolven’ van een in ons huidige klimaat nooit vertoonde intensiteit. Alleen gebieden op grotere hoogte zoals de Himalaya zullen aan de ergste hitte ontsnappen. De modelprognoses laten echter een helderrode boog zien – een indicatie van gevaarlijke hitte – over de hele Indus- en Ganges-rivierenvallei, inclusief Bangladesh en de oostelijke kusthelft van India.
Aanpassing is tot op zekere hoogte mogelijk. Tijdens het hitterecord in Delhi in 2019 piekte de vraag naar stroom toen mensen massaal airconditioners aanzetten. Maar er is een grens aan hoeveel van het normale leven nog doorgang kan vinden bij temperaturen die een verblijf buitenhuis zonder extra bescherming tot een hachelijk avontuur maken en werken in de open lucht zo goed als onmogelijk. Al het werk op de velden stopt, behalve als bijvoorbeeld tractoren met geklimatiseerde cabines worden gebruikt.* Ook wegwerkzaamheden en bouwprojecten komen tot stilstand, evenals sporten in de open lucht. Mensen zitten in feite in hun huizen opgesloten. Wie geen toegang heeft tot een kunstmatig gekoelde omgeving loopt gevaar voor hyperthermie (oververhitting), met mogelijk dodelijke afloop. Maar waar ménsen zich misschien nog tegen de hitte weten te wapenen, zal het meeste vee sterven, omdat het bij deze extreme temperaturen ook in de schaduw te heet wordt om te overleven.
Wanneer hele landen boven deze hittedrempel belanden, kan het haast niet anders dan dat er immense volksverhuizingen op gang komen – honderden miljoenen mensen die hun landen in de (sub)tropen verlaten omdat ze het daar niet meer bewoonbaar achten.
Alsof dit allemaal nog niet genoeg is, er is bovendien een breder kader: dat van de negen planetaire grenzen. Het klimaat is er één van, en het is niet eens de grens die het verst overschreden wordt.
In 2009 vond er een bijzondere bijeenkomst plaats in het pittoreske Zweedse dorpje Tällberg. De deelnemende wetenschappers waren allemaal wereldwijd erkende experts op heel uiteenlopende terreinen. Ze waren door de Zweedse directeur van het Stockholm Resilience Centre, professor Johan Rockström, uitgenodigd om in besloten kring te discussiëren over het begrip ‘planetaire grenzen’. Het doel was om te bepalen welke delen van het systeem aarde het meest beïnvloed worden door de mens en wat op die onderdelen de bijbehorende limieten van de menselijke activiteit zijn.
Tijdens urenlange discussies werd de lange lijst waarmee men begon, teruggebracht tot negen. Sommige daarvan, zoals klimaatverandering en verlies van biodiversiteit, waren bekend en stonden hoog op de prioriteitenlijst. Andere, zoals verzuring van de oceanen en de opeenhoping van giftige stoffen in het milieu, waren nieuwere en veel minder goed bestudeerde onderwerpen.
Met het definiëren van wat planetair gezien de grenzen zijn, hebben we iets heel tastbaars gekregen. Het idee van de aardse grenzen berust natuurlijk op eerder werk van experts in uiteenlopende gebieden, van geochemie tot mariene biologie, maar de toepassing op wereldschaal is eigenlijk vrij nieuw en een grote stap vooruit. De hele problematiek wordt nu in één iconisch beeld gevangen. Het hielp dat daarbij bovendien de term Antropoceen in zwang kwam.
Figuur 2.9: De negen planetaire grenzen in beeld.
De grens van de biosfeer-integriteit is opgesplitst in genetische diversiteit (oftewel het krimpen van populaties en uitsterven van soorten), en functionele diversiteit (welke grens nog niet is vastgesteld , maar wat waarschijnlijk de interne samenhang van ecosystemen zal zijn). De grens van stikstof (en fosfor) heet officieel biochemische stromen, waarbij dus eigenlijk sprake is van twee grenzen, die van fosfor en die van stikstof. Wat in de legenda met rood aangegeven ‘hoog risico’ heet, wordt ook wel omschreven als ‘voorbij de zone van onzekerheid’, terwijl wat als geel ’toenemend risico’ heet, ook omschreven wordt als ‘in de zone van onzekerheid’. Binnen de zone van onzekerheid weet je hoe het mis is, erbuiten kun je alleen maar vrezen wat voor ongewenste gevolgen het allemaal gaat krijgen.
Het paradigmaserieboek De mens als god van Mark Lynas behandeld deze grenzen. De eerste vier worden ernstig overschreden; van de laatste twee is de grens nog niet precies vast te stellen. Het zijn:
• biodiversiteit
• stikstof (en fosfor)
• landgebruik
• klimaat
• verzuring van de oceanen
• ozon
• zoetwater
• gif (nieuwe verbindingen)
• aerosolen
De eerste publicatie van de Rockströmgroep over deze grenzen in 2009 sloeg geweldig aan. In 2015 werd een update gepubliceerd. Daar bleek dat nu vier van de negen grenzen overschreden worden. De figuur is die van de update.* In de update van 2015 zijn de namen van 2009 aangepast, maar er is intussen niets wezenlijks aan de oorspronkelijke opzet veranderd.
Wel is nog interessant dat Kate Raworth deze cirkel van planetaire grenzen als ecologisch plafond heeft verbonden met het sociale fundament van de vervulling van basisbehoeften, zodat de ruimte om onze capaciteiten te ontplooien bepaald wordt door een binnen- en een buitengrens, zoals bij een donut.*
Dit model geeft ons de grenzen waarbinnen we een oplossing moeten vinden om tot een duurzaam, eerlijk verdeeld en sociaal aanvaardbaar samenleven te komen.
.
Het stikstofbesluit van de Raad van State heeft Nederland in beroering gebracht. Laten we dit eens in het perspectief van de planetaire grenzen stellen. Het is met de stikstofgrens nog veel erger gesteld dan met de klimaatgrens.* Het gaat hierbij niet om de doodsaaie stikstof in de lucht, maar om reactieve stikstof. Reactieve stikstof blijft almaar vervuilen terwijl het van gedaante verandert en van de ene verbinding overgaat naar de andere. Eén vrijgemaakt stikstofatoom kan zich bijvoorbeeld met zuurstof verbinden tot stikstofoxiden, die later uit de atmosfeer regenen in de vorm van salpeterzuur, dat verder in de vorm van nitraten grasland en waterlopen bemest en vervolgens wordt omgezet in lachgas, een akelig sterk broeikasgas – 300 keer zo krachtig als kooldioxide – dat zeker een eeuw in de atmosfeer blijft hangen.
Figuur 2.10: Toename lachgasgehalte in de atmosfeer in delen per miljard (ppb). (Lachgas is N2O.) Dit is de gecombineerde uitkomst van diverse onderzoeksprogramma’s. Bron: NOAA/ESRL Global Monitoring Division; de versie van 11 april 2019.
De concentratie van lachgas steeg van 270 ppb (delen per miljard) in het pre-industriële tijdperk tot 319 ppb in 2005 en 333 ppb in 2019.* Een saillant detail hierbij is de ontdekking van een gapend gat in de Nederlandse boekhouding van de lachgasuitstoot. Een enorme hoeveelheid lachgas gaat al jarenlang ongemerkt de lucht in. Dat weten nu omdat de NRC er op 22 mei 2019 over berichtte. Het verhaal staat onder de naam van het verantwoordelijke bedrijf Anqore op Ecopedia.
Elke levende cel heeft stikstof nodig. Stikstof maakt de bladeren groen, het is een essentieel bestanddeel van alle eiwitten, het vormt enzymen en is werkzaam bij het coderen van genetische informatie. Zonder stikstof verkommeren de gewassen op het veld. Zulke stikstof kan alleen ontstaan door bliksemontladingen en in wortelknolletjes van peulvruchten.* Stikstoftekort is dan ook de grootste beperking op de groei van natuurlijke biomassa; van de landbouw dus. Met de uitvinding van kunstmest, ten tijde van de Eerste Wereldoorlog, is die natuurlijke situatie radicaal gewijzigd.* Door toedoen van de mens is nu de hoeveelheid stikstof op aarde verdubbeld. Je kunt gerust stellen, schrijft Lynas, dat via ons eten de meeste eiwitten in ons lichaam een synthetische oorsprong hebben.
Omdat reactieve stikstof zo zeldzaam is in de natuur, zijn de ecosystemen er uiterst gevoelig voor, zowel op het land als op het water. Kunstmest spoelt snel uit van de akkers in waterlopen. Daar stimuleert het de groei van algen, waardoor het water zuurstofarm wordt. Dit proces van ‘eutrofiëring’ heeft een dramatische effect gehad op de rivieren en de meren over het hele Noordelijk Halfrond. Op tal van plaatsen beheersen enorme ‘dode zones’ intussen de zeeën van het continentale plat. Volgens een telling uit 2008 waren er maar liefst 400 afzonderlijke dode zones, van Shanghai tot de monding van de Mississippi. De laatste beslaat elke zomer zo’n 20.000 vierkante kilometer.
Wordt vervolgd in aflevering 17, met ook aandacht voor de bijzondere Nederlandse situatie.
Stikstof komt via uitspoeling, de wind of de regen ook in natuurlijke landecosystemen, zoals bossen, terecht. De ene studie na de andere heeft aangetoond dat meer stikstof op het land leidt tot een langzaam, maar chronisch verlies van biodiversiteit, omdat onkruidachtige, snelgroeiende planten dominant worden en meer gespecialiseerde planten verdringen. De impact op de oceanen is net zo: toestromen van stikstof en fosfor leveren de ‘groei van slijm’ wanneer algen en toxische bacteriën zich in de voedingsrijke soep vermeerderen.
De enige manier om dit kennelijk onsterfelijke stikstofatoom tot zwijgen te brengen is het opnieuw te verbinden met een ander stikstofatoom, zodat het weer deel uitmaakt van lucht. Maar de mens beheerst dit kunstje niet. Dat flikken alleen de denitrificerende bacteriën en dan nog alleen onder zeer specifieke omstandigheden, zoals bij afwezigheid van zuurstof.
De expertgroep planetaire grenzen adviseert daarom de productie van kunstmest terug te brengen tot een derde van het huidige volume – van 100 miljoen ton tot ongeveer 35 miljoen ton per jaar.
Het is bij zo’n ernstig overschreden grens logisch dat er wetgeving is gekomen om de stikstofuitstoot omwille van de natuur te beperken. Maar het is minder logisch dat opeenvolgende Nederlandse kabinetten alleen maar bezig zijn geweest deze wetgeving te ontduiken. Dit gebeurde met behulp van het ‘Programma Aanpak Stikstof’ (PAS). De Raad van State heeft op 29 mei 2019 beslist dat het voortaan verboden is om ‘vooruitlopend op toekomstige positieve gevolgen van maatregelen voor beschermde natuurgebieden, alvast toestemming te geven voor activiteiten die mogelijk schadelijk zijn voor die gebieden.’ Na deze uitspraak (waartegen geen beroep meer mogelijk is) bleek dat het kabinet zo’n uitspraak niet eens heeft zien aankomen. Met haastige spoed begon het een inventarisatie te maken van wat er van hun mooie plannen allemaal niet door kan gaan. Denk hierbij aan vergunningen voor de veehouderij, de bouw en het vliegveld bij Lelystad. Het bleef niet bij dit algemene besluit. Het krijgt ook toepassing. Op 17 juli vernietigde de Raad van State de vergunningen voor diverse snelweguitbreidingen rond Utrecht. En in het najaar kwam een groot deel van de bouw stil te liggen.*
De overheid fungeerde als een vergunningenwinkel en had een grote blinde vlek.
Geen enkel departement had een noodscenario in de la, ook al waarschuwde de Raad van State in 2013 al dat de PAS-wet de milieuregels nog ontoegankelijker en complexer maakte dan die toen al waren. En dat dit een ‘risico (vormt) voor een goede toepassing van de Europese regels’, schrijft juridisch commentator van de NRC Folkert Jensma.* Na de uitspraak spraken veel politici over het verzinnen van een list om de ‘zaak op te lossen’. In plaats daarvan hadden ze moeten uitleggen dat àls de rechter de Staat corrigeert, die vanzelfsprekend buigt. Omdat hier de ‘rule of law’ geldt. Dat nu heel veel bouwbrojecten op pauze staan, komt geheel voor rekening van het kabinet, vind Jensma.
Het vervolg bespaar ik u hier. Het is duidelijk dat we het met deze houding niet gaan oplossen.
Gaan we met een overheid met zo’n bord voor zijn kop dan wel het klimaat redden? Dat vergt toch diezelfde vooruitziende blik die zo dramatisch ontbreekt bij stikstof. Er is geen crisisbesef..
.
We moeten conclusies trekken. Alle seinen wat betreft weersextremen staan op rood. Wateroverlast en droogten zullen komen en gaan. Maar er is nog een andere categorie vasn dramatische gevolgen. Dat zijn gevolgen waar we niet meer van af komen. Een perfect voorbeeld daarvan is de zeespiegelstijging. Het IPCC-rapport van 2014 voorspelt een stijging tot 2100 in de orde van 55 tot 82 centimeter. Het rapport zegt erbij dat over een grotere stijging onvoldoende zekerheid bestaat.*
Die opmerking over zekerheid toont direct de zwakte van de IPCC-rapporten. Het benadrukken van de zekerheden en wegwimpelen wat er mogelijk zou kunnen gebeuren, leidt tot blikvernauwing, want de politiek neemt maar al te graag de conservatiefste inschatting over. En in dit geval stellen, slechts een paar jaar later, twee Amerikaanse defensiescenario’s dat de zeespiegelstijging in 2100 ook 2 meter kan worden, en al in 2017 rekten onderzoekers het op tot maximaal 292 cm (bij een opwarming tot 4 graden). En in 2100 houdt de geschiedenis niet op. De zelfversterkende ontwikkelingen gaan juist onverbiddelijk door, dat meldt ook het recente IPCC-rapport over de oceanen.*
Deze zaken maken een andere politieke benadering nodig. Dat maakt een recent rapport duidelijk.* We moeten klimaatverandering gaan zien als een nationaal veiligheidsprobleem. Het is een existentieel probleem en daarom geen technisch maar een sociaal-politiek probleem. We hebben oogkleppen op. Daarom hebben we een sociaal omslagpunt nodig, waarbij wij het probleem in zijn ware gedaante leren zien.*
Misschien lukt dat met een scenario-aanpak die ons vertelt wat er in het ergste geval gebeurt. Dat scenario geven de auteurs dan ook in drie fasen tot het jaar 2050:
2020-2030: De politici halen de doelen van ‘Parijs’ niet. We gaan naar een opwarming van 3 graden Celsius. De noodzaak van een mobilisatie om een wereldwijde nul-uitstooteconomie te bouwen om onder de 2 graden Celsius te blijven, wordt door de politici vriendelijk ontweken. In 2030 komt het kooldioxidegehalte in de atmosfeer op 437 ppm. De opwarming komt dan uit op 1,6 graden Celsius.
2030-2050: De uitstoot piekt in 2030 en gaat dalen overeenkomstig een lijn die in 2100 uitkomt op een 80 procent reductie ten opzichte van 2010. Volgens een scenario dat stevige gevolgen verwacht maar absoluut tot de mogelijkheden behoort, leidt dit in 2050 al tot een temperatuur die 2,4 graden Celsius hoger is.* Maar daar komen nog 0,6 graden bij ten gevolge van het in gang zetten van versterkende terugkoppelingen in de natuur, en veranderingen in albedo en wolkenvorming. Zo komt de temperatuur in 2050 uit op plus 3 graden Celsius.
2050: Men is het er intussen over eens dat de omslagpunten voor het ijs van West-Antarctica en voor een ijsvrije Noordelijke IJszee werden bereikt toen het 1,5 graad warmer werd, en voor het ijs op Groenland toen het 2 graden warmer werd, en voor het wijdverbreid smelten van de permafrost en het verdrogen van grote delen van het Amazonegebied toen het 2,5 graden Celsius warmer werd.* Nog een graad opwarming of meer is hierdoor niet meer te vermijden, temeer omdat we in 2050 zelf ook nog steeds een flinke uitstoot veroorzaken. De gevolgen zijn zeer ernstig.
De zeespiegel gaat tegen 2100 met 2 à 3 meter stijgen, en koerst aan op 25 meter stijging, zoals in het verleden. Tal van grote wereldsteden verzuipen. De helft van de wereldbevolking leidt tenminste 20 dagen per jaar onder dodelijke hitte. De straalstroom destabiliseert, moessons verdwalen, er zijn alom bosbranden, droogten en stortvloeden. Ecosystemen storten ineen. Landbouw wordt op veel plaatsen onmogelijk. Mensen raken op drift. Nederland verdwijnt onder water.
Met dit voorproefje van de gevolgen van besluiteloosheid besluit ik artikel 2 in deze serie. In artikel 3 over Gaia blijkt er toch nog een vervolg op deze kennis te zijn. In artikel 4 bekijken we barrières die maatregelen in de weg staan. En in artikel 5 nemen we het Nederlandse beleid onder de loep.
