Huidige zeespiegel bijzonder laag!

“Jullie zeespiegel is bijzonder laag”, zou een dinosaurus uit het Krijt over onze huidige zeespiegel kunnen zeggen. Deze quote klinkt heel vreemd in de oren, niet? Onze zeespiegel stijgt almaar en staat de laatste jaren veel hoger dan in het verleden, waardoor weinig beschermde kuststreken onder water kunnen lopen in deze eeuw. Echter, de zeespiegel van vandaag ligt laag ten opzichte van veel perioden in het verre verleden, bijvoorbeeld tijdens grote delen van het Krijt zo’n honderd miljoen jaar geleden. In grote perioden van de aardse geschiedenis lag ook Nederland onder water, want we vinden fossiele koralen en schelpen in de Zuid-Limburgse gesteentes van zeventig miljoen jaar oud.

In de discussie over de huidige zeespiegel en met name de stijging daarvan moeten we ook verder kijken dan onze recente historie. In het geologische verleden is de zeespiegel vaak op en neer gegaan, en niet alleen door het smelten van ijs en de uitzetting van het water. Enkele verrassende fenomenen komen we tegen die ook vandaag de dag nog actief zijn. Pas als we de snelheid en de maximale grootte van de zeespiegelveranderingen door deze factoren begrijpen, kunnen we pas echt meediscussiëren over zeespiegelstijging. Ook dan kunnen we beter begrijpen wat onze huidige zeespiegel en -stijging eigenlijk voorstellen, geologisch gezien.

Om hier achter te komen, kijken we naar verschillende belangrijke oorzaken van zeespiegelveranderingen. Diverse veranderingen die op korte én lange tijdsschaal spelen. Een voorbeeld van een lange tijdsschaal is die over het Phanerozoïcum, van 542 miljoen jaar geleden tot nu. Als we goed kijken naar de figuren dan zien we twee cyclussen: eentje van 542 tot ca 300 miljoen jaar geleden en eentje van 300 miljoen tot nu. Opvallend is ook dat tegenwoordig de zeespiegel bijzonder laag staat geologisch gezien. Als de smelt van ijs dan niet altijd de zeespiegel bepaalt, wat dan wel?

Oceaankorst productie

Op langere tijdsschalen is het volume van de oceaanbekkens bijzonder belangrijk. Die is namelijk veranderlijk. In sommige perioden komt er snel veel nieuwe oceanische korst bij door het stollen van lava in de oceaan daar waar de oceaanplaten uit elkaar bewegen. Tegelijkertijd wordt oude oceaankorst weer opgegeten door Moeder Aarde bij subductiezones.

De nieuwe oceaankorst is lichter dan oude oceaankorst. Hierdoor ligt de oceaanbodem wat hoger dan bij zware oceaankorst, die meer druk uitoefent op de aarde. Omdat er veel meer nieuwe oceaankorst bijkomt, stijgt de oceaanbodem op veel plaatsen. Het water kan maar naar een richting toe: naar boven. En dus stijgt de zeespiegel, waardoor laaggeleden gebieden onderlopen. Dat gaat niet snel, want we praten maximaal over circa 100 meter per 1 miljoen jaar (= 0,1 mm/jr). De grote pieken en de dalen van de productie van oceaankorst vallen samen met zeespiegelveranderingen gedurende het Phanerozoïcum. Deze veranderingen vinden plaats op tijdsschalen van miljoenen tot circa honderd miljoen jaar.

Sedimentatie

Het volume van oceaanbekkens verandert ook door het het dwarrelen van sediment naar de oceaanbodem. Dat gebeurt omdat de rivieren zand en klei aanvoeren naar zee, maar ook de wind blaast kleine korrels de oceaan in. Een niet te onderschatten andere bron van sediment? Dat zijn de ontelbare kalk- en kiezelskeletjes van dode micro-organismen die bewaard zijn gebleven in gedeelten van de oceaanbodem. Ook kan de erosie van hoge gebergten een enorme puinwaaier van piepkleine brokjes berg in zee brengen.

Het effect van sedimentatie op de zeespiegelstijging is langzaam: maximaal 0,01 mm per jaar, een orde van grootte lager dan door de productie van oceaankorst. Sinds het late Krijt zou de zeespiegel met 85 meter zijn gestegen door dit fenomeen alleen volgens een schatting uit 1983 (gemiddeld 0,001 mm/jaar). De tijdsschaal waarover veranderingen plaatsvinden is lang: van honderduizenden jaren tot honderd miljoen jaar.

IJs, thermale expansie en grondwater en meren.

De voorgaande vier fenomenen spelen op zeer lange tijdsschalen, nauwelijks waar te nemen voor ons, maar cruciaal voor bijvoorbeeld het leven op aarde destijds. Waar we wellicht meer bekend mee zijn, is het smelten van ijs van ijskappen en gletsjers, wat vaak samenvalt met hogere temperaturen en een hoge concentratie van koolstofdioxide in het verleden. Dit stijgen kan geologische gezien snel gaan met soms wel 20 mm per jaar. Veranderingen vinden plaats op korte tijdsschalen tot tienduizenden jaren.