De laatste keer dat de aarde 2 tot 3 graden warmer was, stond het water in de Middellandse Zee maar liefst 16 meter hoger, zegt een team van Amerikaanse en Spaanse geologen.

Ze verwijzen ruim drie miljoen jaar terug in de geschiedenis van de aarde, naar een periode die volgens klimaatwetenschappers de beste vergelijking biedt met het toekomstige, warmere klimaat.

Situatie is goed vergelijkbaar met nu

Deze periode, het plioceen, biedt een goede vergelijking voor klimaatonderzoekers omdat de continenten en oceanen al ongeveer dezelfde vorm en ligging hadden als in de huidige situatie op aarde. Dit in tegenstelling tot de veel diepere geologische geschiedenis.

Daarnaast viel het plioceen nog precies vóór de relatief koude periode waarin ijstijden voorkwamen. Rond de polen bevond zich in het plioceen dan ook maar weinig ijs - en dus bevatten de oceanen meer water. Hoeveel meer precies is lange tijd erg onzeker geweest, schrijven de onderzoekers in hun publicatie in Nature: de schattingen van eerdere studies liepen tientallen meters uiteen.

Zeespiegelstanden afgelezen uit druipsteen in Spaanse grot

Die onzekerheid hebben ze geprobeerd te verkleinen door afzettingen uit de periode te onderzoeken. Die vonden ze in druipsteen in een grot op het Spaanse eiland Mallorca. Daar waren kalkafzettingen die goed vielen te dateren, én waar de waterlijn op af te lezen viel.

Zo konden de onderzoekers zes meetpunten van zeespiegelstanden definiëren, elk daterend van tussen de 4,4 en 3,3 miljoen jaar geleden. Door zeer geleidelijke geologische verschuivingen, waaronder het sluiten van de landbrug tussen Noord- en Zuid-Amerika, gingen de oceanen tijdens het Plioceen iets anders stromen en meer CO2 opnemen.

Ook nam het temperatuurverschil tussen de polen en de evenaar toe. Daardoor konden ijskappen zich uitbreiden, werd meer zonlicht weerkaatst en koelde de aarde geleidelijk af.

De warmste periode uit het plioceen is dan ook het begin. Het was toen gemiddeld 4 graden warmer dan het 'pre-industriële klimaat' (dus 3 graden warmer dan nu). De zeespiegels lagen toen maar liefst 23,5 meter hoger, zo schrijven de onderzoekers. In de Middellandse Zee dan, want uiteindelijk zijn de metingen in deze studie maar afkomstig van één locatie.

Ook huidige opwarming kan uiteindelijk tientallen meters zeespiegelstijging veroorzaken

De temperaturen van het late en ook het nog warmere vroege plioceen kunnen opnieuw bereikt worden in de huidige eeuw. Alhoewel het politieke doel van het klimaatakkoord van Parijs ernaar streeft de opwarming te beperken tot "ruim onder 2 graden" is dat niet waar we met de huidige emissies van broeikasgassen op afkoersen. Onder voortzetting van het huidige beleid in de wereld wordt het deze eeuw naar schatting 2,5 tot 4,4 graden warmer.

Dat betekent niet dat de zeespiegel deze eeuw ook gelijk tientallen meters omhoog komt. Afsmelting van ijskappen is een uiterst traag proces, dat duizenden jaren duurt. Maar als de emissies deze eeuw hoog blijven en de temperatuur meerdere graden stijgt, kan dat op de zeer lange termijn opnieuw resulteren in een tientallen meters hogere zeespiegelstand - zo toont een andere studie in Nature aan. Dat is opnieuw met een grote onzekerheid: 19 tot 55 meter.

Plioceen leert ons hoeveel warmer het zal worden

Van het plioceen valt nog een andere belangrijke klimaatles te leren: hoeveel warmer het zal worden. Aan het einde van het plioceen lag de CO2-concentratie rond het huidige niveau. Toch was het toen nog een of twee graden warmer dan nu.

Klimatologen kunnen daar mede uit afleiden dat net als zeespiegelstijging ook opwarming door de stijging van broeikasgassen vertraagd plaatsvindt en lang kan na-ijlen. Dit is een begrip dat bekend staat als klimaattraagheid: zelfs als de huidige CO2-concentratie vanaf morgen niet verder toeneemt, zal de opwarming nog vele decennia doorgaan.