De mogelijke rol van het uitbreiden van een Arctische zeestraat bij het veroorzaken van de Midden-Pleistoceentransitie

Waarom een afgelegen Arctische doorgang vandaag van belang is

Honderdduizenden jaren geleden kan een subtiele verandering in de Arctische zeebodem hebben bijgedragen aan een nieuwe ritme van de aardse ijstijden. Deze studie onderzoekt hoe de geleidelijke overstroming van het Barentszeesch shelf, waarmee een nieuwe zeestraat tussen de Noordelijke IJszee en de Noord-Atlantische Oceaan ontstond, de oceaanstroming zou hebben kunnen hervormen, meer koolstof in de diepe zee kon vasthouden en grotere ijskappen liet overleven. Inzicht in deze oude reorganisatie helpt verklaren waarom de planeet overstapte van kortere, minder ingrijpende ijstijden naar de langere, diepere vorstperioden die nog steeds sporen in ons klimaatsysteem achterlaten.

Een raadsel in het ritme van de ijstijden

Klimaatgegevens tonen aan dat tussen ongeveer 1,25 en 0,7 miljoen jaar geleden, tijdens de Midden-Pleistoceentransitie, het karakter van de aardse ijstijden veranderde. Voor deze periode groeiden en slonken gletsjers ruwweg elke 41.000 jaar, als reactie op kleine kantelingen van de aardas. Daarna verschoof het patroon naar cycli van ongeveer 100.000 jaar, met koudere, langere glaciale perioden en kortere warme tussenpozen. Omdat de inkomende zonne-energie in deze tijd weinig veranderde, vermoeden wetenschappers dat langzame veranderingen binnen het aarde-systeem, zoals het gedrag van ijskappen en oceaancirculatie, hebben gewijzigd hoe het klimaat reageerde op orbitale prikkels.

Luisteren naar oude oceanen met chemische vingerafdrukken

Om te onderzoeken wat er in de Noordelijke IJszee gebeurde, analyseerden de onderzoekers een lange sedimentkern van de Mendelejevrug in het westelijke deel van die zee. Ze maten verhoudingen van neodymiumisotopen die bewaard zijn in een dunne laag ijzer- en mangaanmineralen die op de zeebodem gevormd werden terwijl sedimenten bezonken. Verschillende watermassa’s dragen karakteristieke neodymium "handtekeningen", dus verschuivingen in deze verhoudingen onthullen veranderingen in welke wateren de diepe Arctische basin vulden. Door dit verslag te combineren met eerdere data en het te vergelijken met andere locaties in de Arctische en Noord-Atlantische gebieden, bouwden ze een bijna twee miljoen jaar lange geschiedenis van hoe sterk de Atlantische en Arctische oceanen met elkaar verbonden waren.

Tekenen van toenemend smeltwater en veranderende instroom

Het neodymiumrecord laat twee belangrijke patronen zien. Ten eerste treden na de Midden-Pleistoceentransitie korte, scherpe uitschieters op die de auteurs koppelen aan pulsen smeltwater van uitdijende ijskappen in Noord-Amerika en Eurazië. Deze pulsen leverden waarschijnlijk grote hoeveelheden zoet water en geërodeerd gesteente aan de Arctische zone, waardoor de chemie van het diepe water tijdelijk veranderde. Ten tweede is er onder deze ruis een langetermijntrend: vóór de transitie lijkt de diepe Arctische oceaan minder sterk door Atlantisch water te zijn beïnvloed en was het oppervlak aanhoudend zoeter, terwijl na de transitie het basisniveau verschuift naar waarden die overeenkomen met de moderne Atlantische instroom. Samen met microfossiel- en isotoopbewijs voor veranderende oppervlaktezoutheid en soortverspreidingen suggereert dit dat de verbinding tussen de Atlantische Oceaan en de Noordelijke IJszee geleidelijk sterker werd.

Een nieuwe deur openen in de Noordelijke IJszee

Geologische studies van de omliggende plaatvormen bieden een mogelijke aanjager voor deze verandering. Terwijl de ijskappen op het noordelijk halfrond groeiden en de Barents-shelf over vele glaciale cycli erodeerden, sleurden ze enorme hoeveelheden gesteente weg en daalde het land, waardoor een grotendeels droog plateautje langzaam veranderde in een overstroomde zeestraat. Modellen en zeebodembanen geven aan dat deze Barentszeestraat rond dezelfde tijd een stabiele oceaandoorgang werd als de Midden-Pleistoceentransitie. Eenmaal geopend bood ze een tweede belangrijke route, naast het Fram Strait, voor zout Atlantisch water om de Noordelijke IJszee binnen te stromen en voor zoeter Arctisch water om terug naar het zuiden te stromen. Dit nieuwe pad kon de export van koud, zoet oppervlakwater naar de Noord-Atlantische Oceaan versterken zonder dat een sterkere mondiale diepencirculatie nodig was.

Van hervorming van de zeestraat naar langere ijstijden

De auteurs stellen voor dat dit heringerichte doorgangsysteem heeft bijgedragen aan het zoeter maken van de Noord-Atlantische Oceaan, waardoor diepe menging daar verzwakte en dichte, koolstofrijke zuidelijke wateren zich verder noordwaarts in de diepe oceaan konden verspreiden. Deze diepere voorraad van "oud" water zou meer koolstof uit de atmosfeer opslaan, het CO2-gehalte verlagen en de planeet afkoelen. Tegelijkertijd zou extra warmte en vocht die noordwaarts werd gevoerd door Atlantische wateren de sneeuwval boven groeiende ijskappen aanjagen, terwijl het zoetere oppervlakwater de diepe omwenteling verder zou beperken. Deze gekoppelde feedbacks maakten ijskappen groter en stabieler, zodat ze korte warme pieken in zonnestraling konden overleven en in plaats daarvan reageerden op langzamere, ~100.000-jarige tijdschalen. Op deze manier kan een langzaam openende Arctische zeestraat een stille maar krachtige rol hebben gespeeld in het hervormen van de ijstijdcycli van de aarde.

Bronvermelding: Jang, K., Bayon, G., Han, Y. et al. The potential role of Arctic seaway expansion in driving the Mid-Pleistocene Transition. Commun Earth Environ 7, 449 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03570-4

Trefwoorden: Midden-Pleistoceentransitie, circulatie in de Noordelijke IJszee, Barentszeestraat, glaciaal-cycli, oceaankoolstofopslag