Een vulkaanuitbarsting aan de andere kant van de wereld veroorzaakte een extreem koude periode op het noordelijk halfrond, blijkt na analyse van vulkanisch as uit ijskernen. De kou leidde tot een hongersnood die waarschijnlijk bijdroeg aan het einde van de Romeinse Republiek.

In de jaren na de dood van Julius Caesar in 44 voor Christus beschrijven historische bronnen een extreem koude periode. De kou zorgde ervoor dat oogsten verloren gingen en er hongersnood ontstond. Dat is een van de redenen dat de toch al politiek onrustige Romeinse Republiek veranderde in een keizerrijk. Hoewel deze gevolgen al breed bekend waren, was de bron van de kou dat nog niet.

Geschiedkundigen vermoedden al langer dat een vulkaanuitbarsting aan de basis stond van de kou. Het was echter niet duidelijk welke vulkaan hier verantwoordelijk voor was. Nieuw bewijs, afkomstig van opgeboorde ijskernen uit de poolcirkel, wijzen nu naar de Okmok-vulkaan in Alaska. Deze barstte in 43 voor Christus uit.

IJskoud bewijs

Een onderzoeksteam, geleid door hydroloog Joe McConnell van het Desert Research Institute in de Verenigde Staten, analyseerde vulkanisch as in ijskernen. De ijskernen zijn afkomstig van verschillende plekken in Groenland en Rusland. Sommige van deze kernen zijn in de jaren negentig al geboord en sindsdien in bewaring gehouden.

Zo’n ijskern is uit laagjes ijs opgebouwd, vergelijkbaar met boomringen: elke zomer en winter komt er een laagje ijs bij. Na een vulkaanuitbarsting is het as, ook wel tefra genoemd, in die laagjes terug te vinden. In de kernen waren duidelijk twee laagjes met tefra te zien. Eén laagje was afkomstig van een korte – maar krachtige – uitbarsting in 45 voor Christus en de andere van een veel langere en wijdverspreide uitbarsting in 43 voor Christus.

Vervolgens voerde het team een biochemische analyse uit. De tefra in het ijs had precies dezelfde samenstelling als de tefra afkomstig van de uitbarsting van de Okmok in 43 voor Christus. ‘De teframatch kan niet beter’, zegt Gill Plunkett van de Queen’s Universiteit in Belfast, de tefraspecialist van het onderzoeksteam.

Uitgesloten

Kees Nooren, geoloog bij de Universiteit Utrecht en niet betrokken bij dit onderzoek, beaamt dat de tefra-analyse een goede en betrouwbare vondst heeft opgeleverd. ‘De onderzoekers hebben de tefra uit het ijs vergeleken met meerder grote uitbarstingen uit die tijd’, zegt hij. ‘Het is uitgesloten dat de tefra uit een van die andere uitbarstingen afkomstig is.’

Echter durft hij niet met honderd procent zekerheid te zeggen dat de tefra in het ijs inderdaad van de Okmok afkomstig is. ‘In het ijs zijn maar een paar kleine tefradeeltje te vinden om te analyseren’, zegt Nooren. ‘Je kunt nooit helemaal uitsluiten dat ze van een andere vulkaan komen die niet in de analyse is meegenomen.’

Animatie van de tijdlijn rondom de uitbarsting van de Okmok. Credit: DRI.

Klimaatgevolgen

Om de gevolgen van de uitbarsting goed in kaart te brengen, verzamelde het team verschillende gegevens over het klimaat uit die tijd. In de ringen van bomen uit onder andere Scandinavië en Californië waren de koude jaren duidelijk terug te zien. Ook in rotsformaties in de Shihua-grot in China had de kou zijn sporen achtergelaten.

Aan de hand van deze aanvullende gegevens modelleerden de onderzoekers de timing en kracht van de vulkaanuitbarsting. Dit gaf ook meer inzicht in de gevolgen van de uitbarsting op het klimaat op het noordelijk halfrond.

De twee jaar na de uitbarsting van de Okmok bleken twee van de koudste jaren in 2500 jaar. In de zomer na de uitbarsting was het gemiddeld 4,5 graden Celsius kouder dan gemiddeld. Daarnaast regende het veel meer: de neerslag was in de zomer 50 tot 120 procent hoger dan normaal en in de herfst zelfs 400 procent hoger.

Hoewel Nooren onder de indruk is van het onderzoek, zet hij een aantal kanttekeningen bij de betrouwbaarheid van het klimaatmodel. ‘Klimaatmodellen zijn al moeilijk om te maken voor de huidige tijd, laat staan voor 2000 jaar geleden’, zegt hij. ‘Daarnaast zijn metingen in rotsformaties erg onnauwkeurig.’

Desondanks lijken de extreme gevolgen hem niet onrealistisch. ‘Een echt grote vulkaanuitbarsting kan het klimaat flink beïnvloeden, waardoor het meerdere jaren veel kouder kan zijn. De gevolgen van de uitbarsting hadden nog veel groter kunnen zijn.’

Hongersnood

‘In de regio rond de Middellandse Zee zorgden de natte en koude omstandigheden waarschijnlijk voor minder opbrengst van de oogst’, zegt klassiek archeoloog Andrew Wilson van de Universiteit van Oxford in een persverklaring. ‘Dit komt overeen met de beschrijving van kou, hongersnood en ziektes in historische bronnen.’

Hoewel het team benadrukt dat vele factoren bijdroegen aan de ondergang van de Romeinse Republiek, zeggen ze dat de uitbarsting van de Okmok-vulkaan onmiskenbaar een grote rol heeft gespeeld. De ontdekking vult een gat aan kennis uit deze periode voor archeologen en historici.

‘Wetenschappers hebben jaren gespeculeerd over deze vulkaanuitbarsting’, zegt McConnell. ‘Het is fantastisch dat we nu eindelijk het antwoord hebben.’