Onderzoekers hebben de temperatuur van de laatste ijstijd vastgepind, bekend als het Laatste Glaciale Maximum van 20.000 jaar geleden, vastgesteld op ongeveer 46 graden Fahrenheit.

Door hun bevindingen kunnen klimaatwetenschappers het verband beter begrijpen tussen het huidige stijgende kooldioxidegehalte in de atmosfeer – een belangrijk broeikasgas – en de gemiddelde temperatuur op aarde.

Het Laatste IJstijdmaximum, of LGM, was een ijskoude periode waarin enorme gletsjers ongeveer de helft van Noord-Amerika, Europa en Zuid-Amerika, en grote delen van Azië bedekten, terwijl flora en fauna die waren aangepast aan de kou, floreerden.

“We hebben veel gegevens over deze periode omdat het al zo lang wordt bestudeerd,” zegt Jessica Tierney, universitair hoofddocent in de afdeling geowetenschappen aan de Universiteit van Arizona en hoofdauteur van het artikel in Nature.

“Maar één vraag waar de wetenschap al lang een antwoord op wil, is simpel: Hoe koud was de ijstijd?”

Hoe koud was de ijstijd?

De onderzoekers ontdekten dat de gemiddelde mondiale temperatuur in de ijstijd 6 graden Celsius (11 F) koeler was dan nu. Ter vergelijking: de gemiddelde temperatuur in de 20e eeuw was 14 graden Celsius. “In je eigen ervaring klinkt dat misschien niet als een groot verschil, maar in feite is het een enorme verandering,” zegt Tierney.

Zij en haar team hebben ook kaarten gemaakt om te laten zien hoe de temperatuurverschillen in specifieke regio’s over de hele wereld uiteenliepen.

“In Noord-Amerika en Europa waren de meest noordelijke delen bedekt met ijs en extreem koud. Zelfs hier in Arizona was er een grote afkoeling,” zegt Tierney. “Maar de grootste afkoeling vond plaats op hoge breedtegraden, zoals de Noordpool, waar het ongeveer 14 C (25 F) kouder was dan vandaag.”

Hun bevindingen passen in het wetenschappelijk begrip van hoe de polen van de aarde reageren op temperatuurveranderingen.

“Klimaatmodellen voorspellen dat de hoge breedtegraden sneller warmer zullen worden dan de lage breedtegraden,” zegt Tierney. “Als je naar de toekomstprojecties kijkt, wordt het heel warm boven de Noordpool. Dat wordt polaire amplificatie genoemd. Tijdens de LGM zien we het omgekeerde patroon. Hogere breedtegraden zijn gewoon gevoeliger voor klimaatverandering en dat zal in de toekomst zo blijven.”

Koolstofdioxideniveaus

Weten wat de temperatuur van de ijstijd was, is belangrijk omdat het wordt gebruikt om de gevoeligheid van het klimaat te berekenen, dat wil zeggen hoeveel de mondiale temperatuur verschuift als reactie op koolstof in de atmosfeer.

Tierney en haar team bepaalden dat voor elke verdubbeling van de atmosferische koolstof, de wereldwijde temperatuur met 3,4 C (6,1 F) zou moeten stijgen, wat in het midden ligt van het bereik dat wordt voorspeld door de nieuwste generatie klimaatmodellen (1,8 tot 5,6 C).

Het atmosferische kooldioxide-niveau tijdens de ijstijd was ongeveer 180 deeltjes per miljoen, wat erg laag is. Voor de Industriële Revolutie steeg het niveau tot ongeveer 280 deeltjes per miljoen, en vandaag de dag is dat 415 deeltjes per miljoen.

“Het Akkoord van Parijs wilde de opwarming van de aarde beperken tot niet meer dan 2,7 F (1,5 C) ten opzichte van de pre-industriële niveaus, maar met de kooldioxide niveaus die stijgen zoals ze nu doen, zou het extreem moeilijk zijn om meer dan 3,6 F (2 C) opwarming te voorkomen,” zegt Tierney. “We hebben al zo’n 2 F (1,1 C) achter de rug, maar hoe minder opwarming hoe beter, omdat het aardsysteem echt reageert op veranderingen in kooldioxide.”

‘Hindcast’ om naar het verleden te kijken

Omdat er in de ijstijd geen thermometers waren, ontwikkelden Tierney en haar team modellen om gegevens verzameld uit planktonfossielen in de oceaan te vertalen naar temperaturen aan het zeeoppervlak. Vervolgens combineerden ze de fossiele gegevens met klimaatmodel-simulaties van de LGM met behulp van een techniek die data-assimilatie wordt genoemd, en die wordt gebruikt bij weersvoorspellingen.

“Wat er in een weerkamer gebeurt, is dat ze de temperatuur, druk en vochtigheid meten, en deze metingen gebruiken om een voorspellingsmodel bij te werken en het weer te voorspellen,” zegt Tierney. “Hier gebruiken we het klimaatmodel van het National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, om een hindcast te maken van de LGM, en dan werken we deze hindcast bij met de werkelijke gegevens om te voorspellen hoe het klimaat was.”

In de toekomst zijn Tierney en haar team van plan om dezelfde techniek te gebruiken om warme periodes in het verleden van de aarde na te bootsen.

“Als we vroegere warme klimaten kunnen reconstrueren,” zegt ze, “dan kunnen we belangrijke vragen gaan beantwoorden over hoe de aarde reageert op werkelijk hoge kooldioxideniveaus, en ons begrip van wat toekomstige klimaatverandering zou kunnen inhouden, verbeteren.”

De Heisings-Simons Stichting en de National Science Foundation steunden het onderzoek.