Kan de theorie van Milanković de ijstijd verklaren?

Deze vraag kwam aan de orde tijdens mijn presentatie over de ijstijd op 16 maart 2019 op een studiedag in Opheusden. Ik bracht verscheidene argumenten in waarmee deze vraag ontkennend werd beantwoord.

In een blog reageert Willem Jan Blom hierop (zie hier voor deel 1, deel 2 en deel 3). Hij is het met mijn verwerping van de theorie van Milanković niet eens. Dat is zijn goed recht. De redeneringen die hij naar voren brengt geven mij de gelegenheid dieper op deze kwestie in te gaan.

De astronoom Milanković heeft aan het begin van 20e eeuw, met ingewikkelde wiskundige berekeningen, laten zien, dat door de aantrekkingskracht van de planeten de positie van de aarde t.o.v. de zon in de loop van lange tijden iets verandert. Zo stelt hij vast, dat de scheve stand van de aarde in 41.000 jaar varieert tussen 22 en 24 booggraden. En de baan van de aarde rond de zon verandert in 100.000 jaar van een cirkel tot een ellips. Ook blijkt de aarde als een tol te schommelen. Deze tolbeweging kent een cyclus van 22.000 jaar. Allemaal dus gevolgen van de zwaartekrachtwerking van de planeten op de aarde.

Milanković heeft verder berekend, wat de gevolgen van de hierboven beschreven bewegingen zijn op de zonnestraling die de aarde aan de polen ontvangt. Blijkt dat op 65 graden noordenbreedte (dat is ongeveer bij de poolcirkel) de inkomende straling in bepaalde perioden 8 procent hoger of lager uitvalt dan de gemiddelde waarde van 500 Watt per dag per m2 (zie zwarte lijn in de onderstaande figuur).

Milanković poneert, dat als de aarde rond de poolcirkel in een bepaalde periode 8% minder zonne-energie ontvangt er een ijstijd ontstaat. Op grond van zijn berekeningen stelt Milanković vast dat op onze planeet in 2,5 miljoen jaar tijd er ongeveer 30 ijstijden moeten zijn geweest.

In eerste instantie werden de beweringen van Milanković als absurd van de hand gewezen. Want de heersende opvattingen over de ijstijd waren die van de geografen Penck en Brückner. Zij concludeerden dat er op de continenten slechts sporen van drie of hooguit vier ijstijden waarneembaar zijn, namelijk in de vorm van rivierterrassen die tijdens de ijstijdperiode zijn gevormd. Deze opeenvolgende ijstijden werden door hen aangeduid met de namen Günz, Mindel, Riss en Würm.

Pas in 1972 keerde het tij ten gunste van Milanković. In een 16 meter diepe boorkern uit de Grote Oceaan bleken metingen van zuurstofstofisotopen van kalkskeletjes van minuscule zeediertjes (foraminiferen) een grafiek met een uitgesproken zigzagpatroon op te leveren (zie onderstaande figuur). Dit patroon schreef men toe aan de herhaalde afwisseling van ijstijden en warme tussentijden (zgn. interglacialen). Vervolgens bleek dat het patroon van pieken en dalen in de zuurstofisotopen grafiek (die de glacialen en interglacialen zouden voorstellen) aardig overeen te komen met het patroon van pieken en dalen dat Milanković had berekend voor een periode van 900.000 jaar.

(Het is nog niet mogelijk deze figuur weer te geven i.v.m. copyright) 

Deze ogenschijnlijke match baarde zoveel opzien dat vanaf de jaren 70 van de vorige de theorie van Milanković binnen de wetenschap als standaardverklaring van de ijstijd fungeert.

In mijn lezing heb ik aangegeven waarom deze verklaring van de ijstijd in mijn ogen toch niet deugt.

a. In het Plioceen, vlak voordat de ijstijd begon, heerste er  rond de noordpool een relatief warm klimaat met gemiddelde temperaturen van 11 tot 13 graden Celsius op Groenland, Spitsbergen, Banks Eiland (Noorden Canada) en IJsland. Dat blijkt uit de uitbundige Pliocene flora en fauna die aldaar wordt gevonden.

Wanneer door de werking van de Milanković variabelen, door minder binnenkomende zonnestraling, er een graadje van deze gemiddelde temperatuur afgaat ontstaat er echter beslist geen ijstijd. Ook niet als je een beroep doet op een aantal niet door Willem Jan nader omschreven terugkoppelingseffecten.

b. Daar komt nog iets bij. Als het kouder wordt valt er ook minder neerslag, terwijl juist het ontstaan van de formidabele ijskappen, die grote delen van Canada en West Europa tijdens de ijstijd moeten hebben bedekt, een klimaatregiem met enorme neerslag vereist. De immens grote ijskappen die tijdens de ijstijd zijn ontstaan vergen dus niet alleen een koud klimaat maar ook enorm veel warmte. Het oceaanwater moet extreem heet zijn geweest om de verdamping van al dat water, waardoor de ijskappen werden gevoed, mogelijk te maken. Milanković geeft hiervoor geen verklaring. Integendeel, volgens zijn theorie worden continenten en oceanen in de perioden met weinig  input van zonne-energie alleen maar kouder, waardoor zich juist geen ijskappen zullen ontwikkelen.

De conclusie die ik tijdens mijn verhaal in Opheusden, op basis van een  keur aan argumenten trok, is, dat alleen een kosmische inslaggebeurtenis op de grens van het Tertiair en Pleistoceen de unieke combinatie van een plotselinge langdurige daling van de temperatuur aan de polen en een verhoogde verdamping van het oceaanwater kan verklaren. Hierover later meer.

c. Tijdens mijn lezing zoemde ik in op de correlatie tussen enerzijds de Milanković curve, die de variatie van binnenkomende straling op 65 graden Noorderbreedte weergeeft, en anderzijds de zuurstofisotooppieken die de glacialen in de boorkern van oceaansediment zouden aangeven. Daarbij gebruikte ik de meest complete oceanische boorkern, namelijk eentje uit de Indische Oceaan, die tot in het Tertiair reikt (zie onderstaande figuur).

 

 

De reden van deze vergelijking mag duidelijk zijn: het was in 1972 de match tussen de Milanković klimaatcurve en de zuurstofisotoopcurve van een boorkern uit oceaansediment waardoor de ijstijdtheorie van Milanković door de wetenschap werd geaccepteerd.

Uit mijn vergelijking blijkt, dat de correlatie tussen Milanković en de boorkern een illusie is: binnen een interval van 800.000 jaar kent de boorkern 8 glaciale pieken, terwijl volgens Milanković er 15 glacialen zouden moeten zijn geweest. De redenering van Willem Jan dat niet elke Milanković piek een ijstijd hoeft op te leveren is een goed voorbeeld van het bedenken van een vage escape hypothese door ‘special pleading’.

De mismatch tussen de Milanković stralingscurve en de zuurstofisotooppieken in de boorkern met oceaansediment is compleet wanneer we in zoemen op de veronderstelde afgelopen 140.000 jaar: drie keer waar Milanković een koud klimaat aangeeft, signaleert de zuurstofisotoopcurve een warme periode of omgekeerd (zie onderstaande figuur).

In zijn blog ‘Geologie in Opheusden 3’ vergelijkt Willem Jan de klimaatgrafiek van Milanković met een klimaat grafiek die gebaseerd is op twee (aan elkaar geplakte) ijsboorkernen op Antarctica. Hier zien we op detailniveau soortgelijke mismatches, zodat ook nu de conclusie valt, dat van een echte patroonovereenkomst amper sprake is.

d. De mooiste ijstijd boorkern die ik tijdens mijn presentatie heb laten zien betrof er eentje uit onze eigen Noordzee (zie onderstaande figuur).

(Het is nog niet mogelijk deze figuur weer te geven i.v.m. copyright) 

De blauwe pieken die de relatieve aanwezigheid van koudwater algen vanaf het Tertiair, in zeesediment dat tijdens het Pleistoceen in een kloof in de Noordzee is afgezet, aangeven, schetsen een beeld dat volkomen haaks staat op de Milanković ijstijdtheorie. Niet alleen komen er hooguit 10 pieken met koudwater algen, dus koude fasen, in de grafiek voor (en geen 30). Bovendien zien we dat er een duidelijke opbouw is van de ijstijd: de eerste blauwe pieken zijn zeer zwak, de ijstijd moet nog op gang komen; de ijskappen zitten in de opbouw fase. Pas vanaf piek 7 wordt het in onze streken echt koud. Het ijs rukt op tot onze breedte, en pas na piek 8, bij 9 en 10 bereikt de ijstijd haar hoogtepunt, waarbij het landijs met horten en stoten over ons land schuift, om daarna abrupt weer te verdwijnen. Kortom: het beeld is er niet één van 30 opeenvolgende min of meer identieke ijstijden, maar van slechts 1 ijstijd met daarin een lange opbouwfase (1 t/m7), een koude climax in de fasen 8,9 en 10 en plotselinge afkalving van de ijskap (na 10): een duidelijk geval van opgaan, blinken en verzinken.

De onderstaande boorkern uit de Zwarte Zee (DSDP leg 42B, holes 380-380A), die ik ook op de presentatie heb laten zien, levert ongeveer hetzelfde beeld op als de boorkern uit de Noordzee.

(PS. Het grote verschil tussen de boorkern van het sediment uit de Zwarte Zee en die uit de Indische en Grote Oceaan betreft de manier waarop de temperatuurfluctuaties in de boorkern wordt gemeten. In de Zwarte Zee boorkern gaat het om pollen van warmte en koude minnende plantensoorten die direct de temperatuur ontwikkeling op het nabijgelegen land weerspiegelen. 

Bij de oceaankernen gaat het om het meten van zuurstofisotoopverhoudingen in kalkskeletjes van foraminiferen. Die worden sterk door de interne dynamiek van de betreffende oceanen bepaald, d.w.z. door het geheel van horizontale en verticale stromingen. De snelle afwisseling van warme en koude waterbewegingen op bepaalde locaties  binnen de  oceaanbekkens levert een ingewikkeld beeld van plotselinge temperatuurafwisselingen op in de vorm van zuurstofisotoopfluctuaties bij foraminiferen. Die hangen echter niet direct samen met glaciale temperatuurschommelingen, zoals wel het geval is bij de pollenanalyse van het zeebodemsediment in de Zwarte Zee.)

Keileemprofielen, bodemprofielen en rivierterrassen ondersteunen allemaal het beeld van de Zwarte Zee boorkern: er zijn slechts drie fasen binnen de ijstijd geweest waarin het erg koud was in Europa, en waarin het ijs tot onze breedte oprukte (zie onderstaande figuur, waarbij m staat voor Mindel, r voor Ries en w voor Würm).

(Het is nog niet mogelijk deze figuur weer te geven i.v.m. copyright) 

Willem Jan claimt dat er 20 Maasterrasen zijn. Uit het Maasdal profiel dat ik heb laten zien (zie hieronder) blijkt dat er alleen sprake is van een hoog, middel en laagterras; die zijn tijdens de drie koudste fasen van de ijstijd ontstaan.

(Het is nog niet mogelijk deze figuur weer te geven i.v.m. copyright) 

Deze opbouw van rivier terrassen vind je trouwens in heel west Europa terug, vandaar dan Penck en Brückner daar hun model van drie tot vier ijstijden, onderbroken door warme tussenijstijden, op baseerden.

e. Mijn laatste punt m.b.t. Milanković betreft het wereldbeeld waarop diens theorie berust. Dat is het wereldbeeld van de perfecte kosmische orde, in de geest van Lyells uniformitarisme. Met dit laatste bedoel ik de visie, waarbij men ervanuit gaat dat in het verleden alles in de kosmos in een vaste cadans, voorspelbaar, zonder grote verstoringen, is verlopen. De kosmos als een perfect draaiend uurwerk, een wereldmachine, waarin alleen constante krachten als de zwaartekracht van de planeten op de aarde over miljoenen jaren actief zijn. Binnen dit krachtenveld en op deze tijdschaal zijn het zeer kleine veranderingen in de positie van de aarde t.o.v. de zon die tot een serie ijstijden zouden hebben geleid.

Dit wereldbeeld is zeer eenzijdig omdat het catastrofale gebeurtenissen, zoals grote inslagrampen, negeert. Astronomen (zoals V.Clube en B.Napier) als ook een keur aan mythen weten ons te vertellen, dat de aarde in het verleden door enorme kosmische inslagseries is getroffen en dat de mensheid deze kosmische drama’s aan de lijve heeft ondervonden. We hebben het hier over het wereldbeeld van de onderbroken kosmische orde, d.w.z. dat de kosmische orde van Newton en Lyell op gezette tijden door kosmisch inslaggeweld radicaal is verstoord.

Dat er onder het ijs van Groenland een kakelverse (d.w.z. nauwelijks door erosie aangetaste) inslagkrater is ontdekt en dat onder het ijs aan de Zuidpool een gigantische inslagstructuur is getraceerd, toont aan, dat de aarde in het recente verleden onderhevig is geweest aan titanische krachtsexplosies van buitenaf.  

Inderdaad in het recente verleden –  ‘in the age and memory of men’. Want de inslagkrater onder het het Zuidpool ijs wordt geassocieerd met een extreem groot Australische tektietenveld; dat is een gebied dat zich van Antarctica tot in China uitstrekt, waarin enorme hoeveelheden inslagpuin worden aangetroffen. Deze zogenaamde tektieten zijn zeer recent afgezet, want ze bevinden zich op geringe diepte in ontsluitingen en boorprofielen. Plus dat ze voorkomen in de nabijheid van houtskoolresten die met de C14 methode op 5000 jaar worden gedateerd (W.R. Corliss, 1989, Anomalies in Geology, p.251).

Over C14 dateringen gesproken: saillant is dat de beroemde geoloog Arthur Holmes in ‘Principles of Physical Geology” (1963) op p.718 opmerkt, dat in keileemafzettingen op Antarctica algen voorkomen die met de C14 methode op 6000 jaar oud worden gedateerd. Hieruit trekt Holmes de conclusie dat “Antarctica’s ice is less than 6000 years old”.

De sporen van deze  buitenaardse voltreffers worden afgedekt door de ijskappen op Groenland en Antarctica. Dat is veelzeggend. Dit suggereert, dat kosmische inslagen de unieke combinatie van klimatologische kenmerken hebben gecreëerd waardoor de ijstijd (en dus de ijskappen) kon ontstaan.

Zo heeft de wetenschapper Flavio Barbiero berekend, dat de inlag van een stuk ruimtepuin met een doorsnede van slechts enkele kilometers de aardas al in een schommelbeweging brengt. Tevens verklaart een impactscenario het wereldwijd uitbarsten van enorme aantallen vulkanen in het Pleistoceen. Dit vulkanisme injecteerde gigantische hoeveelheden as, roet, stof en waterdamp in de atmosfeer die tot het ‘cosmic winter” klimaat hebben geleid dat de ijskappen deed ontstaan: een abrupte omslag van het klimaat van gematigd warm naar extreem koud aan de polen en een pluviale periode die de landmassa’s gedurende honderden jaren teisterde.

Ook het bijzondere fenomeen van het uitsterven van de typische Pleistocene zoogdieren (in de laatste ijstijdfase, eenmalig en dus niet ook in alle veronderstelde eerdere glacialen die Milanković claimt - omdat die een droombeeld zijn) en het voorkomen van hun uitgestrekte massagraven in Rusland en Alaska, valt vanuit een impactcatastrofe, die de trigger vormde van de ijstijd, goed te begrijpen. 

Misschien dat Job 38: 31, waarin wordt gerept over ‘de banden van de Pleiaden en de boeien van de Orion’, als een verwijzing kan worden gelezen naar deze dramatische inslaggebeurtenis. De mensheid zou vanuit deze hemellichamen het kosmisch onheil dat de aarde heeft getroffen, waardoor de ijstijd werd ingeluid, op zich af hebben zien komen, zonder dat ze daar iets aan konden doen.

Drs. J.E. (Hans) Hoogerduijn is fysisch geograaf en cultureel antropoloog.