De Kleine IJstijd

Het Pleistoceen wordt gekenmerkt door een afwisseling van langdurige koudeperioden en relatief kortstondige warme intervallen. IJstijden noemt men glacialen, de warme perioden daartussen interglacialen.

 

In de Saale-ijstijd ontwikkelde zich in het noorden van Scandinavië een ijskap. In tienduizenden jaren tijds groeide deze landijskap zo groot dat delen ervan vanuit het noordoosten ons land bereikten en Noord-Nederland voor duizenden jaren bedekten.

 

Grote en kleine ijstijden

Het Pleistoceen wordt gekenmerkt door een afwisseling van langdurige koudeperioden en relatief kortstondige warme intervallen. IJstijden noemt men glacialen, de warme perioden daartussen interglacialen.

Naast het begrip ijstijd kennen we ook zoiets als 'Kleine IJstijd'. Deze laatste wordt zo genoemd omdat deze koudeperiode veel minder lang duurde dan een echte ijstijd en gelukkig ook lang niet zo koud was. Maar aangenaam? Nee, dat was het in die tijd ook weer niet. Om het fenomeen Kleine IJstijd beter te begrijpen is het nuttig om iets meer aan de weet te komen over de klimaatvariaties in het Holoceen. Want, als we één ding kunnen vaststellen is het wel dat het klimaat in het Holoceen verre van stabiel was. Droge perioden wisselden af met nattere, warme met koudere, waarbij de factor meer of minder stormweer ook meespeelde.

 

Strenge winters zijn nog steeds mogelijk,

net als zware stormen. Soms heb je er meer, dan weer minder.

Ons klimaat is lang niet zo stabiel als het wel lijkt. Goed, we hebben seizoenen. De ene keer maken we een warme zomer mee of een strenge winter, in een ander jaar is het soms net andersom. Dit zijn echter normale, onvoorspelbare wisselingen in het weersverloop. Met een klimaatverandering heeft het niets te maken. Hebben wij het over variaties in het klimaat, dan strekken die zich uit over een groot aantal jaren uit, soms zelfs vele honderden jaren. Zo’n klimaatverandering zien we als we een paar honderd jaar terug gaan in het verleden. We zitten dan midden in de ‘Kleine IJstijd’.

 

Een impressie van de Kleine IJstijd met molen door Jacob van Ruysdael (1628-1689).

 

De Kleine IJstijd

De naam belooft niet veel goeds. Wat wij van de Kleine IJstijd weten, ontlenen we aan publicaties, dagboeken, tolgeldregistraties, het niet kunnen varen van trekschuiten en dergelijke. Ook uit het patroon van jaarringen in bomen uit die tijd blijkt dat het klimaat verslechterd was. Mensen in de steden, maar vooral op het platteland van een paar eeuwen terug kregen met een temperatuurdaling te maken, die gemiddeld zo’n 2 graden lager was dan voordien. Dit lijkt niet veel, maar in de tweede helft van de 17e eeuw, toen een dieptepunt werd bereikt, moet het vooral voor boeren een beroerde tijd zijn geweest. Door het dalen van de temperatuur brachten oogsten minder op of mislukten. Dit leidde enkele keren tot hongersnoden en sociale onrust. In Frankrijk mondde een dergelijk oproer zelfs uit tot de Franse revolutie.

 

Het broodoproer op het einde van de 18e eeuw in Frankrijk vormde de inleiding tot de Franse revolutie.

 

De kleine ijstijd begon omstreeks 1430 en duurde globaal tot halverwege de 19e eeuw. Vooral op schilderijen van een aantal schilders uit de 17e eeuw wordt het koude weer duidelijk in beeld gebracht door de winterse (schaats)taferelen die er op zijn afgebeeld (Hendrik Avercamp, 1585-1634 en Pieter Brueghel de Jonge, 1564-1638). Het was in die tijd, vooral in de wintermaanden, gevoelig kouder dan thans, met meer sneeuw en ijs. De kou begon vaak al in november en duurde met onderbrekingen tot maart of april. Ook de zomers verliepen vaak herfstachtig met veel wind, regen en overstromingen.

 

Winterpret in de 17e eeuw, twee schilderijen van Hendrik Avercamp (1585-1634)

Avercamp was een Hollandse schilder. Hij woonde in Kampen en was doofstom. Hij kreeg de bijnaam De stomme van Kampen. Zijn moeder gaf hem les in schrijven, maar tekenen en schilderen lag hem beter.

 

Vooral de overstromingen in het voorjaar waren berucht. Deze waren veelal niet het gevolg van stormweer, waarbij zeewater in de riviermondingen werd opgestuwd en dijken doorbraken. Kruiend ijs was de oorzaak. Rivierdijken in West- en Midden-Nederland waren niet bestand tegen de druk van de opgestuwde massa drijfijs, waardoor die het vaak begaven. In de rivieren ontstonden niet zelden ijsdammen die het rivierwater zo opstuwden, dat het over de dijken liep en het achterliggende land overstroomde. Tegenwoordig kunnen wij ons dit niet meer voorstellen, net zo min dat rivieren als Maas en Rijn 's winters bevroren.

 

Kruiend ijs tegen de rivierdijk bij Ochten in Betuwe in 1783

Kruiend ijs stapelde zich soms zo hoog op dat in de rivier ijsdammen ontstonden die het rivierwater opstuwden waardoor dit over de dijk stroomde. Dijken braken als gevolg hiervan vaak door met grote overstromingen tot gevolg.

 

Doorbraak van de Rijndijk in 1753 bij Ochten, een buurtschap tussen Oud-Zevenaar en Groesen

Zelfs in het nooit zo koude Engeland kwam het in de Kleine IJstijd regelmatig voor dat de Thames in Londen dicht vroor en men kermissen op het ijs organiseerde. De temperatuur van het rivierwater in Nederland is de laatste tientallen jaren door menselijke invloeden echter zo hoog opgelopen, dat het bevriezen ervan hoogst onwaarschijnlijk is, zelfs in een strenge winter.

Een ander punt waardoor de winterkou bij de toen levende mensen extra hard aan kwam was, dat de voorzieningen die wij nu als heel normaal beschouwen, een paar eeuwen geleden niet of nauwelijks aanwezig waren. Het weinige dat wel geboden werd had bovendien bij lange niet het niveau dat wij tegenwoordig als heel normaal beschouwen. De kou in de wintermaanden, het eenzijdige en vaak ook ontoereikende voedsel in combinatie met de doorgaans slechte huisvesting was de voornaamste reden dat veel mensen de winter niet of nauwelijks overleefden.

 

In de Kleine IJstijd organiseerde men in Londen op de dichtgevroren Thames kermissen, die men daar 'Frost Fairs' noemde. Schilderij van een frostfair op 18 februari 1814.

De laatste Frost Fair op de bevroren Thames dateert van zo'n 200 jaar geleden. Er was allerlei vermaak met eten en drinken.

 

De ergste kou in de Kleine IJstijd trad op in de tweede helft van de 17e eeuw. Niet eerder was het in de afgelopen duizend jaar zo koud geweest. De lagere temperaturen speelden niet alleen in West-Europa, wereldwijd was het zo’n 0,5 tot 1 graad kouder dan thans. Voor de volledigheid, in de klimatologie wordt met ‘tegenwoordig’ de periode van 1960 tot 1990 bedoeld. Bekend is dat gletsjers in Europa tegen het einde van de Kleine IJstijd, zo rond 1850, een omvang bereikt hadden die sinds het aflopen van de laatste ijstijd niet meer was voorgekomen. Kortom, de Kleine IJstijd was weliswaar geen echte ijstijd, maar de temperatuurdaling van gemiddeld 1 tot 2 graden had een grote impact op mens, plant en dier.

 

Op dit 17e eeuwse schilderij van Thomas Heeremans (1641-1702) is goed te zien dat rivieren in die tijd volkomen dicht vroren.

 

Oorzaak Kleine IJstijd

Het hoe en waarom van de Kleine IJstijd is nog altijd niet precies bekend. Er zijn speculaties over vulkanische uitbarstingen in de veertiende eeuw, die zoveel stof in de atmosfeer brachten dat dit niet alleen een temperatuurdaling tot gevolg had, maar ook zo verstorend op het klimaat inwerkten dat de aarde een paar eeuwen nodig had om de gevolgen te boven te komen. Het zou ook kunnen zijn en dat is zelfs waarschijnlijker, dat een astronomische oorzaak verantwoordelijk is voor de afkoeling.

Bijzonder is dat de Kleine IJstijd in de Middeleeuwen voorafgegaan werd door een klimaatoptimum. Het was toen gemiddeld warmer dan thans. Groenland dankt zijn naam aan die warme periode, toen er Vikingen leefden. Deze ‘oer-Noren’ hadden aan het einde van de 10e eeuw het zuiden van Groenland gekoloniseerd. Het was toen warm genoeg om er graan te kunnen verbouwen en vee te houden. Onderzoekingen hebben aangetoond dat het voedselaanbod voor ca. 80% uit de landbouw kwam en voor 20% uit zee. In de 14e eeuw, toen de Kleine IJstijd begon werd akkerbouw vrijwel onmogelijk. Om te overleven haalde men zijn voedsel toen voornamelijk uit zee. Het verslechterende klimaat was tevens de oorzaak dat op zee steeds meer drijfijs verscheen, waardoor de scheepvaart van en naar Noorwegen bemoeilijkt werd. Uiteindelijk was men gedwongen Groenland te verlaten. Waar de Vikingen naar toe zijn vertrokken is niet bekend.

 

De kerk van Hvalsey op Zuid-Groenland is de best bewaard gebleven Noorse ruïne.

Zwaar bewapende Vikingen uit de 11e eeuw vlak voor de laning, klaar om aan te vallen.

 

Na de Kleine IJstijd

Het einde van de Kleine IJstijd valt ongeveer samen met de industriële revolutie in Europa en Amerika. Het grootschalig verstoken van steenkool en bruinkool in fabrieken en huishoudens, met daarbij op een later tijdstip ook de uitstoot van elektriciteitscentrales, waren oorzaak dat het gehalte aan koolzuurgas in de atmosfeer toenam. Koolzuurgas vormt met waterdamp, methaan en nog een paar gassen zogenoemde broeikasgassen. Deze gassen in de atmosfeer houden een deel van de ingestraalde zonnewarmte vast. Dit is maar goed ook, want al miljoenen jaren achtereen zorgt het broeikaseffect ervoor dat de temperatuur op aarde voor plant en dier tot een leefbare waarde is gestegen. Zonder broeikasgassen zou de gemiddelde temperatuur op aarde --18 C zijn!

De stijging van het gehalte aan koolzuurgas in de atmosfeer, dat vooral door het gebruik van fossiele brandstoffen wordt veroorzaakt, zorgt voor een versterkt broeikaseffect. De stijging van het CO2-gehalte is ruim 150 jaar geleden merkbaar geworden en neemt volgens wetenschappers de laatste tientallen jaren verontrustende vormen aan. Toch lijkt er meer aan de hand te zijn.

 

De industriële revolutie begon in de tweede helft van de 18e eeuw, maar kwam pas ‘goed op stoom’ in de 19e eeuw. Fabrieksschoorstenen braakten grote hoeveelheden roet, CO2, zwavel e.d. uit. Het gevolg hiervan was en is een toename van CO2 in de atmosfeer.

 

Duitsland bezit enorme voorraden bruinkool. Bruinkool is een voorstadium van steenkool. Nog steeds wekt men daar met deze sterk vervuilende brandstof elektriciteit op.

Een wisselend klimaat

Omstreeks 1974 vond een temperatuuromslag plaats. De gemiddelde temperatuur ging stijgen. Hierdoor kwam een eind aan een periode die aan het eind van de 19e eeuw begon en in de vroege jaren veertig van de vorige eeuw zijn hoogtepunt bereikte. Daarna liet de gemiddelde temperatuur een neergaande lijn zien. Sommige wetenschappers opperden in die tijd of dit wellicht de aanzet was naar een nieuwe ijstijd.... Dat de gemiddelde temperatuur op aarde sinds 1974 stijgende is, is echter niet nieuw. Periodieke variaties in het klimaat zijn van alle tijden. De opwarming van de laatste tientallen jaren, die inmiddels ook al weer een tijdje aan het afvlakken is, is vergelijkbaar met de warme periode in de Middeleeuwen en daarvoor met die in de Romeinse tijd.

 

Nieuwsblad van het Noorden, 28 januari 1974

 

Zelfs in de achter ons liggende ijstijden was het niet altijd bar en boos wat temperatuur betreft. Ook in glaciale perioden wisselden koudere en warmere fasen elkaar af. Hierbij steeg de temperatuur soms gedurende vele honderden jaren tot dusdanige waarden, dat een volledig herstel van bos mogelijk was.

Vreemd en tegelijk onverklaarbaar is ook dat de bijzonder snelle opwarming aan het eind van de laatste ijstijd niet het gevolg was van een toename van CO2. In tegendeel! Het gehalte aan koolzuurgas nam pas toe nadat de temperatuur gestegen was. Minstens zo vreemd is de vaststelling dat de koude aan het begin van de laatste ijstijd ook niet in gang gezet werd door een daling van het CO2 gehalte. Ook hier trad eerst een temperatuurdaling op, na enige tijd gevolgd door een afname van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer.

 

Het Laat-Glaciaal tijdens de Weichsel-ijstijd wordt in een aantal zgn. chronozones ingedeeld. Het warme Alleröd is daar een van.

 

 

Holocene klimaatsvariaties

Het Holoceen is de warme periode die, 11.560 jaar geleden, na het einde van de laatste ijstijd begon. Het is ook de periode waarin wij thans leven. In de laatste tientallen jaren is veel bekend geworden over klimaatsveranderingen in het Holoceen. Hoewel de temperatuurvariaties, vergeleken met die in de voorgaande Weichsel-ijstijd duidelijk minder fors waren, verschillen ze niet wezenlijk van die uit de voorgaande ijstijd. Ook in het Holoceen was sprake van abrupte klimaatsomslagen. Na afloop van de Weichsel-ijstijd werd het tijdens het Preboreaal en vooral in het Boreaal steeds warmer en droger om tijdens het Atlanticum te veranderen in een klimaat dat weliswaar warm was, maar ook veel natter. Op grote schaal begonnen in ons land in de lagere delen van het landschap veenmoerassen te ontstaan. Na het warm/vochtige Atlanticum volgde het Subboreaal, waarin het klimaat een stuk droger maar ook koeler was. Daarna volgde het Subatlanticum - onze huidige tijd – dat gekenmerkt wordt door een uitgesproken zeeklimaat, met koele zomers en milde winters.

 

Het Alleröd (-12.850-13.900) is een periode op het laatst van de Weichsel-ijstijd waarin de gemiddelde temperatuur in de zomer vrij plotseling steeg tot waarden van ca. 13 tot 15 C. Bosgroei met bomen als den, larix, spar, berk en ook hazelaars en eiken was daardoor op uitgebreide schaal mogelijk. Na 12.850 viel zeer plotseling de ijselijk koude periode in van de Jonge Dryas. Bos maakte weer plaats voor toendra. De Jonge Dryas wordt in Engeland 'the big freeze' genoemd. Deze laatste koude-periode duurde 1150 jaar, daarna volgde het Holoceen.

 

 

De oorzaak van de klimaatwisselingen in het Holoceen is onzeker. Wel is ontdekt dat er sprake is van een cycliciteit, waarvan de aantoonbaarheid versterkt wordt door een parallel lopende verhoging/verlaging van de hoeveelheid radioactieve isotopen van koolstof en beryllium. Een verhoging van deze elementen betekent dat kosmische straling, afkomstig uit het heelal, een grotere rol speelt dan de zonnewind. Kosmische straling bestaat uit hoog energetische atoomdeeltjes, die met deeltjes in de dampkring botsen. Hierbij ontstaan radioactieve isotopen van o.m. koolstof (14C) en beryllium (10Be). Als de zon actief is, wat bijvoorbeeld te merken is aan het aantal zonnevlekken, dan is juist de zonnewind sterker. Deze laatste is een stroom geladen deeltjes die afkomstig is van hevige uitbarstingen op de zon. Deze stroom deeltjes treft ook de aarde en beweegt zich langs de magnetische krachtlijnen van de aarde richting polen. Zonne-uitbarstingen veroorzaken o.m. het prachtige Noorder- en Zuiderlicht.

 

Tijdens uitbarstingen op de zon ontstaan protuberansen (zonnevlammen). Dit zijn grillige, boogvormige zonnevlammen die zich soms vele honderdduizenden kilometers boven het zonsoppervlak kunnen verheffen. De zonnevlammen produceren grote hoeveelheden geladen deeltjes, die de ruimte in geslingerd worden. Zijn een of meer zonnevlammen naar de aarde gericht dan levert dit sowieso noorderlicht op. De deeltjes worden door het aardmagnetisch veld afgebogen naar de polen.

 

 

De activiteit van de zon is onderhevig aan cycli. Daarvan komen we steeds meer aan de weet. Is de zonneactiviteit groot dan wordt de kosmische straling onderschept en wordt er minder 14C en 10Be gevormd. Is de zonnactiviteit daarentegen afgezwakt, zoals in de Kleine IJstijd het geval was, dan zijn de effecten van kosmische straling veel groter. Belangrijke temperatuurfluctuaties welke in het Holoceen in het Noord-Atlantische gebied en Noordwest-Europa ongeveer iedere 1470 jaar optreden, worden 'Bond cycli' genoemd. Tot dusver heeft men in het Holoceen acht van deze cycli kunnen aantonen.

In de voorafgaande Weichsel-ijstijd traden vergelijkbare plotselinge temperatuurfluctuaties op. En ook hier bedraagt de cycliciteit grofweg 1500 jaar. Omdat niet helemaal zeker is of deze cycli dezelfde zijn als in het Holoceen, waarschijnlijk is het wel, noemt men deze voor het Weichselien 'Dansgaard-Oeschger cycli'. Daarvan zijn er zo'n 23 aangetoond. Het heeft er alle schijn van dat de laatste koudefase van de Weichsel-ijstijd (Jonge Dryas) die zo'n 1000 jaar geduurd heeft, ook een dergelijke cyclus was, net als de Kleine IJstijd in de recente geschiedenis.

 

 

Het aantal zonnevlekken maakt een cyclus door van elf jaar. Tijdens een maximum zijn er veel zonnevlekken, tijdens een minimum weinig. De laatste jaren zijn er veel minder zonnevlekken dan normaal.

Zonnevlekken vormen donkere vlekken op het zonsoppervlak. Ze zijn donker omdat de temperatuur er duidelijk lager is dan de omgeving. Zonnevlekken worden veroorzaakt door sterke magneetvelden die verhinderen dat zeer hete zonnematerie (plasma) naar het oppervlak komt.

 

Beide foto's, waarvan de rechter door een filter, laten zien dat op de zon uitbarstingen voorkomen van sterk geladen deeltjes.  Op de linker foto is een uitbarsting zichtbaar van een enorme boogvormige zonnevlam. 

De stroom geladen deeltjes die vrij komt bij dergelijke uitbarstingen, kan op aarde sterke verstoringen in de stroomvoorziening veroorzaken. Soms is het zelfs noodzakelijk om elektriciteitscentrales stil te zetten.

 

Naast bovengenoemde Dansgaard-Oeschger en Bond cycli, heeft men nog andere cyclische variaties ontdekt. Ze hangen met zeer grote waarschijnlijkheid samen met activiteiten op de zon. Zo bestaat er een cyclus van 22 jaar, één die tussen de 80 en 90 jaar aanhoudt en nog enkele korte cycli van 4,7 - 6,4 en 8,8 jaar. Al deze cycli zijn ontdekt door variaties in isotoopverhoudingen, afkomstig van kosmische straling.

Over klimaatwisselingen met de huidige klimaatopwarming voorop en de mogelijke oorzaken daarvan, zijn al boeken volgeschreven en vele zullen nog volgen. Maar als we eerlijk zijn, moeten we bekennen dat we nog maar weinig weten van de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor het plotselinge, periodieke opwarmen en afkoelen van het klimaat. Tot 1975 ging de wetenschap er van uit dat wij op een nieuwe ijstijd afstevenden, ondanks de immer voortgaande toename van het percentage koolzuurgas in de atmosfeer.

 

Noorderlicht op IJsland

De geladen deeltjes in de zonnewind worden door het aardmagnetisch veld afgebogen naar de polen en veroorzaken daar door het botsen met stikstof- en zuurstofatomen in de atmosfeer prachtige lichtverschijnselen.

Zal in een volgende ijstijd het Scandinavische landijs opnieuw grote delen van Europa bedekken of is dit wellicht het beeld van een plotseling invallende koudegolf, die misschien wel honderden jaren kan aanhouden? We weten het niet, maar wel is duidelijk dat processen op de zon van doorslaggevende betekenis zijn voor wisselingen in het klimaat op aarde. Als de activiteit van de zon de komende jaren vermindert, en daar zijn aanwijzingen voor, maar er komt toch meer warmte in het systeem, dan speelt de toename van CO2 toch een belangrijkere rol dan velen willen toegeven. Zo niet, dan is er werk aan de winkel.

 

Een ding is wel zeker: een nieuwe ijstijd gaan we tegemoet. Die is onafwendbaar. Hoe die voor ons land en mogelijk voor de dan (nog) levende mensen zal uitpakken, is een vraag die niemand kan beantwoorden, evenmin als de vraag wanneer die begint. Misschien als voorzorg toch maar wat extra wollen ondergoed inslaan?