Mag 9 - Het Emergente Universum

HET LEZEN VAN MAG1 NEEMT MEER TIJD DAN WAT GELD OVERMAKEN NAAR EEN GOED DOEL

Natuur & Milieu: NL39 TRIO 0198 0809 99 www.natuurenmilieu.nl

Het magazine komt op een groot scherm het best tot zijn recht

De 10 000 jaar klok van de ‘Long Now’ toont in de toekomst het verleden toen

de Tijd gevangen werd genomen door een eeuwig Heden

L&B: ZEITGEIST DE TOEKOMST KAN WACHTEN

Een Duitse onderzoeker die slachtoffer zegt te zijn van een wetenschappelijk experiment zit al weken vast in een gevangenis in New Jersey. Volgens zijn advocaat dreigt de 30-jarige Mathias M. te worden vervolgd omdat hij is gedrogeerd met een verboden middel. Dat meldt Bild-Zeitung bij monde van M's advocaat in Princeton.

Mathias, wiens achternaam niet bekendgemaakt wordt, is verbonden aan het Forschungszentrum Jülich in Noordrijn-Westfalen en was als postdoc onderzoeker werkzaam bij het biofysisch laboratorium van Princeton. Zijn advocaat Donald McDonger zegt dat Mathias gelooft buiten zijn weten om tijdens een experiment te zijn gedrogeerd en op weg naar zijn appartement onwel werd. In het hospitaal trof een dienstdoende arts een hoge concentratie nanoparticles in zijn bloed aan. Sinds het verschijnen van Indiase publicaties over de effecten van nanogels staan in Amerika de nanoparticles op de lijst van verboden drugs. Na rapportering van het ziekenhuis bij de DEA is de lokale politie geïnformeerd en de ondertussen herstelde Mathias in de boeien geslagen.

Volgens het Amerikaanse ministerie van Justitie wordt Mathias M. in afwachting van zijn proces zo lang vastgehouden omdat er aanwijzingen zijn dat hij een vaste bezoeker is van ondergrondse online markt-plaatsen, zogenaamde ‘darknetmarkets’, om aan zijn drugs komen. Verdachte wordt pas voorgeleid als het illegale cyberbedrijf is ontmanteld.

McDonger daarentegen zegt overtuigd te zijn van een geheimzinnige betrokkenheid van de CIA bij de facilitering van de betreffende darknetmarket ten behoeve van de internationale wapenhandel. Daar wil en mag de federale overheid natuurlijk geen ruchtbaarheid aan geven.

En daar is zijn cliënt helaas het slachtoffer van.

“Landsbelang gaat in mijn land boven persoonsbelang,” meent McDonger cynisch. “Dat zouden ze in Duitsland moeten begrijpen, nietwaar?”

Die opmerking heeft het Außenministerium doen besluiten om de zaak ondergeschikt te verklaren aan de goede diplomatieke betrekkingen met de USA. Het ziet er niet naar uit dat Mathias M. in de nabije toekomst Duitse rechtshulp kan verwachten. Hij kan zich beter wenden tot de American Bar Association. Voor een betere advocaat.

DE PACHANOTEN

Het voltooide verleden in de toekomstige tijd

De hypothese van de aangeboren universele grammatica kan worden aangevuld met de hypothese van een aangeboren universeel tijdsbesef. In de loop van onze ontwikkeling komt dit tot uitdrukking in de taal. Eerst uitsluitend in de tegenwoordige tijd: Erik Hazepad is een adoptiekind. Kort daarna verwijzend naar de onmiddellijke toekomst: hij gaat zich dat niet aantrekken en het voltooide verleden: dat heeft hij zich voorgenomen.

De meeste verhalenvertellers gebruiken de verleden tijd: Joachim Bolt ontvluchtte het gewelddadige milieu in Barbados als verstekelingetje aan boord van een schip naar Rotterdam. Zij prefereren de onvoltooide vorm omdat het, sterker dan de voltooide tijd, de suggestie wekt dat er nog van alles kan gebeuren.

De voltooid tegenwoordige toekomstige tijd is in de Nederlandse taal ongebruikelijk: Annelies zal Joachim gevraagd hebben om terug te komen. We zeggen liever Annelies heeft Joachim gevraagd om terug te komen. Het hypothetische karakter van de toekomende tijd komt ironisch genoeg het sterkst tot uiting in de onvoltooid verleden vorm: Amanda zou het Annelies eeuwig kwalijk nemen dat ze Joachim had ontmaskerd.

In het archief van het Archeologisch Instituut zouden zich een paar digitale geheugendragers bevinden met notities van Hasan Pacha, de zogenaamde Pachanoten. Zoals muzieknoten een soort geheimschrift lijken waarachter een symfonie kan schuilgaan - het notenschrift als muzikaal hologram - zo lijken de Pachanoten een soort vooruitblik op wat komen gaat - een holografische prognose. De overeenkomst tussen Pachanoten en muzieknoten is dat beiden alleen bestaan dank zij de tijd. Het verschil is dat we muziek kunnen kennen met ons geheugen en met de toekomst kunnen we dat niet.

In sommige van zijn aantekeningen zou Dr. Pacha verslag hebben gedaan van zijn bevindingen in een toekomstige wereld. Andere zouden gelijkenis vertonen met getuigenverslagen uit het verleden. Ze zijn moeilijk te onderscheiden van historische documenten met uitzondering van hun ouderdom: ze zijn ontegenzeggelijk afkomstig uit het huidige millennium.

Wellicht zou een gedetailleerde biografie van deze Pacha enig licht hebben kunnen werpen op zijn beweegredenen om ons te confronteren met zijn bizarre reportages. Enerzijds zouden gerenommeerde geschiedkundigen ernstig in verlegenheid zijn gebracht door zijn ongerijmde beweringen over het verleden. Anderzijds kent iedereen zijn reputatie als grondlegger van de kwantumneurologie en uitvinder van de nanogel. Maar slechts weinigen zouden de moeite hebben genomen om de sporadische interviews die hij heeft gegeven te volgen en zij zouden vervolgens door zijn onbegrijpelijke gebrabbel afdoende zijn ontmoedigd om nog enig diepte-onderzoek te willen verrichten.

Van zijn kant zou Dr. Pacha ook niet erg zijn best hebben gedaan om de geïnteresseerde toehoorder in te wijden in de kwantum-neurologie en om zijn ideeën over tijd helder uiteen te zetten. Zijn presentaties hadden volgens menigeen meer weg van een zendingsboodschap dan van een wetenschappelijk betoog.

Toch zou het fijn geweest zijn als Hasan Pacha zelf op deze plek een toelichting had kunnen geven. Maar hij is spoorloos verdwenen. Op het Technologisch Instituut in Delhi had men geen flauw idee waar hij kon zijn gebleven en ook zijn naaste medewerkers, zijn zogenaamde dreamteam, tastte(n) in het duister omtrent zijn verblijf. Het enige wat rest zijn vermoedens en gissingen, aan de hand van de dubieuze informatie op de Pachanoten.

Volgens die notities zou hij steeds langer durende uitstapjes hebben gemaakt in de tijd. Aanvankelijk met behulp van nanogels, later uitgebreid met meer geavanceerde middelen. Een deel van de notities is gewijd aan de onderliggende kwantumneurologische technieken, maar daar is geen touw aan vast te knopen. Dat komt onder meer door dr. Pacha’s gebruik van zogenaamde mindreaders, de nieuwste techno-snufjes om zijn gedachtegang vast te leggen zonder tussenkomst van conventionele hulpmiddelen (toetsenbord; microfoon). Voordeel daarvan is wel dat zijn spraakgebrek niet langer een belemmering is om die gedachtegang te volgen. Helaas heeft hij geen rekening gehouden met de twijfelzucht van zijn publiek. De meesten denken dat het nep is.

Een nadeel van mindreaders is dat ze verstoord raken door emoties die het gevolg zijn van onverwachte waarnemingen. Uit een oude bandopname blijkt dat het in dr. Pacha’s geval zou gaan om een soort ‘zwarte sneeuw’:

“De neerslag van geblakerde flarden die uit de hemel neerdwarrelen, neemt toe naarmate ik mij verder in de toekomst begeef en gaat op zeker moment over in een onverdraaglijke asregen. Vreemd genoeg heb ik er nauwelijks last van als ik naar het verleden reis.”

Vermoedelijk zouden dit soort waarnemingen de neuro-fonetische verstoringen hebben veroorzaakt die de mindreader – Pacha noemt het apparaat zijn Ganesha; naar de god met de grote oren – heeft ‘vertaald’ met krabbels en leemtes. Desondanks leveren ze nog genoeg informatie op om een indruk te krijgen van de temporele exercities die Dr Pacha zou hebben ondernomen.

Aanvankelijk lijkt hij vooral geïnteresseerd in absurde theorieën en stalkt hij professor Hazepad die connecties zou hebben met dat geheimzinnige internationale netwerk L Instituto. Het laat zich aanzien dat Pacha de wortels van die organisatie zou willen blootleggen. Over zijn motivaties is niets bekend maar zijn bezoek als de dolende frater Iman aan het San Francisco klooster in de 18^e eeuw, precies op het moment dat Theodoor Haase daar ook was, kan geen toevallige ontmoeting zijn geweest. Het was allemaal gearrangeerd, ook al verkeerde El Flamenco in de waan dat het om een godsgeschenk ging. Maar Haase was nu eenmaal een naïeve idealist en dat was precies waarom Pacha hem had opgezocht. Dat blijkt duidelijk uit de volgende getuigenissen van Ganesha:

Mijn grootste zorg is dat hij niet de juiste vragen stelt. Als hij bijvoorbeeld vraagt zzzw waarom de grote Griekse natuurfilosofen zich nauwelijks uitspreken over de ‘Eeuwige God in de Hemel’ kan ik hem moeilijk ten overstaan van de katholieke kloosterlingen vertellen dat die eeuwige God toen eigenlijke nog niet bestond. Dat een Eeuwige God een bedenksel is van de later zo invloedrijke monotheïstische culturen als Christendom en Islam. De Christelijke wetenschappers van zijn eigen 18^e eeuw beschouwen de experimentele filosofie als een middel in hun zoektocht naar God. In de oudheid was dat ongekend. De onbewogen beweger van Aristoteles is een filosofisch concept, geen religieus opperwezen.

Ik moet hem zover zien te krijgen zzzw dat hij mij niet om advies gaat vragen. ple Zijn idealisme moet authentiek blijven. Als ik me ermee zou bemoeien zou zijn naïviteit wel eens kunnen omslaan in cynisme.

Of Hasan Pacha zelf vond dat hij al dan niet was geslaagd in zijn opzet valt nergens uit af te leiden. Ganesha zou geen evaluaties hebben vastgelegd, al valt dat soms moeilijk vast te stellen omdat latere reportages niet zelden eerder in de tijd (geschiedenis) hebben plaatsgevonden. Dat geldt overigens niet voor Pacha’s volgende berichtgeving die, gezien de toenemende ‘ruis’ uit de (verre) toekomst afkomstig zou zijn:

Het is wel buitengewoon toevallig dat ze juist mij er uit moesten pikken. Zogenaamd vanwege een routinecontrole. Natuurlijk vlekik hier niet mijn oude ide iteitspapieren. Zwww Gelukkig wel zwarteen kredietfoon. Mijn cryptovaluta zijn hier ondertussen een fortuin waard (ik zeg lekker niet welke) en voor geld is nog steeds alles te koop. zwarte ruis

Ik heb vlek nooit erg druk g akt om autoriteit en spat is dat latente ruisanarchisme spattenvoornaamste reden kanker mijn afkeer van De Kluyt. En zooitje ik heb snooitnaa nverlangd me verbonkante voelen met een sociale gro p van welkit afmeting sdan tk. Mnar t n, het skan uper-intemetnsieve n twerk van De Kluyitt gene ert seen tupern eur soort identiteit. kanls sociale mettructuur quycomplexit itnaloog aan shet tensenijk brein in vergelijkikanmet de hemetnen van quyandere zoitdieren. ds

sS tgnnlijkniet s s meter ssquyaan sittds dsns itksn had kogkan swelmety kquyunnenit padsossbetksn om er sekants zimetnnigquy vansitte dsmssa tesn maar watkan danmet ps quycies itkonds sikt snerlijksgekanzegdmet niequyt besitdendsksenst.n l s kanzegd mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t sn l s kan mets quy sit nds s t l s kan ets uy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets uy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ets uy sit nds s t l s kan ets quy si nds s t l s kan ets quy sit nds s t l s kan ts quy sit nds s t l s kan ts quy sit nds s t l s kan ts uy sit nds s t l s kan ts quy si nds s t l s kan ts quy sit nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka m ts uy si nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka ts uy si nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka ts uy si nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka m ts uy si nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka ts uy si nds s t l s ka ts quy sit nds s t l s ka ts uy si nds s t l s ka y sit nds s t l a y si n s s t l a y si n s s t l a si s t l a m y s t l a s t a t y s t a t s t a t y s t a s t a

s s t y s t s s t s t y s s s t s t y s t s a m sit s t s a y sit s t s a y sit s t s a y sit n s t s a ts uy sit n s t s a ts quy sit n s s a t uy sit n s s an ts quy sit gn s s an m ts uy sit gn s s t l s an ts quy sit gn s s t l s an ts uy sit gn s s t l s an ts quy sit gn s s t l s an ts quy sit gnds s t l s an ts uy sit gnds s t l s an ts quy sit gnds s t l s an ts quy sit gnds s t l s kan ts quy sit gnds s t l s kan ts quy sit gnds s t l s kan m ts quy sit gnds s t l s kan ts quy sit gnds s t l s kan ets uy sit gnds s t l s kan ets quy sit gnds s t l s kan ets quy sit gnds s t l s kan ets quy sit gnds s t q l s kan mets quy sithgnds s dtg lh cs kan mets p quy t s sit gnds s t sn l s kan mets quy sit gndsma het sn krel dat metekanachterommetsheftigerquygingen sithgndtoch alstdesnhuldlmaareskaninsdemetsversquy wagensithgndsbestaant sn enlnietmeer okanhetgebruimetsgedgquygrootste.sit gndsgsnatss,nszout.lEigenlijk bekan tochtenmets geen’quyverdiendsithgndsnusgewtestndolgelraas inkanchtentwintmetsrazendsquyoorgeschsitggndsheswelztnsnmaaglarmkansaaltjkanDesniettmetsgeschovquyrastertjessitfg

De berichtgeving van Hasan Pacha op de Pachanoten zit zo vol met ‘ruis’ dat er geen zinnige boodschap uit valt af te leiden. Althans, de berichtgeving die uit de toekomst afkomstig zouden zijn. Zijn beschouwingen vanuit het verleden waren daarentegen wel goed te volgen. Het verslag dat Ganesha heeft geregistreerd van zijn aanwezigheid in de treincoupé van Margarita Meiggs terwijl zij onderweg was naar Californië, was goed te volgen. Die informatie bevestigt zijn belangstelling voor de ontstaansgeschiedenis van L Instituto. Waarom hij zichzelf bij die naspeuringen voorstelde als Iman Haase is niet zeker maar het noemen van die achternaam was waarschijnlijk bedoeld als een soort signaal. Uit de nabeschouwing (zie hieronder) lijkt hij wel ergens op te hebben willen aansturen zonder dat expliciet te benoemen:

Ik was vergeten dat de treinen in die tijd heel wat minder comfortabel waren dan ik ondertussen gewend ben. Zelfs in India – een arm land bij uitstek – is een treinreis als een verblijf in een zevensterrenhotel in vergelijking met die Zuid Amerikaanse boemels (ook al zijn ze pas nieuw). Het geschok en geschommel op de primitieve bankjes leek Margarita echter wel te bevallen. Ze zat tenminste te genieten van het uitzicht en een leesboek toen ik binnenviel. Als ze al geschrokken is van mijn plotselinge verschijnen heeft ze dat niet laten merken. Het leek er zelfs meer op dat ze ingenomen was met mijn gezelschap. Ik denk dat haar Peruaanse opvoeding haar enigszins vertrouwd heeft gemaakt met onverwachte verschijnselen en wonderen die niet onmiddellijk verklaard kunnen worden maar evenmin reden zijn tot paniek.

Helaas heb ik van dat ontluikende vertrouwen weinig kunnen profiteren. Ik had nog maar net laten doorschemeren dat ik op de hoogte was van haar plannen toen we gestoord werden door een ziekelijke belager die mij te lijf wilde gaan. Ik had willen zeggen dat ik een kennis was van haar vader en haar een hart onder de riem wilde steken op haar eigenzinnige missie, maar ze had de coupé al verlaten. Ik weet niet precies wat ze met die gast had, ze klonk in elk geval niet aangenaam verrast, maar het leek mij beter het veld te ruimen. Alleen de speeldoos die ik haar had willen geven, heb ik op de bank laten liggen. Een muzikale boodschap is tenslotte van alle tijden.

Uit zorgvuldige analyses van het archiefmateriaal is inmiddels duidelijk geworden dat het verslag van dr. Pacha uit 554 nP is gemaakt in de omgeving van Shanghai, China. Daar is één van de centra gelokaliseerd die een wereldwijd netwerk vormen onder de naam De Kluyt. De leefbaarheid aldaar zou in die tijd kunstmatig zijn opgewaardeerd (met immense koepels?). Grote delen van de aarde heeft dan klimatologische veranderingen ondergaan die het leven er minder aangenaam maken. De toegang tot de centra is vrij en de bezoekers staan als Vrije Buytelingen geregistreerd. Wie niet in het systeem wordt vermeld, zoals Hasan Pacha, loopt het risico te worden ingelijfd [waarschijnlijk tewerkgesteld bij de Kluyt maar dr. Pacha heeft dat niet afgewacht].

IJSTIJD

Zaagtanden, kringlopen en de veerkracht van Gaia

De toekomst baart ons zorgen. Schaarste, pandemische en klimatologische dreigingen, wereldwijde aantasting van de biosfeer, zaken die ons allemaal aangaan leiden consequent tot vraag wat we er aan kunnen doen. Het gevolg is een fundamenteel maatschappelijk schisma: de libertijnen die zich beroepen op hun persoonlijke vrijheid die ze koste wat kost willen handhaven en de solidairen die de problemen (die ons allemaal aangaan) willen aanpakken om de mensheid te redden.

De angst van een halve eeuw geleden voor een nucleaire winter heeft plaats gemaakt voor de grimmige verwachting dat de industriële technologie het klimaat op aarde ernstig gaat verstoren. Het toekomstige Cyberium* kan een extreem milieu gemakkelijk trotseren, maar Homo sapiens en andere biologische soorten hebben een beperkter tolerantiegebied. We moeten de biosfeer koesteren.

Hoewel de meesten van ons beseffen dat menselijke activiteiten in toenemende mate een wissel trekken op de veerkracht van Gaia* zijn er altijd sceptici die dat halsstarrig ontkennen. Als ze daarin gesteund worden door geleerde deskundigen* kan het geen kwaad om hun argumenten onder de loep te nemen. Wellicht zijn hun ideeën inspirerend, ook al hebben ze ongelijk.

Wij, de vertegenwoordigers van Homo sapiens, bestaan omdat het leven zich heeft ontwikkeld op een substraat, de aarde, dat aan een verzameling van eisen voldoet die dat mogelijk heeft gemaakt. Als de kenmerken anders waren geweest, op wellicht een andere planeet, waren ook wij anders geweest.

De voornaamste kenmerken hebben betrekking op de gemiddelde temperatuur die de aanwezigheid van vloeibaar water mogelijk maakt en op de juiste zwaartekracht die de waterkringloop faciliteert. Het eisenpakket omvat daarnaast de aanwezigheid van de juiste elementen (H, C, O, N, S, F, enz.) om grote moleculen te kunnen vormen en een magnetisch veld om de delicate processen in de oersoep te kunnen beschermen.*

Geologische ontwikkeling van de biosfeer

De stoffen in de oersoep hebben waarschijnlijk oneindig veel structuren gevormd waaronder membraanvormige blaasjes en zichzelf replicerende moleculen. Hoe dat precies ging is niet bekend. Wellicht waren de omstandigheden zo anders dat de wetmatigheden niet overeenkwamen met de huidige, maar een ontkenning van het uniformitarianisme* ten tijde van het ontstaan van het leven betekent nog niet de omarming van een creationistische scheppingsgedachte. Het wil alleen maar zeggen dat we het nog niet weten.

Verondersteld wordt dat tussen 4 en 4.5 miljard jaar geleden, tijdens het afkoelen van de mantel, de atmosfeer gevormd werd door vulkanische processen. Het water is vooral afkomstig van ingeslagen ijsmeteorieten. De maan werd gevormd door een botsing met een object van vergelijkbare grootte als de aarde waarbij de kernen samensmolten en een deel van de mantel de ruimte werd in geslingerd. De oudste gesteenten die men heeft aangetroffen zijn iets jonger dan 4 miljard jaar en zowel van vulkanische als sedimentaire oorsprong.

De gestolde aardkorst werd door convecties van de plastische mantel gebroken en als schotsen over het oppervlak bewogen. Aanvan-kelijk snel, later steeds trager. Het gesteente van de korst werd steeds vernieuwd. De convectiestromen duw(d)en materiaal naar het oppervlak (mid-oceanische ruggen) en trekken elders de korst weer omlaag. Deze platentektoniek vindt nog steeds plaats. Waar de ene plaat onder een andere dook ontstonden bergketens.

De oudste sporen van leven zijn de stromatolieten, versteende algenmatten van cyanobacteriën langs de Westkust van Australië. Deze zijn 3.5 miljard jaar geleden gevormd. Gedurende een periode van ruim een miljard jaar werd de wereld bevolkt door archaea en cya-nobacteriën. De eerste ontleenden de benodigde energie aan chemische processen en de cyanobacteriën waren in staat tot fotosynthese. De zuurstof die daarbij geproduceerd werd oxideerde mineralen en doodde de overwegend anaerobe organismen in de litho- en hydrosfeer. Toen deze verzadigd waren, vulde de atmosfeer met vrije zuurstof en ozon. Archaea konden zich handhaven in zuurstofvrije zones, proto-bacteriën die minder gevoelig waren voor zuurstof wisten in zuurstofarme gebieden te overleven.

De veranderde samenstelling van de dampkring zorgde 2.3 miljard jaar geleden voor een sterke afkoeling waardoor het gehele aard-oppervlak bevroor. Tussen de 2 en 2.5 miljard jaar geleden ont-stonden er symbiotische samenwerkingsverbanden tussen verschillende typen bacteriën waaruit eencellige organismen met een celkern, mitochondria en diverse membraanachtige structuren voortkwamen. Deze zogenaamde eukaryoten waren in staat om efficiënt energie te genereren met behulp van water en vrije zuurstof. Als cyanobac-teriën in het samenwerkingsverband waren opgenomen konden ze zelfs zonlicht gebruiken om bouwstoffen te maken. Zo niet, dan waren ze aangewezen op het overvloedige dode en levenloze materiaal in hun directe omgeving.

Ruim een half miljard jaar later (1.7 Ga) vormden ook de eukaryoten symbiotische samenwerkingsverbanden waaruit eenvoudige meercellige organismen ontstonden. Tektonische verplaatsing van de continenten en een veranderende samenstelling van de atmosfeer zorgden opnieuw voor sterke afkoeling met een gedeeltelijke bevriezing van het aardoppervlak (710 en 640 Ma). Relatief korte tijd later (ca. 600 Ma) ontstonden de eerste planten, dieren en schimmels, gevolgd door de Cambrische explosie van nieuwe soorten in de volgende 100 miljoen jaar. Sindsdien is er sprake van regelmatige (massa)extincties gevolgd door een flinke groei van nieuwe soorten. De aanleiding wordt vooral gezocht in astronomische en klimatologische oorzaken. Het recente uitsterven (0.01Ma - heden) verloopt overigens minstens 1000x sneller dan alle voorgaande extincties. Over de oorzaak bestaat weinig twijfel.*

De astronomische gebeurtenissen omvatten botsingen met andere hemellichamen en meteorietinslagen. Ze moeten ingrijpende veranderingen van het klimaat tot gevolg gehad hebben. Klimatologische veranderingen kunnen ook het gevolg zijn geweest van grote vulkanische uitbarstingen, platentektoniek en de Milanković-parameters, die betrekking hebben op schommelingen in de stand van de aardas en periodieke veranderingen in de baan van de aarde.

De erkenning van het IPCC dat verbranding van fossiele brandstoffen tot opwarming van de aarde leidt wordt al jarenlang door klimaatsceptici in twijfel getrokken. Zij menen dat astronomische factoren de hoofdrol spelen. Waarschijnlijk doelen ze dan op de zogenaamde Milanković-parameters, die betrekking hebben op schommelingen in de stand van de aardas en periodieke veranderingen in de baan van de aarde. De variaties hebben een cyclisch karakter en beïnvloeden de hoeveelheid zonlicht op aarde. Milanković bracht deze variabelen in verband met paleoklimatologische gebeur-tenissen zoals het ontstaan van ijstijden (glacialen) en tussenliggende warmteperioden (interglacialen).*

Paleogeologisch archief

Het paleoklimaat ligt opgeslagen in geologische archieven zoals ijskernen, boomringen, stalagmieten en sedimentkernen uit oceanen en meren.* Die zijn de laatste decennia zorgvuldig bestudeerd. Zo geeft de veranderende verhouding van zuurstofisotopen in watermole-culen van bijvoorbeeld de samengeperste sneeuw in ijskernen informatie over het temperatuursverloop. Omdat ¹⁶O sneller verdampt dan ¹⁸O wijst een toename van ‘zwaar’ water in de neergeslagen sneeuw op een verlaging van de temperatuur. Mondiale variaties van natte en droge tijden, die correleren met respectievelijk warme en koude periodes, worden bevestigd door de bestudering van stalag-mieten en stalactieten in druipsteengrotten.

Het temperatuursverloop levert met deze methode een zaagtandvormige grafiek op: snelle temperatuurstijgingen, die binnen een tijdsbestek van enkele decennia flink konden oplopen, worden afgewisseld met geleidelijk dalende temperaturen tijdens langdurige koudere periodes. Er is een overwegend positieve correlatie met de gevonden CO₂ concentraties in het geologisch archief. Zoals verwacht is er ook een positieve correlatie met de hoeveelheid neerslag, dus met de luchtvochtigheid. Deze zogenaamde Dansgaard-Oeschger-cycli (D-O cycli) hebben een mondiaal karakter met een periode van ca. 1500 jaar maar lijken op het noordelijk en zuidelijk halfrond niet altijd helemaal in fase te zijn.*

Over oorzaak en gevolg geeft de methode geen uitsluitsel, maar dat neemt niet weg dat er verschillende verklaringsmodellen zijn ontwikkeld zoals de zoutoscillator-hypothese, aangevuld met de hypothese van de oscillatie van het windveld. In tegenstelling tot de Milanković-parameters zijn ze gebaseerd op cyclische veranderingen op aarde zelf, namelijk circulatiestromen in de hydro- en atmosfeer.

De zoutoscillator-hypothese gaat uit van een verzoeting van de oceanen door toenemende neer-slag en het smelten van ijskappen en gletsjers door de thermohaliene circulatie: het zwaardere zoute water van de warme golfstromen duikt onder het lichtere smeltwater van bijvoorbeeld Groenland dat zuidwaarts stroomt. Als de zoutconcentratie van het oppervlaktewater ter plaatse afneemt verzwakt (of stopt) de circulatie omdat het water niet zwaar genoeg meer is om te zinken. Zonder de Atlantische golfstromen werd het op de omlig-gende continenten geleidelijk aan steeds kouder. Daardoor groeiden de ijskappen aan in plaats van dat ze smolten. De zoutconcentratie nam toe waardoor het oppervlaktewater zout en dicht genoeg werd om weer te zinken, zodat de golfstroom opnieuw werd gestart en een abrupte opwarming op de hoge breedtegraad zou volgen.

Een alternatieve hypothese om de D-O-cycli van de laatste ijstijd te verklaren heeft te maken met grootschalige veranderingen in windpatronen boven de Noord-Atlantische Oceaan. Bergketens zijn verantwoordelijk voor het vormen van speciale atmosferische circulatie-eigenschappen, bekend als stationaire golven, die zich vormen als de wind omhoog en over topografische hoogtepunten wordt geduwd. Ze spelen een belangrijke rol in de vorming van de subtropische straalstroom, een snelstromende windstroom in de bovenste atmosfeer die verantwoordelijk is voor het sturen van stormsystemen op de middelste breedtegraden over de hele wereld. Computermodellen suggereren dat de hoogteverschillen van ijskappen een groot effect kunnen hebben gehad op de positie van de straalstroom tijdens de laatste ijstijd. Topografische veranderingen in ijskappen hadden grootschalige reorganisaties van de atmosfe-rische circulatie kunnen veroorzaken. Volgens deze hypothese liep het pad van de straalstroom op het noordelijk halfrond over een grotere breedtegraad (zuidelijke) tijdens de koudere periodes (meer ijskappen) en weer noordelijker als het landijs was gesmolten. Dat resulteerde in het zaagtandpatroon van temperatuurveranderingen in de D-O-cyclus geregistreerd in de ijskernrecords van Groenland.

Andere verklaringsmodellen hebben betrekking op zee-ijs en tropische processen. Zee-ijs beïnvloedt het klimaat op twee manieren: door zijn albedo (weerkaatsing zonlicht) dat het mondiale energiebudget kan veranderen en door het afdekken van het zeeoppervlak waardoor de uitwisseling van warmte en vocht tussen oceaan en atmosfeer onmogelijk wordt gemaakt. Ook de verandering van tropische processen kan een wereldwijde invloed op het klimaat uitoefenen. Daarvoor zijn tal van recente aanwijzingen. Om de warmtetoename in de tropen te compenseren wordt een deel naar de ruimte uitgestraald (OLR) en de rest geëxporteerd naar hogere breedtegraden. Toename van de waterdamp in de atmosfeer leidt tot een vermindering van de OLR en als een positieve terugkoppeling fungeren in de wereldwijde opwarming, blijkt uit satellietwaarnemingen.

Gezien de mogelijke rol voor processen die plaatsvinden op zowel lage als hoge breedtegraden is een globale benadering noodza-kelijk om het probleem van abrupte verandering te begrijpen.

Hoewel we nog steeds niet weten wat het eerst gebeurde is het waarschijnlijk dat interacties tussen veranderende stromingen in de atmosfeer en in de oceanen een belangrijke rol hebben gespeeld bij het aandrijven van de dramatische klimaatschommelingen tijdens de laatste ijstijd. Een subtiele verschuiving in de atmosferische circulatie kan hebben geleid tot een verbetering van het oceanisch warmtetransport. Omgekeerd kan een plotselinge afname de golfstroom door steeds meer smeltwater de atmosferische circulatie ingrijpend hebben veranderd. Een eenmaal ingezette verandering kan door de toename van broeikasgassen (waarvan water niet de minste is) een zichzelf versterkend effect hebben (positieve terugkoppeling).

Waterkringlopen

In de modellen over de opwarming van de aarde krijgen veranderingen in concentratie van het broeikasgas CO₂ natuurlijk veel aandacht. Voor veranderingen in waterdampconcentraties geldt dat veel minder.

Waterdamp is veruit het belangrijkste broeikasgas, deels doordat het overvloedig voorkomt, ruim 100 maal meer dan CO₂. Echter, de verdeling in ruimte en tijd varieert sterk. Klimaatmodellen kun-nen geen rekening houden met deze verdeling, al is het een cruciale factor voor de berekening van het totale broeikaseffect. Van bijzonder belang is de aanwezigheid in de bovenste troposfeer (op ca. 10 km). Als deze laag droog is, straalt waterdamp uit naar de ruimte vanuit de warme grenslaag eronder (ongeveer 5 km hoogte). Omge-keerd, als de hoge troposfeer vochtig is, dan straalt waterdamp infrarode straling de ruimte in bij de zeer lage temperatuur op die hoogte. Binnen de chaotische dynamiek van de energiebalans met de inkomende zonnestraling vormt waterdamp afhankelijk van het bovenstaande een positieve dan wel negatieve feedback met het broeikaseffect van CO₂, afhankelijk dus van de verdeling van water-damp in hoogte en tijd.

De temperatuurfluctuaties op aarde worden logischerwijs in verband gebracht met de uitgestrektheid van ijskappen, zeewaterniveaus en luchtvochtigheid. Toch blijft dat laatste wat onderbelicht. Zoals hiervoor al werd vermeld speelt de luchtvochtigheid een expliciete rol in de tropische processen. Aangenomen wordt dat verstoring van het waterdampgehalte door positieve feedback leidt tot een wereldwijde synchrone opwarming of afkoeling.

Een andere manier om de tropische energiebalans te verstoren is door veranderingen in subtropi-sche stratocumuluswolken. Deze wolken hebben een verkoelend effect op het klimaat omdat ze een hoog albedo hebben terwijl hun broeikaseffect verwaarloosbaar is omdat ze zich dichtbij het aardoppervlak bevinden. Hoe ze precies ontstaan is onvoldoende bekend om ze te kunnen opnemen in de reguliere klimaatmodellen. Wel weten we dat een grote stroom waterdamp boven de evenaar wordt meegevoerd door een oostelijke luchtstroom waarmee zoet oceaanwater over een grote afstand door de atmosfeer wordt verplaatst. Dit zou kunnen resulteren in lokale veranderingen van de zoutconcentraties en daarmee van de thermohaliene circulatie. Verstoring daarvan kan de tropische regenval-patronen weer beïnvloeden. Aangetoond is dat het stoppen van de golfstroom netto meer verdamping dan neerslag tot gevolg heeft waardoor de zoutconcentratie toeneemt en de golfstroom weer in beweging komt. Hier is dus sprake van negatieve terugkoppeling. Voor de sterke klimaatschommelingen moet evenwel een positief terugkoppelingsmechanisme worden gevonden. Dat zou bijvoorbeeld het geval zijn bij een toename van de atmosferische waterdamp zonder wolkvorming, tijdens een aanhoudende El Niño-toestand.

Als de lucht afkoelt kan deze minder waterdamp bevatten. Er ontstaat meer bewolking en neerslag. De bewolking verhoogt de albedo (afkoeling) en de neerslag verlaagt de zoutconcentratie waardoor de golfstroom verzwakt (afkoeling). Door koude neerslag breiden de ijskappen en gletsjers uit. De positieve terugkoppeling veroorzaakt een steeds verdere afkoeling.

Waardoor de afkoeling uiteindelijk een halt wordt toegeroepen en in korte tijd (een mensenleven) omslaat in een opwarming is eveneens toe te schrijven aan de waterkringloop. Door de verschuiving van de subtropische straalstroom naar zuidelijke regionen veroorzaakt daar lage luchtdruk en toenemende verdamping en neerslag. Na verloop van tijd zal de netto luchtvochtigheid toenemen en daarmee het broeikaseffect. Dit had een abrupte temperatuuromslag tot gevolg.

De relatief nauwkeurige temperatuurmetingen van de laatste achthonderdduizend jaar tonen schommelingen die het resultaat zijn van verschillende cyclische processen: de astronomische Milanković-cycli met periodes van 100 000, 41 000 en 23 000 jaar en de aardse D-O-cycli met een periode van 1470 jaar. De 10⁵ periodiciteit is herkenbaar in de tijdsduur tussen glacialen en interglacialen tijdens het pleistoceen. Interferentie van de cycli kan leiden tot versterking of uitdoving die mogelijk verantwoordelijk is voor de tamelijk stabiele temperatuur tijdens de laatste interglaciale (heden). De D-O-cycli hebben wellicht gewerkt als trigger. Bovendien kunnen variaties in zonneactiviteit een rol hebben gespeeld voor de resulterende temperatuur op aarde.

Klimaatveranderingen

De gemiddelde temperatuur op aarde is thans hoger dan in het pleistoceen (vanaf 2½ miljoen jaar geleden) en de abrupte afwisselingen tussen koude ijstijden en warme interglacialen behoren (voorlopig) tot het verleden. Alleen tijdens de interglacialen werd het ongeveer even warm als tegenwoordig. De afgelopen 10 000 jaar (holoceen) was de temperatuur opvallend constant. Het is niet ondenkbaar dat een afkoeling, die door extrapolatie de grafiek viel te verwachten, werd gecompenseerd door grootschalige ontbossing ten behoeve van de landbouw en energievoorziening alsmede het verbranden van fossiele plantenresten waardoor het CO₂-gehalte steeg (van 2.5 naar 2.8 ppm).

Aan het begin van het 3^e millennium wordt een sterke stijging van de temperatuur waargenomen die volgens de huidige trend een opwarming van ca. 7^oC in 2100 voorspelt. Over de oorzaak van deze opwarming bestaat internationale consensus. Door industriële vervuiling van de atmosfeer is de concentratie broeikasgas, met name CO₂, sterk toegenomen. Pogingen om die uitstoot tegen te ver-minderen zijn onvoldoende succesvol en als de emissies van broeikasgassen op dit moment wel volledig zou stoppen, zou de opwar-ming voorlopig nog niet stoppen. Daarvoor is schaal van de gebeurtenissen veel te groot.

Niettemin is het goed denkbaar dat er aan de opwarming een einde komt, zelfs als we doorgaan met de uitstoot van broeikasgassen. Het lijkt plausibel dat de klimaatmodellen die werden ontwikkeld om de pleistocene temperatuurschommelingen te begrijpen evengoed voor de warmere omstandigheden van het holoceen gelden. Dat zou betekenen dat tegen het einde van deze eeuw zoveel smeltwater in de oceanen is terechtgekomen dat de thermohaliene circulatie, die het golfstroomcomplex in stand houdt, stagneert. Zoals eerder is uiteengezet voor de pleistocene glacialen zou ook in de nabije toekomst de temperatuur in de gematigde gebieden sterk kunnen dalen. Geheel volgens het verwachtingspatroon klimaatgrafieken begint dan de nieuwe ijstijd.

Water in vloeibare vorm, dat is waar het om draait in het leven. Water als bouwstof (levende wezens bestaan voor meer dan de helft uit water), als transportmiddel (zonder schepen geen USA), als energiedrager (van stoom naar stroom), als kringloop (van verdamping via regenwolken, neerslag en rivieren naar de oceaan) en als oplosmiddel (zonder zout geen thermohaliene circulatie). De toename van waterdamp in de atmosfeer door opwarming versterkt de kringloop die leidt tot meer neerslag met erosie door stromend smeltwater en rivieren. Een toename van de luchtvochtigheid geeft ook meer hoge wolkvorming die samen met de extra waterdamp netto een extra broeikaseffect levert.

De moderne toename van kooldioxide in de lucht (met 30%!) werkt als een trigger om de waterkringloop te versterken. En dan is er nog de onvoor-spelbare zonneactiviteit. Als de zon zwart wordt van de vlekken kunnen we het verder schudden.

Extra bronnen:

Amy Clement & Larry Peterson. Mechanisms of abrupt climate change of the last glacial period. Review of Geofysics 46, 2008 (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2006RG000204)

Climate4you: http://www.climate4you.com/

Matthew Schmidt & Jennifer Hertzberg. Abrupt Climate Change During the Last Ice Age

Pieter Simons. De Kwintencirkel. 2020: https://ppsimons.com/2020/01/23/de-ontwikkeling-van-het-leven-op-de-aarde/

VU Amsterdam 2021 : https://beta.vu.nl/nl/nieuws-agenda/nieuws/2021/jan-mrt/Smeltende-ijsbergen-sleutel-tot-ontstaan-ijstijden.aspx:

Wikipedia. Klimaatverandering. 2021: https://nl.wikipedia.org/wiki/Klimaatverandering#Klimaatveranderingen_in_het_geologische_verleden

Na de integratieve fase-overgang van Homo sapiens via de mens-machine (cyborg) ontstaat Cyberium, (de eerste van een nieuwe klasse) waarvan de voormalige individuele onderdelen ondergeschikt zijn aan het nieuwe wezen en zich daar ook mee vermeerderen. Vergelijkbaar maar niet hetzelfde als organismale voortplanting. De silicium-gebaseerde en koolstof-gebaseerde componenten vertonen ook tijdens de groei volledige integratie in deze cybernetische organismen. De fase-overgang of transitie is van dezelfde orde als beschreven in Sathmáry's artikel over de evolutionaire transitie theorie uit 2015 (Proc. Natl Acad. Sci. USA. 112, 10104–10111). Een grootschalig evolutionair overzicht van wat geweest is en wat ons te wachten staat is te vinden in Sydney Brenner's The Chronicles of Evolution Wildtype Books, 2018. Zie ook: James Lovelock. Welkom in het Novaceen, 2020.

We zijn toegetreden tot het tijdvak van het antropoceen, het tijdvak waarin de ecologische gevolgen van het menselijk handelen hardhandig op de voorgrond treden. De ecologische mutatie die zich voltrekt, betitelt Bruno Latour in Oog in Oog met Gaia (2017) als het Nieuwe Klimaatregime. De oude natuur wijkt voor een wezen in beweging, waarin menselijke activiteit en natuurlijke wereld talloze onverwachte verbindingen aangaan: Gaia. Latour neemt de controversiële Gaia-hypothese van James Lovelock als uitgangspunt, en zet daarnaast rechtsfilosofie en kunst in om de politieke, religieuze en wetenschappelijke dimensies van het verouderde natuurbegrip te ontwarren. Zo legt hij in dit ongemeen rijke en verrassende boek de basis voor een hoogst noodzakelijke politisering van de ecologie. 'Oog in oog met Gaia' is voortgekomen uit een cyclus van lezingen in Edinburgh. De lezingen zijn uitgebreid en volledig herschreven, met behoud van de oorspronkelijke toon en stijl. Latour koppelt denken-in-actie en humor aan een fabelachtige eruditie, maar schuwt de polemiek niet.

Bijvoorbeeld de Amerikaanse natuurkundige S.F.Singer. Na zijn promotie bij het excentrieke genie John Wheeler was hij in de jaren 50 van de vorige eeuw werkzaam als ruimtevaartdeskundige. Hij verbeterde het gebruik van atoomklokken in het GPS-systeem van satellietnavigatie. Van 1971 tot 1994 was hij hoogleraar milieukunde aan de Universiteit van Virginia en tot 2000 als fysicus verbonden aan de George Mason University (Virginia). Vanaf de jaren 90 wierp hij zich op als scepticus op het gebied van vele milieukwesties. Tot op hoge leeftijd confronteerde hij het IPCC met contradicties en fouten. Hij stierf in 2020.

De condities om leven zoals wij dat kennen mogelijk te maken op een planeet zijn precies de voorwaarden waaraan onze aarde voldoet. Een grappige voordracht over dit onderwerp gebruikt de metafoor van Goudlokje:
https://www.ted.com/talks/dave_brain_what_a_planet_needs_to_sustain_life/transcript?language=nl

Uniformitarisme is het idee dat de processen die aan de basis van de geologie liggen, dezelfde vorm en fre-quentie hebben gehad tijdens het verloop van de geschiedenis. In feite stelt men dus: "Het heden is de sleutel tot het verleden".

In de afgelopen vijfhonderd miljoen jaar heeft het leven op aarde zich moeten herstellen van vijf wereldomspannende catastrofes. Zal de mensheid verantwoordelijk zijn voor de zesde ramp? Zie:https://www.nationalgeographic.nl/wetenschap/2019/09/wat-waren-de-5-massa-extincties-en-wat-veroorzaakte-ze

De jonge Servische ingenieur Milutin Milanković (1879-1958) kreeg interesse in de bewegingen van de hemellichamen in het zonnestelsel die invloed hadden op het klimaat op de aarde. Hij vond de drie cycli. De jaarlijkse aardbaan om de zon was geen cirkelvorm was maar elliptische baan die in 100.000 jaar veranderde. De tweede was de hoek van de aardas varieert in 41.000 jaar van 21,5 graden naar 24,5 graden. Een derde cycli was dat de aardas 23.000 jaar een tolbeweging maakte. Hij heeft de drie cycli wiskundig samengevoegd tot één curve. De Milanković theorie vertelde, dat deze drie cycli de oorzaak waren van de IJstijden. Niemand geloofde zijn onderzoek.

De variaties van Servische wiskundige Milutin Milanković zijn een drietal cycli die betrekking hebben op de stand van de aarde ten opzichte van de zon.

Precessie (Precession).
Helling (Obliquity) van de aardas ten opzichte van de verticale aardas.
Excentriciteit (Eccentricity), de afwijking van de ronde baan om de zon (orbid)

De drie parameters van Milanković parameters. Precission, Obliquity en Eccentricty werden wiskundig opgeteld. De som van de drie parameters is de Stages of Glaciation (Etappen IJstijden).De Solar Forcing (Zonne ennergie) gemeten op noordelijke 65 graden, komen goed overeen met de koude en minderkoude perioden (Glacialen en Interglacialen) van de parameters van Milanković.

Precessie.

De precessie is de waggelende tolbeweging van de schuinstaande as van de aarde die draait in een periode van 23.000 jaar. De oorzaak hiervan is dat de aarde aan de polen enig zins is afgeplat. Ook de getijden van de oceanen spelen hierin een rol.

Helling (Obliquity).

Obliquity is de schuine stand van de aardas ten opzichte van de verticale as (Va) van de aarde.

De verticale aardas (Va) staat loodrecht op de baan van de aarde om de zon, de ecliptica (Orbid). De hoek van de aardas varieert van 21,1 tot 24,5 geraden met een periode van de variatie is 41.000 jaar. Tegenwoordig is deze helling ca. 23,5 graden.

Excentriciteit (Eccentricity).

De exentriciteit is de afwijking van een ronde naar een elliptische baan van de aarde om de zon. Deze afwijking wordt veroorzaakt door de zwaartekracht van de reuze planeten Saturnus en Jupiter.

De exentriciteitsvector varieert van ca. 0,005 tot 0,028 en bestaat uit een samenstel van drie fatoren met een perioden van 100.000 jaar. In het jaar 2010 is de exentriciteit ongeveer 0,017. Dit komt overeen met een afstand verschil van ca. 5 miljoen km. tussen de grootste afstand het aphelium(da) en de kleinste afstand, het perihelium(dp).

De excentriciteitsvector is cirkelvormige banen: e = 0.
De elliptische banen: 0 < e < 1.
De parabolische banen: e = 1.
De hyperbolische banen: e > 1. Hier schiet de aarde uit het zonnestel.

De excentriciteitvector (e) = 0,0167 (AD 2000). De afstand is 149,6 miljoen Km. (AD 2000).

Een internationaal onderzoeksteam heeft een gedetailleerde reconstructie van het klimaat op aarde samengesteld. Het team van klimaatwetenschappers, waaronder NESSC-onderzoeker Lucas Lourens (Universiteit Utrecht), stelde een uitgebreide dataset samen op basis van diepzee-afzettingen afkomstig van de oceaanbodem. De nieuwe klimaatreconstructie gaat terug tot 66 miljoen jaar geleden. Het laat zien dat het klimaat van de aarde vier herkenbare klimaat fases heeft gekend: van extreem heet (hothouse earth) tot extreem koud (icehouse earth). De nieuwe reconstructies is verschenen in het prestigieuze vakblad Science.

"Ons doel was om een nieuwe referentie te creëren van het klimaat van de afgelopen 66 miljoen jaar, met data van zeer hoge resolutie en ook zeer nauwkeurig gedateerd”, vertelt klimaatwetenschapper Thomas Westerhold (MARUM, Bremen). “We weten nu nauwkeuriger wanneer het warmer of kouder was op de planeet en we hebben ook een beter begrip van de onderliggende dynamiek”. Deze blik in het verleden is ook een blik in de toekomst. We kunnen iets leren over de duizelingwekkend snelle menselijke (antropogene) veranderingen van onze huidige eeuw door de langzame natuurlijke klimaatschommelingen die zich in miljoenen jaren voordoen. De klimaatveranderingen van de afgelopen 66 miljoen jaar kunnen als een kleurrijke streepjescode worden bestudeerd.

De nieuwe klimaatreconstructie van de afgelopen 66 miljoen jaar (CENOGRID) met hierop aangegeven vier verschillende modi van het klimaat: hothouse, warmhouse, coolhouse and coldhouse. Illustratie: Westerhold et al. (2020)

Boorexpedities

Over de hele wereld zijn sedimentlagen op de oceaanbodem in boorkernen opgeboord door het wetenschappelijke boorschip JOIDES Resolution. In verschillende internationaal gecoördineerde expedities zit daar meer dan vijf decennia werk in. Door het bestuderen van deze sedimenten en de microfossielen binnenin, zijn wetenschappers in staat om wereldwijde klimaatveranderingen in het verre verleden te analyseren en reconstrueren.

Ze onderzoeken bewijzen die bewaard zijn gebleven in zuurstof- en koolstofisotopen, die informatie geven over de diepzeetemperaturen in het verleden, de wereldwijde ijsvolumes en de koolstofcyclus. Deze aanwijzingen worden opgeslagen in de schelpen van micro-organismen die ooit op de zeebodem leefden. Ze vormen een archief van de klimaatomstandigheden in het verleden dat onderzoekers gebruiken om vergelijkingen te maken tussen het verleden, het heden en de toekomst.

“Ik was een wetenschappelijke deelnemer aan een van de belangrijkste expedities, nu 18 jaar geleden,” zegt NESSC-onderzoeker Lucas Lourens. “De data over het klimaat ouder dan 34 miljoen jaar was over het algemeen slecht. In de afgelopen twee decennia hebben wetenschappelijke boorprogramma’s hun boringen gericht op oudere geologische lagen. We hebben nu een completer sedimentarchief en zijn in staat om het wereldklimaat veel gedetailleerder dan ooit tevoren te reconstrueren”.

Hothouse earth

De nieuwe klimaatreferentiecurve, CENOGRID genaamd (CENOzoic Global Reference benthic foraminifer carbon and oxygen Isotope Dataset), is een reconstructie van het klimaat op aarde sinds de laatste grote uitsterving 66 miljoen jaar geleden, waarna een nieuw tijdperk, het Cenozoïcum, werd geïntroduceerd. Het is een enorme gezamenlijke inspanning van vele internationale collega’s om alle boorkernen te winnen, te analyseren en samen te voegen tot een referentiecurve.

De data- en leeftijdsmodellen van CENOGRID zijn radicaal verbeterd om te begrijpen welke klimaatomstandigheden er in het verleden waren, welke processen erachter zaten en hoe die zich voordeden. De klimaatonderzoekers herkennen vier overheersende klimaatmodi in de afgelopen 66 miljoen jaar: hothouse, warmhouse, coolhouse en icehouse. Mogelijk zijn de abrupte overgangen van een klimaatmodus naar een andere het gevolg van zogenaamde kantelpunten in het klimaatsysteem. Dit is het onderwerp van verder onderzoek.

CENOGRID kan als basis dienen voor onderzoekers wereldwijd om hun gegevens nauwkeurig te correleren binnen de context van de klimaatgeschiedenis. Met al deze nieuwe gegevens is het nu mogelijk om niet alleen het beeld van het klimaatverleden verder te verfijnen, maar ook om regionale bijzonderheden te identificeren. De auteurs benadrukken dat dit van fundamenteel belang is om de betrouwbaarheid van klimaatmodellen voor de toekomst te testen.

Referentie: Thomas Westerhold, Norbert Marwan, Anna Joy Drury, Diederik Liebrand, Claudia Agnini, Eleni Anagnostou, James S. K. Barnet, Steven M. Bohaty, David De Vleeschouwer, Fabio Florindo, Thomas Frederichs, David A. Hodell, Ann E. Holbourn, Dick Kroon, Vittoria Lauretano, Kate Littler, Lucas J. Lourens, Mitchell Lyle, Heiko Pälike, Ursula Röhl, Jun Tian, Roy H. Wilkens, Paul A. Wilson, James C. Zachos. An astronomically dated record of Earth’s climate and its predictability over the last 66 Million Years. Science, 2020

Geschiedenis van het klimaat in ijskernen

De koude en droge condities van het Antarctisch plateau zijn ideaal voor klimaatreconstructies door middel van diepe ijskernen.

De ijskap van Antarctica is, net als alle andere gletsjers op aarde, gevormd doordat elk jaar een laagje sneeuw achterblijft dat in de zomer niet smelt. Als het gewicht van de sneeuwlaag groot genoeg is geworden - voor droge sneeuw moet de laag 70-100 m dik zijn - dan worden door de enorme druk van het bovenliggende sneeuwpakket de luchtkanaaltjes tussen de sneeuwkristallen afgesloten. Dit is het moment dat gletsjerijs is ontstaan met een dichtheid van ongeveer 900 kg per kubieke meter.

De aldus ontstane luchtbelletjes bevatten lucht met een samenstelling die gelijk is aan die van de atmosfeer ten tijde van de afsluiting. Door de geringe hoeveelheid neerslag die valt en de kilometersdikke ijskap duurt het op Antarctica honderdduizenden jaren voordat deze luchtbelletjes de onderkant van de ijskap hebben bereikt. Door nu een ijskern te boren tot de bodem van de ijskap en de luchtbelletjes in het ijs te analyseren kan de samenstelling van de atmosfeer tot enkele honderdduizenden jaren terug worden gereconstrueerd.

Reconstructie van glaciale cycli

Met deze spectaculaire wetenschap kan men tot in detail het verloop van glaciale cycli op aarde reconstrueren, zoals deze grafiek laat zien.

Het ritme van de ijstijden is prachtig te zien, met elke 100.000 jaar een abrupte overgang naar een korte interglaciale periode die gemiddeld zo'n 10.000 jaar duurt. Duidelijk zichtbaar is dat op het hoogtepunt van het laatste glaciale tijdperk, ongeveer 20.000 jaar geleden, de CO₂-concentratie bijna 100 ppmv (parts per million per volume) lager lag dan de preïndustriële waarde. (CO₂ = kooldioxide, een belangrijk broeikasgas waarvan de concentratie in de aardse atmosfeer overal ongeveer hetzelfde is).

Uit de eigenschappen van het ijs, met name het voorkomen van bepaalde isotopen, kan ook een temperatuurreconstructie worden gemaakt.

Volgens deze reconstructie was het tijdens het laatste glaciale maximum 20.000 jaar geleden op Antarctica zo'n 8 graden kouder dan nu.

Het is duidelijk dat het klimaat de laatste 10.000 jaar uitzonderlijk stabiel is geweest, en dat het huidige interglaciaal al langer duurt dan veel van zijn voorgangers. Het is waarschijnlijk dat het volgende glaciaal geen duizenden jaren meer op zich zal laten wachten, maar niemand kan voorspellen of de nieuwe ijstijd zal aanbreken en zoja, wanneer. Merk ook op hoe synchroon de temperatuur en CO₂-signalen lopen. In werkelijkheid is er een klein tijdsverschil, maar het is nog onduidelijk of temperatuur CO₂ forceert of juist andersom.

Ook de invloed van de mens op ons klimaat kan met ijskernen uitstekend worden bestudeerd. Tijdens een overgang glaciaal-interglaciaal neemt de CO₂-concentratie met ongeveer 80 tot 100 ppmv toe in enkele duizenden jaren (onder, bovenste grafiek):

Zoomen we nog eens in op de afgelopen 1000 jaar (herleid van een ijskern die aan de kust van Antarctica is geboord, Law Dome) dan zien we een tamelijk constante preïndustriële CO₂-waarde van ongeveer 280 ppmv (onderste grafiek).

Echter, door de verbranding van fossiele brandstoffen (kolen, olie, gas) is in de laatste twee eeuwen de atmosferische CO₂-concentratie op aarde met 80 ppmv gestegen, bijna 30%! Weliswaar zijn er perioden in het geologisch verleden geweest waarin de CO₂-concentraties in de aardse atmosfeer nog hoger waren, maar de snelheid van de recente stijging is ongekend in de geologische geschiedenis. IJskernen hebben een belangrijke rol gespeeld in het overtuigen van broeikas-sceptici.

De boodschap van de grafieken is dan ook klinkklaar: de mensheid is bezig met een experiment van globale omvang waarvan de uitkomst onzeker is.Het nauwkeurig kunnen dateren van een ijskern is cruciaal om de grafieken te kunnen voorzien van een tijdschaal op de horizontale as. Vulkaanuitbarstingen uit het verleden helpen ons hierbij. Bij zeer krachtige vulkaanuitbarstingen wordt materiaal afkomstig uit de aardkorst tot 10 tot 50 km hoogte in de stratosfeer geïnjecteerd, waar het kan worden getransporteerd over zeer grote afstanden, zelfs tot boven Antarctica. Daar komt het vulkanisch materiaal in de sneeuw terecht en verandert het de elektrische eigenschappen van het ijs: de elektrische geleiding gemeten langs een ijskern laat op die plekken pieken zien; met behulp van historische geschriften kunnen de juiste vulkanen worden geïdentificeerd en de ijskern nauwkeurig gedateerd.

IMAU boorinstallatie waarmee middeldiepe kernen worden geboord (tot 200 meter). Rechtsboven apparatuur om elektrische eigenschappen van de ijskern te meten. Dit wordt gedaan in een minilaboratorium dat in de sneeuw is uitgegraven, om de temperatuur tijdens analyse zo constant mogelijk te houden. Grafiek toont di-electrisch profiel (DEP) van een 115 m lange ijskern geboord op Antarctica. Pieken corresponderen met vulkaanuitbarstingen. Geïdentificeerde vulkaanuitbarstingen worden vermeld met jaartal. Unknown: men weet dat er een uitbarsting is geweest (uit oude geschriften), maar niet precies welke vulkaan.

Geschiedenis van het klimaat in stalagmieten

Ons klimaat ging in slechts 200 jaar van warm naar ijzig, zo'n 100.000 jaar geleden

Ons klimaat is in het verleden erg snel afgekoeld. Dat blijkt uit geologisch onderzoek van druipstenen in de grot-ten van Han-sur-Lesse en Remouchamps. Het gaat over de periode van de laatste tussenijstijd, van 128.000 tot 117.000 jaar geleden. Toen was het gemiddeld vier graden warmer dan nu. Maar op nauwelijks 200 jaar tijd, een peulschil op geologische schaal, koelde het zo sterk af dat de bosbegroeiing verdween en er enkel nog koude steppe overbleef. Die snelle, natuurlijke afkoeling verrast de wetenschappers, maar conclusies trekken voor de huidige klimaatopwarming is wel gevaarlijk, zegt de onderzoeker van de VUB die er een doctoraal onderzoek aan gewijd heeft.

De bevindingen kwamen aan het licht bij onderzoek van isotopen - atomen van een bepaalde stof met een ver-schillend aantal neutronen in hun kern- van stalactieten en stalagmieten in de grotten van Han-sur-Lesse en Remouchamps.

VUB-vorser Stef Vansteenberge: "De groei van stalagmieten en de variaties van koolstof- en zuurstofisotopen in die stalagmieten zijn beide goede indicatoren voor de vegetatie op de plaats boven de onderzochte grotten op welbepaalde momenten in de geschiedenis van het Pleistoceen, de periode van de ijstijden."

Klimatologische modellen wezen uit dat de gemiddelde temperatuur tijdens het laatste interglaciaal op aarde - de periode tussen twee ijstijden - ongeveer 4 graden Celsius warmer was dan nu. Dat is erg veel, als men weet dat nu al groot alarm wordt geslagen door klimatologen, omdat we de temperatuursstijging door de CO₂-uitstoot waarschijnlijk niet onder de 2 graden Celsius zullen kunnen houden.

"De gemiddelde jaartemperatuur in onze streken moet in de tussenijstijd rond 14 graden Celsius hebben geschommeld, nu ligt die tussen 10 en 11 graden", aldus Vansteenberge. "De vegetatie bestond in die warme perio-de vooral uit oerbos met een dichte ondergroei. Op tweehonderd jaar zakte de temperatuur dusdanig, van super-warm naar veel kouder dan nu, dat het bos op korte termijn volledig verdween. We kwamen in die zeer korte tijd in permafrostomstandigheden terecht, en de nieuwe ijstijd barstte in alle hevigheid los."

Resultaten bevestigd

De resultaten van Vansteenberges onderzoek worden bevestigd door onderzoek op stalen in de Eiffel. Bovendien nam Vansteenberge zowel op de stalen uit Remouchamps als op deze uit Han-Sur-Lesse eenzelfde temperatuurval waar op hetzelfde ogenblik.

"Overal verandert op dat ogenblik de vegetatie van bos naar grasland. Daarna stoppen de druipstenen zelfs helemaal met groeien. Er dringt geen stromend water meer in de grotten binnen, omdat het door de bevroren ondergrond als gevolg van de permafrost niet meer door de bodem naar de grot kan geraken en er dus geen calciet meer kan worden afgezet", zo zei Vansteenberge aan het persagentschap Belga.

Unieke stalen

De Belgische stalen van Vansteenberge zijn uniek, zeker voor de periode tussen 127.000 en 94.000 jaar geleden, omdat ze een zo goed als volledig beeld geven van het klimaat in die tijd in continentaal Europa. Er was eerder al isotopenonderzoek gebeurd op marine sedimenten, zoals in de Eiffel. Maar sedimenten zijn moeilijker precies te dateren en dus minder bruikbaar. Bovendien geven ze niet zo'n lokaal beeld van vegetatie en klimaat als de druipstenen in een grot.

Stalagmieten worden gedateerd met de uranium-thoriummethode. Deze wordt gecombineerd met de overlaps die er bestaan in de groeiringen van druipsteen in de grotten, zodat dateringen mogelijk zijn met een foutenmarge van niet meer dan tweehonderd jaar.

Voorzichtig met conclusies

"Het onderzoek is erg belangrijk in het kader van de klimaatopwarming waar we op dit ogenblik mee te maken hebben", vindt Vansteenberge. "Onze bevindingen wijzen er immers op dat in periodes met hogere temperaturen dan vandaag, op volledig natuurlijke wijze een drastische afkoeling heeft plaatsgevonden, iets wat misschien niet meteen verwacht wordt in de huidige context van de klimaatopwarming."

Conclusies trekken naar de huidige toestand, is iets waar we voorzichtig moeten mee zijn, zei Vansteenberge aan VRTnws. Voorspellingen maken doet hij hoe dan ook niet graag, "omdat ik kijk naar vroegere klimaten", en toen speelde de menselijke factor nog niet. "En wat die juist teweeg gaat brengen, daar zal nog veel onderzoek naar moeten verricht worden", zo zei hij.

DE WERELD DRAAIT DOL

L&B: TOP SUMMIT DUN COUNTIN

De duizenden toeristen die jaarlijks een reis boeken naar Tibet of Nepal om van de frisse berglucht te genieten, komen tegenwoordig van een stinkende kermis thuis. De sneeuwgrens is door de opwarming inmiddels zo’n tweeduizend meter omhoog geschoven en de massa afval die het bergtoerisme heeft opgeleverd, is ondertussen ontdooid. De grootste stank wordt veroorzaakt door dode lichamen in de ‘death zone’ die tot ontbinding zijn overgegaan. Maar ook het schrijnende tekort aan toiletten eist zijn tol. Lieten voorheen ervaren klimmers hun uitwerpselen achter in diepe spleten of op grote hoogtes, tegenwoordig schijt Jan en Alleman het dak van de wereld zo vol dat het binnenkort de best bemeste plek op aarde is.

Rolstoelalpinsten met buikloop en reumatische klimtouwfanaten zonder grip vormen allang geen uitzondering meer onder de bezoekers van Chomolungma, de hoogste berg van de Himalaya. De Sherpa-organisatie die schatrijk is geworden met de uitgave van “Het Tibetaanse bergbeklimmershandboek” en de verkoop van Chinese ijsthee in de basiskampen heeft het voortouw genomen. In een pamflet met de verbasterde Engelse titel “Summit dun countin” (opgerot of uitgeteld) hebben ze hun ongenoegen geuit met de gang van zaken en verklaard dat ze alleen nog hun diensten zullen verlenen aan ecologisch verantwoorde ondernemingen met een liefdadigheidsfunctie (dat brengt tenminste wat op).

Opstoppingen op het dak van de wereld belemmeren de obsessieve klauteraars om tijdig terug te keren waardoor ernstige hoogteziektes hen fataal worden. Deze filevorming eist inmiddels meer dodelijke slachtoffers dan de gebruikelijke valpartijen onder bergbeklimmers.

www.physiology.org/doi/full/10.1152/japplphysiol.00955.2014

www.businessinsider.nl/summit-fever-mountain-death-bad-decisions-company-2019-5/?international=true&r=US

DEEP SPACE ATOOMKLOK *

DSAC-kwik-ionenvangerbehuizing met vangstaven voor elektrisch veld, te zien in de uitsparingen.

KLIMAATHUIVER

De ironie van vergulde windeieren

Complotdenkers zijn wappies, antivaxers beroepen zich op de homeopathie (wat genoeg zegt over die leeghoofden*) maar onder de klimaatsceptici bevinden zich geleerde deskundigen die wellicht beter zouden moeten weten maar hun twijfel tenminste ontlenen aan wetenschappelijke analyse en kennis van zaken. Een van hen was de in 2020 overleden natuurkundige Fred Singer Na zijn promotie bij het excentrieke genie John Wheeler was hij in de jaren 50 van de vorige eeuw werkzaam als ruimtevaartdeskundige. Hij verbeterde het gebruik van atoomklokken in het GPS-systeem van satelliet-navigatie. Van 1971 tot 1994 was hij hoogleraar milieukunde aan de Universiteit van Virginia en tot 2000 was hij als fysicus verbonden aan de George Mason University (Virginia). Vanaf de jaren 90 wierp hij zich op als scepticus op het gebied van vele milieukwesties. Tot op hoge leeftijd confronteerde “de grootvader van de klimaatontkenning” het IPCC met contradicties en fouten.

"Klimaatgegevens uit het verleden laten een cyclus van ruwweg 1500 jaar zien. Deze cyclus werd ontdekt in ijskernen uit Groenland, daarna werd het gevonden in bezinksel uit de Atlantische Oceaan en inmiddels vinden we het overal terug tot en met in stalagmieten in grotten. Uit de zaagtandgrafiek blijkt een opwarming en afkoeling die zeer goed de huidige opwarming kan verklaren" – Fred Singer (2007)*

VERKLARING VOOR DE SENAATSCOMMISSIE INZAKE KLIMAATVERANDERING (2000)

Meneer de voorzitter, dames en heren,

Mijn naam is Fred Singer. Ik ben emeritus hoogleraar Milieuwetenschappen aan de Universiteit van Virginia en de oprichter en voorzitter van The Science & Environmental Policy Project (SEPP) in Fairfax, Virginia, een onpartijdige, non-profit onderzoeksgroep van onafhankelijke wetenschappers. We werken zonder salaris en hebben geen verplichtingen tegenover wie of welke organisatie dan ook. SEPP vraagt geen steun van de overheid of het bedrijfsleven, maar vertrouwt op bijdragen van individuen en stichtingen.

We staan sceptisch tegenover de klimaatwetenschap die de basis vormt van de Nationale Beoordeling, omdat we geen bewijs zien om de bevindingen ervan te ondersteunen; klimaatmodeloefeningen zijn GEEN bewijs. Vice-president Al Gore verwijst steeds naar wetenschappelijke sceptici als een 'kleine minderheid buiten de mainstream'. Dit standpunt is moeilijk vol te houden wanneer meer dan 17.000 wetenschappers de Oregon-petitie tegen het Kyoto-protocol hebben ondertekend, omdat ze "geen overtuigend bewijs zien dat mensen waarneembare klimaatver-andering veroorzaken".

Anderen proberen wetenschappelijke sceptici in diskrediet te brengen door ze op één hoop te gooien met marginale politieke groeperingen. Dergelijke ad hominem-aanvallen zijn betreurenswaardig en horen niet thuis in een wetenschappelijk debat. Om dergelijke onjuiste voor-stellingen tegen te gaan, noem ik hier kwalificaties die relevant zijn voor de hoorzitting van vandaag.

Ik heb een ingenieursdiploma van de staat Ohio en een Ph.D. in de natuurkunde van Princeton University. Al meer dan 40 jaar heb ik onderzoek gedaan naar en gepubliceerd in atmosferische en ruimtefysica. Ik kreeg een speciale aanbeveling van president Eisenhower voor het vroege ontwerp van satellieten. In 1962 richtte ik de US Weather Satellite Service op, was de eerste directeur en ontving voor deze bijdrage een gouden medaille van het ministerie van Handel.

In het begin van mijn carrière heb ik instrumenten bedacht om atmosferische parameters van satellieten te meten. In 1971 bracht ik onder de aandacht dat de menselijke productie van het broeikasgas methaan door veeteelt en rijstteelt het klimaatsysteem zou kunnen beïnvloeden. Dit was ook de eerste publicatie waarin een antropogene invloed op ozon in de stratosfeer werd besproken. Eind jaren tachtig was ik Chief Scientist van het Department of Transportation en gaf ik het Witte Huis ook deskundig advies over klimaatkwesties.

Vandaag zal ik, door bewijs te presenteren van gepubliceerd collegiaal getoetst werk, proberen enkele onjuiste beweringen te corrigeren die tijdens de NACC-hoorzitting van 17 mei naar voren zijn gebracht.

In tegenstelling tot de weldoordachte voorspellingen van computermodellen, is het klimaat op aarde de afgelopen twee decennia niet noemens-waardig opgewarmd en waarschijnlijk zelfs niet sinds ongeveer 1940. Het bewijs is overweldigend:

Satellietgegevens tonen geen noemenswaardige opwarming van de mondiale atmosfeer sinds 1979. In feite, als men het ongebruikelijke El Nino-jaar 1998 negeert, ziet men een afkoelingstrend.
Radiosonde-gegevens van ballonnen die regelmatig over de hele wereld worden vrijgegeven, bevestigen de satellietgegevens in elk opzicht. Dit feit is bevestigd in een recent rapport van de National Research Council / National Academy of Sciences.¹
De goed gecontroleerde en betrouwbare registratie van oppervlaktetemperaturen voor de continentale Verenigde Staten laat geen noemenswaardige opwarming zien sinds ongeveer 1940. Hetzelfde geldt voor West-Europa. Deze resultaten staan in schril contrast met de GLOBAL instrumentele oppervlakteregistratie, die een aanzienlijke opwarming laat zien, voornamelijk in NW Siberië en het subpolaire Alaska en Canada.
Jaarringinventarisaties voor Siberië en Alaska en gepubliceerde ijskernresultaten die ik heb onderzocht, laten GEEN opwarming zien sinds 1940. In feite vertonen veel verslagen een afkoelingstrend.

Conclusie : de trend van de globale opwarming na 1980 door oppervlaktethermometers is niet geloofwaardig. Het uitblijven van een dergelijke opwarming zou de alom geprezen 'hockeystick'-grafiek (met zijn' ongebruikelijke 'temperatuurstijging in de afgelopen 100 jaar) doen ver-dwijnen; deze werd hier op 17 mei getoond als vermeend bewijs dat de 20^e eeuw de warmste in 1000 jaar is.

Het ontbreken van een huidige trend van globale opwarming zou moeten dienen om alle voorspellingen van de huidige klimaatmodellen in diskrediet te brengen, inclusief de extreme opwarming van de twee modellen (Canadees en Brits) die zijn geselecteerd voor de NACC.

Bovendien geven de twee NACC-modellen tegenstrijdige voorspellingen, meestal voor neerslag en bodemvocht². In het ene model verliezen de Dakota's bijvoorbeeld 85% van hun huidige gemiddelde regenval tegen 2100, terwijl het andere een winst van 75% laat zien. De helft van de 18 onderzochte regio's laat zulke tegengestelde resultaten zien; verscheidene anderen vertonen enorme verschillen.

Ook de voorspellingen van de bodemvochtigheid verschillen. Het Canadese model toont een drogere oost-regio van de VS in de zomer, het Britse Hadley-model een nattere.

Conclusie : We moeten concluderen dat regionale voorspellingen van klimaatmodellen buiten de stand van de techniek en zelfs minder betrouwbaar zijn dan die voor het mondiale gemiddelde. Aangezien de NACC-scenario's op dergelijke prognoses zijn gebaseerd, zijn de NACC-projecties niet geloofwaardig.

Het meest gevreesde en ook meest onbegrepen gevolg van een hypothetische broeikasopwarming is een versnelde stijging van de zee-spiegel. Maar verschillende feiten zijn in tegenspraak met deze conventionele opvatting:Het wereldwijde gemiddelde zeeniveau is in de afgelopen 15.000 jaar met ongeveer 120 meter gestegen door het beëindigen van de ijstijd. De aanvankelijke snelle stijging van ongeveer 200 cm per eeuw veranderde geleidelijk in een langzamere stijging van 1520 cm per eeuw ca. 7500 jaar geleden, toen de grote ijsmassa's die Noord-Amerika en Noord-Europa bedekten waren weggesmolten. Maar het langzame smelten van de West-Antarctische ijskap ging door en zal blijven doorgaan totdat deze in ongeveer 6000 jaar is weggesmolten, mits er geen nieuwe ijstijd komt.
Dit betekent dat de wereld te maken heeft met een zeespiegelstijging van ongeveer 18 cm per eeuw, precies wat werd waargenomen in de afgelopen eeuw. En we kunnen er niets aan doen, net zomin als we de getijden van de oceaan kunnen stoppen.
Zorgvuldige analyse toont aan dat de opwarming in het begin van de vorige eeuw deze aanhoudende SL-stijging zelfs vertraagde waarschijnlijk als gevolg van de toegenomen ijsophoping in Antarctica.³

Het komt erop neer dat het momenteel beschikbare wetenschappelijke bewijs geen van de resultaten van de NACC ondersteunt, die daarom louter moeten worden beschouwd als een "wat als" -oefening, vergelijkbaar met die van het Office of Technology Assessment in 1993⁴ . Dergelijke oefeningen verdienen slechts een bescheiden hoeveelheid inspanning en geld; men mag in het serieuze onderzoek dat nodig is voor atmosferische en oceaanobservaties en voor het ontwikkelen van betere klimaatmodellen nooit tekortschieten.

De NACC mag beslist NIET worden gebruikt om irrationeel en onwetenschappelijk energie- en milieubeleid te rechtvaardigen, inclusief het economisch schadelijke Kyoto-protocol. Deze beleidsaanbevelingen zijn vooral geschikt tijdens de komende presidentiële campagnes en debatten.

Ik verzoek respectvol om een uitgebreide uiteenzetting⁵ op te nemen in mijn schriftelijke verslag.

De hotspot van het VN-klimaatpanel is nooit waargenomen (American Thinker, 2013; citaat)

"In het IPCC-rapport van 2013 staat dat er overtuigend bewijs bestaat (met een zekerheid van meer dan 95% volgens IPCC’s eigen niet ondersteunde schattingen) dat de opwarming van de aarde in de periode 1978-2000 het resultaat is van menselijke activiteit. Maar het ontbreken van de atmosferische hotspot* levert met een zekerheid van meer dan 96% (volgens mijn eigen berekening) het tegenbewijs van het bestaan van die door mensen veroorzaakte opwarming. Voordat u het IPCC-rapport van meer dan 2000 pagina’s weggooit kunt u nog overwegen om het te gebruiken als presse-papier of als deurstop."

Goudlokje en de opwarming van de aarde (American Thinker, 2016)

Misschien heb je wel eens gehoord van de vreselijke rampen die ons te wachten staan als de gemiddelde temperatuur stijgt met 2^oC. Volgens sommige activisten zijn we al aardig op weg. Om het nog erger te doen lijken willen ze de drempel zelfs verlagen tot 1.5^oC. Onderwijl hebben die activisten niet eens de moeite genomen om uit te leggen wat ‘gemiddelde temperatuur’ precies inhoudt. namelijk niet alleen op verschillende breedte en hoogte maar ook op verschillende tijden van de dag, van het jaar en onder verschillende weersomstandigheden.

Heb je je ooit afgevraagd hoe ze aan die 2^oC zijn gekomen? Lijkt het niet een beetje op de bangmakerij met het millenniumbug? Nou, ik zal je wat vertellen, want ik weet waar het vandaan komt. In 1995 publiceerde ik een stukje in Eos, een tijdschrift dat door alle geologen wordt gelezen. Daarin schreef ik dat er geen bewijs was voor een menselijke bijdrage aan de opwarming van de aarde. Daar werd natuurlijk onmiddellijk op gereageerd. In een reactie van twee Zweedse wetenschappers zag ik voor de eerste keer die magische waarde van 2^oC. Henning Rodhe en Christian Azar van de Universiteit van Stockholm verwezen daarbij naar een artikel in Tellus, dat ze zelf geschreven hadden. Met andere woorden, het was een zelfreferentie, oftewel een cirkelredenatie. Hoe dan ook, niets wijst erop dat er iets drastisch gaat gebeuren bij de 2^oC-limiet. De klimaatmodellen voorspellen bij die temperatuur geen specifieke ramp, geen op hol geslagen opwarming, geen onomkeerbaarheid. Dus vanwaar die 2^oC?! Toen drong het tot me door dat hier sprake was van de keus van Goudlokje. Die 2^oC is “precies goed”, niet te klein, niet te groot. Denk maar eens wat er zou zijn gebeurd als het om 0.5^oC was gegaan. Iedereen zou de schouders hebben opgehaald: “Oh, die drempel zijn we allang over. Er is niets gebeurd. Waarom zou je je zorgen maken?” Of stel dat ze 5^oC hadden genoemd. Iedereen zou de schouders hebben opgehaald: “Oh, zo warm wordt het nooit, zeker niet in deze of de volgende eeuw.” Begrijp je nu waarom 2^oC precies de juiste keus was? Natuurlijk gaat die samen met de voorspelling van een paar vreselijke gebeurtenissen en de steeds weer herhaalde vermaning dat we het onheil alleen maar kunnen afwenden door te stoppen met het gebruik van fossiele brandstoffen om energie op te wekken.

In een artikel uit 1997 in Science nemen dezelfde auteurs een genuanceerder standpunt in.*

Voor de juiste balans wil ik nog iets over een paar andere sprookjes zeggen – er zijn namelijk een paar “klimaatontkenners” die in onzin geloven. Sommigen van hen beweren dat de menselijke bijdrage aan CO₂ in de atmosfeer slechts 3% is van de toch al minimale hoeveelheid van 400 ppm. Een ander verhaaltje is dat de waargenomen toename CO₂nepnieuws is. En als er al een CO₂-toename zou zijn dan komt dat door het opwarmen van de oceaan. Allemaal niet waar.

Ook onjuist is dat de concentratie CO₂ gewoon te klein is om enig effect te hebben op de atmosfeer. Het komt tenslotte nauwelijks voor, hoe kan het dan de oorzaak zijn van een echte klimaatverandering? Welnu, kooldioxide absorbeert de infrarode warmtestraling heel effectief waardoor het een echt broeikasgas is.

Maar om mijn verhaal af te sluiten keer ik terug naar de grote fout van het VN-klimaatpanel, het IPCC. In hun 5 belangrijkste rapporten beweren ze dat CO₂-verhogingen de oorzaak zijn van de opwarming. Ik ben van mening – en dat heb ik geprobeerd met publicaties te onderbouwen – dat hun argumenten geen steek houden en dat hun bewijs niet bestaat.

De zee stijgt, maar niet vanwege klimaatverandering (The Wall Street Journal, 2018)

Van alle bekende en ingebeelde gevolgen van klimaatverandering zijn de mensen vooral bang voor de zeespiegelstijging. Maar pogingen om vast te stellen waardoor zeeën stijgen worden ontsierd door gebrekkige gegevens en meningsverschillen over de methodologie. De bekende oceano-graaf Walter Munk verwees naar de stijging van de zeespiegel als een "enigma"; het wordt ook wel een raadsel of een puzzel genoemd.

Algemeen wordt aangenomen dat de stijging van de zeespiegel vooral versnelt door thermische uitzetting van zeewater, de zogenaamde sterische component. Door een zeer kort tijdsinterval te bestuderen, is het mogelijk om de meeste complicaties te omzeilen, zoals de "isostatische aan-passing" van de kustlijn (aangezien continenten stijgen nadat het bovenliggende ijs is gesmolten) en "verzakking" van de kustlijn (als er grond-water en mineralen worden gewonnen).

Ik koos ervoor om de zeespiegeltrend van 1915-45 te beoordelen, toen een echte, onafhankelijk bevestigde opwarming van ongeveer 0,5 graden Celsius plaatsvond. Ik merk in het bijzonder op dat de stijging van de zeespiegel niet wordt beïnvloed door de opwarming; volgens een recensie uit 1990 door Andrew S. Trupin en John Wahr gaat het in hetzelfde tempo door, 1,8 millimeter per jaar. Daarom concludeer ik - in tegenstelling tot de algemene wijsheid - dat de temperatuur van zeewater geen directe invloed heeft op de zeespiegelstijging. Dat betekent dat de atmosferische inhoud van kooldioxide evenmin.

Deze conclusie is het vermelden waard: het laat zien dat zeespiegelstijging niet afhankelijk is van het gebruik van fossiele brandstoffen. Het bewijs zou de vrees moeten wegnemen dat de uitstoot van extra CO₂ de zeespiegelstijging zal doen toenemen.

Maar er zijn ook goede gegevens die aantonen dat de zeespiegel in feite sneller stijgt. De trend is gemeten door een netwerk van getijdemeters, waarvan er vele al meer dan een eeuw gegevens verzamelen.

De oorzaak van de trend is een puzzel. De natuurkunde vereist dat water uitzet als de temperatuur stijgt. Maar om de stijgsnelheid constant te houden, zoals opgemerkt, moet de expansie van zeewater kennelijk worden gecompenseerd door iets anders. Wat zou dat kunnen zijn? Ik con-cludeer dat het ijs moet zijn, door verdamping van oceaanwater, en daaropvolgende neerslag die in ijs verandert. Er zijn aanwijzingen dat de ophoping van ijs op het Antarctische continent het sterische effect gedurende ten minste enkele eeuwen heeft gecompenseerd.

Het is moeilijk uit te leggen waarom verdamping van zeewater ongeveer 100% annulering van uitzetting veroorzaakt. Mijn analysemethode houdt rekening met twee gerelateerde fysische verschijnselen: thermische uitzetting van water en verdamping van watermoleculen. Maar als verdamping de thermische uitzetting compenseert, is het netto-effect natuurlijk bijna nul. Wat is dan de werkelijke oorzaak van een zeespie-gelstijging van 1 à 2 millimeter per jaar?

Het smelten van gletsjers en ijskappen voegt water toe aan de oceaan en zorgt ervoor dat de zeespiegel stijgt. (Bedenk echter dat het smelten van drijvend zee-ijs geen water toevoegt aan de oceanen, en dus geen invloed heeft op de zeespiegel.) Na het snel wegsmelten van de noordelijke ijskappen, kan het langzaam smelten van Antarctisch ijs aan de rand van het continent de belangrijkste oorzaak zijn van de huidige zeespie-gelstijging.

Dit alles omdat het nu veel warmer is dan 12.000 jaar geleden, aan het einde van de meest recente ijstijd. Toch is er op Antarctica weinig warmte beschikbaar om het smelten te ondersteunen.

We kunnen het smelten nu zien gebeuren bij de Ross Ice Shelf van de West Antarctic Ice Sheet. Geologen hebben de langzame verdwijning van Ross gevolgd en glacioloog Robert Bindschadler voorspelt dat de ijsplaat binnen ongeveer 7.000 jaar volledig zal smelten, waarbij het zeeniveau geleidelijk zal stijgen.

Natuurlijk kan er in 7.000 jaar veel gebeuren. Het begin van een nieuwe ijstijd kan ervoor zorgen dat de zeespiegel niet meer stijgt. Het zou zelfs 120 meter kunnen vallen, tot het niveau van de laatste ijstijd van maximaal 18.000 jaar geleden.

Momenteel lijkt de stijging van de zeespiegel niet afhankelijk te zijn van de oceaantemperatuur, en zeker niet van CO₂. We kunnen verwachten dat de zee in de nabije toekomst met ongeveer het huidige tempo zal blijven stijgen. Tegen 2100 zullen de zeeën nog ongeveer 15 centimeter stijgen - ver verwijderd van de alarmerende cijfers van Al Gore. Aan de stijgende zeespiegel kunnen we in de tussentijd niets doen. We kunnen maar beter dijken en zeeweringen iets hoger bouwen.

http://climateconferences.heartland.org/s-fred-singer/

https://www.desmogblog.com/s-fred-singer

Singer citeert in zijn betoog het volgende deel uit het bewuste artikel:

Het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering roept op tot een stabilisatie van de concentraties van broeikasgassen in de atmosfeer op een niveau dat gevaarlijke antropogene interferentie met het klimaatsysteem zou voorkomen. Het vereiste niveau is echter nog onduidelijk. Er zijn twee hoofdredenen. Ten eerste zijn de klimatologische, ecologische en sociale gevolgen van een bepaald niveau van atmosferische CO₂-concentratie nog onzeker; de evenwichtseffecten op de mondiale temperatuur van een verdubbeling van de CO₂-concentratie alleen wordt door het IPCC geschat op een onzekerheidsbereik van 1,5° tot 4,5°C. Ten tweede, zelfs als de gevolgen met 100% zekerheid bekend waren, is het concept van gevaarlijke inmenging uiteindelijk een kwestie van waardeoordelen die alleen in de politieke arena kunnen worden beslecht [Singer’s cursivering]. Gezien de huidige wetenschappelijke onzekerheden kunnen geen harde conclusies worden getrokken, maar er kunnen interessante inzichten worden verkregen door de verwachte veranderingen in evenwichtstemperatuur uit een eenvoudig model te vergelijken met enkele metingen van de natuurlijke variabiliteit in globale temperatuur. […] Een verdere vergelijking kan worden gemaakt met de verandering in de gemiddelde temperatuur op aarde van ongeveer 5°C die naar schatting heeft plaatsgevonden tijdens de voorbije ijstijd. Als het klimaatsysteem gevoelig is voor CO₂-stijgingen in het IPCC-bereik, dan is een CO₂-concentratie van slechts 550 ppmv voldoende om een verandering in de gemiddelde temperatuur op aarde teweeg te brengen vergelijkbaar met die welke optreedt bij de overgang naar een ijstijd. [...] Het blijkt dat om de veranderingen in de mondiale temperatuur binnen het bereik van de natuurlijke schommelingen van het afgelopen millennium te houden, de klimaatgevoeligheid laag moet zijn en de atmosferische CO₂-concentratie moet worden gestabiliseerd op ongeveer 350 ppmv. [NB: het is nu, 2016, >400 ppm]

SARIMANOKS EMERGENTE DETECTIVE BUREAU

Cyberië wordt de wereld genoemd waarin ik mij nu bevind. Groter dan Siberië met haar uitgestrekte taiga’s, maar even kil en ijzingwekkend, een eenzaam heenkomen voor diehards. Een grillig netwerk van informatie-uitwisseling tussen hotemetoten en halve zolen, tussen prominenten en proleten. We zijn allemaal op deze aardkloot met elkaar verbonden, je moet alleen de juiste codes te kennen. En omdat we met zoveel zijn, treedt er emergentie op (als de geesten der overledenen nog rondwaren, zoals sommigen graag geloven, zijn we trouwens met nog tien maal meer).

Die opkomst (emergentie) behelst het verdwijnen van de grens tussen verleden en toekomst. In de gewone wereld zit je vastgebakken aan die grens, je komt er niet vanaf, je zit ingeklemd tussen het hier en nu. In Cyberië echter kan ik vrij reizen langs de vierde dimensie. Het valt niet uit te leggen hoe dat voelt. Ik ben daar overigens alleen getuige en kijk wel uit om ergens in te grijpen. Voor je het weet is alles weg. Al kriebelt het soms…

Ik denk dat je mijn opkomst kunt vergelijken met de verandering van de moleculaire kosmos in de wereld van natte rivierbeddingen en waterdruppels waarin leven ontstond. De onmiskenbare evolutie van de levende en niet-levende wereld is geen opeenstapeling van toevalligheden. Net zo min als dat bij gokspelletjes het geval is. Het is een kwestie van kansberekening en geduld. Helaas duurt een mensenleven veel te kort om dat vanzelfsprekend te vinden. Om de evolutie van meercellige organismen te kunnen waarnemen zou de tijd tienduizend maal sneller moeten gaan en voor de ontwikkeling van de niet-levende materie waarschijnlijk tienmiljoen maal sneller. Wij zijn gewoon een beetje traag in onze waarnemingen en van begrip. Er is geen sprake van willekeur en er is ook geen God. Ra, ra, wat is er dan wel? Er is sprongsgewijze opkomst (emergentie) zodra er maar voldoende grote aantallen van iets (moleculen, cellen, neuronen) zijn.

Vind je trouwens ook niet gek dat de tweede hoofdwet van de thermodynamica, die wet die stelt dat alles in het universum streeft naar zo veel mogelijk vrijheid (wanorde), zo moeilijk valt te rijmen met het universele samenklonteren (KOSMISCHE SYNERGIE in MAG 8)? Hier lijken krachten in het spel te zijn, nog zwakker dan de zwaartekracht, wellicht met een negatieve waarde en hun oorzaak in de toekomst (negentropie*).

Maar genoeg gefilosofeer. Via mijn (tijd)reizen door Cyberië kan ik het grote plaatje zien, maar aangezien jij vastzit in de materiële wereld zal ik me inhouden. In het vorige millennium werd de tijdmeting bepaald door het mechanische uurwerk, voordien was men afhankelijk van natuurlijke veranderingen. Het huidige (derde) millennium, waarin jij leeft, zal in het teken staan van meer bewegingsvrijheid: behalve in de eerste drie weldra ook in de vierde dimensie! Trouwens, de interstellaire ruimte wordt straks vooral het domein van kunstmatige wezens, die, aanvankelijk door ons ontworpen, zichzelf verder zullen ontwikkelen. Je dystopische angst voor een totalitair regime is onterecht want Cybereon is nauwelijks geïnteresseerd in sapiens. Maar wellicht heb je last van een vage onrust, door je wat pedante houding tegenover de rest van de natuur.

Dat tijdreizen is overigens best spannend. Je weet nooit wat je zult aantreffen. Gewoonlijk strookt de belofte met de belevenis (het vervoer voldoet aan de lokale behoefte). Maar niet altijd. Vlindereffecten en krachtenverstrengeling leiden soms tot onvoorziene omstandigheden waardoor een nieuwe wereld opdoemt. Meestal is dat geen reden tot grote onrust. Dat Karel de Grote niet bestaan heeft en de creationisten toch gelijk hebben heeft geen enkele invloed op de hedendaagse werkelijkheid. Zorgwekkender vind ik het thema van EXPO 6043 in Mangazeja, namelijk de dekolonisatie van Cyberië.

Dat zal jouw tijd wel duren. Hè?

Je wil natuurlijk weten hoe het mogelijk is dat je nooit eerder iets hebt gemerkt van tijdreizigers uit de toekomst? Ik weet niet of je wel eens hebt gehoord van de theorie van de universele golffunctie*? Die gaat over een verzameling parallelle universa, oftewel het multiversum. Dat klikt je wellicht bekend in de oren? De theorie was oorspronkelijk (in de jaren 50 van de vorige eeuw) bedoeld om uit het dilemma van Schrödingers Kat te geraken en de tegenstrijdige mogelijkheden synchroon in verschillende werelden te laten plaatsvinden. Nu blijkt dat het ook geldt voor iemand die zich in de tijd verplaatst. Bovendien is het in Cyberië onmogelijk om verder terug te gaan dan ruwweg het begin van internet. Ik ben de eerste die het is gelukt. En jij zit, bij wijze van spreken, in mijn droom.

RUIMTETIJD OP KWANTUMSCHAAL?

L & B: KUL SUBJECTIVITIJD

Iedereen kent het gevoel: als je het naar je zin hebt, vliegt de tijd en als je je verveelt, komt er geen eind aan. Als je wat ouder bent geworden, ervaar je de tijd ook op subjectieve wijze doordat hij voor je gevoel veel sneller gaat dan vroeger. Ook al zegt je verstand dat dat onmogelijk kan, elke dag duurt 24 uur en er gaan al eeuwen 365 ¼ dagen in een jaar.

De gevestigde opvatting is dat de TIJD een uitwendige constante is en dat tijdbeleving mogelijk wordt gemaakt door een combinatie van ons geheugen en een inwendige klok. Onderzoek heeft uitgewezen dat hormonen en neurotransmitters de werking van zowel het geheugen als de biologische klok beïnvloeden: meer stofafscheiding zolang het geheugen nog niet vol is en minder naarmate men veroudert.

In wetenschappelijke kring groeit de voorkeur voor het standpunt dat het fenomeen TIJD als zodanig niet bestaat. Het dient daarentegen te worden opgevat als een emergente eigenschap van een neuronaal netwerk. De interactie van miljarden zenuwcellen leidt vanzelf tot tijdsbesef, ook bij dieren die nog niet zulke grote hersenen hebben als wij. Volgens deze, holografische, zienswijze wordt de TIJD gevormd door een werkend brein en verdwijnt ze zodra het denken ophoudt.

Medewerkers van het Institute of Neuroscience in Wisconsin hebben dit holografische model experimenteel bevestigd. Door bij een groot aantal proefdieren een deel van de hersenfuncties (tijdelijk) uit te schakelen, konden ze een significante correlatie aantonen tussen het aantal geblokkeerde neuronen (in eenheden van miljoenen) en de vertraging van het tijdsbesef (in eenheden van sec.).

Natuurlijk is dit allemaal onzin, gewoon uit mijn duim gezogen, flauwekul. Maar hoe weet je dat zeker? Het had best waar kunnen zijn.¹ Heel goed mogelijk dat TIJD een illusie is en dat verleden en toekomst niets anders zijn dan constructies van het brein. Tenslotte is de waarheid niets anders dan wat je ooit ergens gelezen of gehoord hebt. Zelfs wiskundige bewijzen zijn niets anders dan abstracties gebaseerd op een, overigens tijdloze, tautologie. De waarheid is slechts wat de grootste muil beweert.²

De kul is nog erger. Onderzoekers aan het Weizmann Institute of Science hebben uit de relatie tussen ons neuronale beloningssysteem (met dopamine) en tijdsbeleving afgeleid dat onaangename verwachtingen gepaard gaan met een krimpend tijdsgevoel. Met andere woorden, de tijd gaat ook sneller als je het niet naar je zin hebt.³

¹ Zie: Bradford Skow. Objective becoming.

² Naar Dimitri Verhulst. Godverdomse dagen op een godverdomse bol.

³ https://www.nature.com/articles/s41593-020-0698-3

EMERGENTE EVOLUTIE*

Zonder taal zijn verhalen onbestaanbaar

Mijn diepgelovige buren zijn er niet langer van overtuigd dat evolutie iets is voor goddelozen: amoreel en willekeurig. Ook in hún kring van godvrezende kerkgangers gaan remonstrantse stemmen op dat God en evolutie elkaar niet hoeven uit te sluiten. Wetenschap (evolutie) is een geschenk van God, die hemel en aarde schiep in zeven dagen. Nou ja, dat laatste hoeven ze ook niet letterlijk te nemen. God schiep de oerknal, waar alles uit is voortgekomen en waarmee Hij schuilgaat achter het hele bestaan. Zijn roep vanuit de hemel leidt hen vanzelf naar het Goede want Hij is ook heel dichtbij. In henzelf geeft Hij hen hoop en vertrouwen.

De verhalen in de Bijbel wekken de indruk van een geschiedenis. Een begin (de schepping), middenmoot (stamvaders; leven van Jezus) en een einde (profetie over de eindtijd). Die historische lijn is echter niet origineel. Het begin is later geschreven dan de geschiedenis van de stamvaders. Het verhaal van een scheppende God diende als steun in onzekere tijden.

Persoonlijk heb ik die verhalen niet zo nodig om te begrijpen hoe de wereld in elkaar steekt. Een wetenschappelijke verklaring voldoet. Emoties als hoop, vertrouwen en liefde (en scheidend vermogen tussen goed en kwaad) komen van binnenuit en worden geïnitieerd door hormonen*

Bij evolutie denken de meeste mensen aan het ontstaan van nieuwe planten en dieren uit eerdere levende wezens. Soms is er zelfs een notie van gemeenschappelijk voorouderschap en natuurlijke selectie. Niet iedereen is het eens met de ideeën van Charles Darwin maar zijn naam kennen ze allemaal.

Minder vaak wordt evolutie in verband gebracht met de ontwikkeling van niet-levende materie. Zoals de evolutie van planeten en sterren, de kosmologische ontwikkelingen, het ontstaan van het heelal. Niet iedereen is bekend met de ideeën van Stephen Hawking maar zijn naam kennen ze allemaal.

Elke nieuwe fase van evolutie bouwt voort op een enorme keten van toevalligheden die verankerd zijn geraakt. Zo bepalen lagere niveaus van evolutie de contouren van de omgeving waarin hogere niveaus zich kunnen ontwikkelen. Dit laat zoveel ruimte voor verrassende wendingen dat buitengewoon onwaarschijnlijke paden vaak werkelijkheid worden en determinisme faalt. De toevallige uitkomsten bij ontelbare vertakkingen brengen een emergent element binnen in de evolutie. Ze voegen een grote hoeveelheid informatie en structuur toe die simpelweg niet in de lagere niveaus te vinden zijn, van waaruit wetten op een hoger niveau tevoorschijn kunnen komen - en dat doen ze ook vaak. Zo gelooft bijvoorbeeld geen enkele serieuze wetenschapper vandaag dat er in de biologie speciale 'levenskrachten' bestaan die geen fysio-chemische grondslag hebben, maar de fysische wetmatigheden alleen bepalen geenszins wat de wetten van de biologie op aarde zullen zijn.*

Om de enorme verscheidenheid aan soorten te verklaren definieerde Darwin in 1859 het mechanisme van de natuurlijke selectie in relatie tot seksuele voortplanting. In 1937 formuleerde Dobzhanski de ‘modern synthesis’ met natuurlijke selectie als kern van de genetische evolutie. Decennia lang werd aangenomen dat natuurlijke selectie werkte op het niveau van soorten en zelfs van ecosystemen, totdat duidelijk werd dat de kracht ervan veel groter was op het niveau van het individuele organisme en volgens Dawkins zelfs nog sterker op het niveau van genen (1976). Het mechanisme van natuurlijke selectie bleek op genetisch niveau krachtig genoeg om organische evolutie te verklaren, zonder doel of toekomstige attractor. Wederkerig altruïsme en speltheorie suggereerden het bevorderen van de samenwerking tussen totaal verschillende soorten, wat leidde tot een betere verklaring van de evolutie van altruïsme. Met de introductie van de ‘major transitions’ in de evolutie ontstond een heropleving van de multilevel (groeps) selectie met veelbelovende nieuwe inzichten.*

Tweehonderd jaar geleden verzamelde de elfjarige Charles Darwin kevertjes in de tuin van het ouderlijk huis en verwonderde zich over de rijkdom van Gods Schepping. Op zoek naar inzicht stuitte hij in zijn vaders boekenkast op James Huttons Theory of the Earth (1795) en maakte kennis met het uniformitarianisme (het heden is de sleutel tot het verleden). Daar is wellicht de kiem gelegd om met andere ogen naar de wereld te kijken. Met de publicatie van het principe van natuurlijke selectie dat achter zijn verwondering schuilging heeft hij overigens lang getalmd, toen het verscheen in 1859 was hij vijftig jaar oud. Sindsdien bestaat er een intellectuele tweespalt tussen het geloof in doelgerichte schepping en de claim op toevallige ontwikkeling. De eerste stroming vertegenwoordigt alle wereldreligies en (pseudo)wetenschappelijke opvattingen zoals creationisme (incl. intelligent design) en theïstisch evolutionisme. De andere, veel kleinere, groep omvat de agnostische wetenschap. De vraag is of de onmiskenbare toename van complexiteit het gevolg is van toeval of van doelgerichtheid.

Meer dan drie miljard jaar organische evolutie toont onweerlegbaar de cruciale rol van gecoördineerde actie en samenwerking. De ‘major transitions’ in de evolutie vertegenwoordigen complexiteitssprongen die hun oorsprong vinden in samenklontering. Het is een plausibel idee dat het geringe aantal innovatieve gebeurtenissen in de organische evolutie het gevolg is van groepsselectie in plaats van individuele selectie. Het gaat immers om de overerving van emergente kenmerken door differentiële groepsproductiviteit. Aan het begin van elke transitie ontstond er als het ware een 'maagdelijke' dimensie voor de emergente indringers die zich zonder concurrentie snel konden ontwikkelen totdat natuurlijke selectie hen dwong tot adaptatie. Volgens Kauffman is natuurlijke selectie misschien niet eens de belangrijkste bron van biologische organisatie, maar meer een soort fijnregeling binnen een zelforganiserende natuurlijke wereld. Groepsselectie lijkt elke keer dat er een transitie ophanden is de individuele selectie uit evenwicht te brengen.

In de meeste biologiemethodes van het voortgezet onderwijs wordt het evolutiemodel ingedikt tot natuurlijke selectie en populatiegenetica in het dierenrijk. De andere meercellige organismen (planten en schimmels) spelen een ondergeschikte rol, evenals overigens de eencelligen. Een overzicht van de ontwikkeling van het leven op aarde ontbreekt niettemin zelden. Om de geologische tijdschaal wat aansprekender te maken wordt deze wel eens gepresenteerd als een klok: de mens ontstond om 1 seconde voor klokslag 12 uur, één minuut eerder verdwenen de dino’s en kwamen de zoogdieren op, de meercelligen (planten, dieren en schimmels) kwamen om 10 vóór 12 tot ontwikkeling, voorafgegaan door de eencellige eukaryoten die zich voor het eerst lieten zien rond half 12. Het eerste half uur was volledig gevuld met prokaryoten ((arche)bacteriën). Misschien dat deze uit levenloze materie zijn ontstaan (op aarde of elders) maar dát was in elk geval vóór elven. Opvallend is dat het hoofdstuk Evolutie focust op die laatste minuut. Een kritische leerling zal zich afvragen of natuurlijke selectie en populatiegenetica over de hele tijdschaal geldt. Vooral op de in het oog springende momenten waarop er iets wezenlijks verandert. Wat is daar aan de hand? Telkens als die vraag rijst moet ik denken aan de kritische leerling die zich had verwonderd over de vorm van Afrika en Amerika waardoor de continenten op aansluitende puzzelstukjes lijken (in An Inconvenient Truth van Al Gore). Ook de ontwikkeling van het leven op aarde vertoont namelijk opmerkelijke scheilijnen. Uitgezonderd de endosymbiontentheorie (ontstaan van eukaryoten uit symbiotische prokaryoten) wordt in geen enkele methode aandacht besteed aan die evolutionaire reuzensprongen. In 1995 publiceerden Szathmary en Maynard Smith in Nature voor het eerst een lijstje van major transitions in evolution. Zij onderscheidden een achttal overgangen: ‘symbiose’ tussen replicerende en membraan vormende moleculen; clustering van replicerende moleculen tot chromosomen; ontstaan van de genetische code; endosymbiose; overgang van aseksuele klonen naar seksuele populaties; overgang van protist naar meercelligen (differentiatie); overgang van solitair naar kolonie; ontstaan van de talige humane samenleving. Aan de hand van uiteenlopende criteria kon hun lijstje worden veranderd of uitgebreid (met bv. de kolonisatie land door korstmos; ontstaan van het immuunsysteem). Eén ding hebben die lijstjes gemeen: er is sprake van een toenemende complexiteit.

Evolutionaire transities hebben een aantal gemeenschappelijke kenmerken. Elke transitie verschaft een reeks volledig nieuwe attributen. Daarbij is de entiteit of het systeem zowel in complexiteit als in omvang met minstens een factor 10 toegenomen. De transitie kan worden geïnterpreteerd als een stap naar een volgend organisatieniveau. Om de transitie mogelijk te maken vormen de betrokken componenten een band met voldoende overlevingskans om het volgende niveau te betreden. De componenten zijn in principe niet identiek, ze zijn zelfs heel verschillend (als er veel componenten betrokken zijn kunnen ze in groepen voorkomen) en hun oorspronkelijke 'vrijheid' wordt omgevormd tot een onderlinge alliantie. Kenmerkend voor transities is dat ze iets nieuws toevoegen en niet iets vervangen dat al bestaat (de term ‘revolutie’ voor dergelijke veranderingen is dus pertinent onjuist). In feite interageren de nieuwe systemen met de reeds bestaande organisatieniveaus, wat nog eens een extra dimensie van complexiteit met zich meebrengt.

Een systeem wordt emergent genoemd als de componenten innovatieve kwaliteiten hebben die het systeem in staat stellen 'een nieuwe dimensie te veroveren'. Synergie speelt een sleutelrol bij de ontwikkeling van complexe systemen, vooral met betrekking tot hun samenwerking. In de (organische) evolutie kan het worden opgevat als een functioneel principe met betrekking tot de overlevingskans van emergente systemen. In het kader van niet-lineaire dynamische systeemmodellen beschouwt Kauffman synergie (emergentie) als de uitkomst van een zelforganiserend systeem met binaire subsystemen, balancerend tussen een chaotische en een sterk geordende toestand.

Er is sprake van synergie bij de vorming van elementaire deeltjes, atomen en moleculen, bij het tot stand komen van chemische verbindingen, bij het ontstaan van leven, bij de endosymbiotische vorming van eukaryote cellen, bij de ontwikkeling van meercellige organismen, bij de verovering van het land door terrestrische symbionten, bij socialisatie door individuele organismen en bij de wereldwijde communicatie via elektronische netwerken. In managementadviesbureaus wordt synergie vaak gebruikt om de voordelen van samenwerking aan te geven. Vaak wordt op deze voordelen gewezen om bedrijfsfusies, meestal ten koste van het personeel, te verdedigen. Als het om verschillende biologische soorten gaat gebruikt men liever de term symbiose. Synergie wordt ook gebruikt als een overkoepelende term voor allerlei soorten onherleidbare coöperatieve effecten. Dit zou gemakkelijk tot misverstanden kunnen leiden, omdat creationisten geloven dat onherleidbare complexiteit het bestaan van Intelligent Design bevestigt. Onherleidbaarheid is echter een illusie. De onmogelijkheid om complexe structuren te vereenvoudigen wordt veroorzaakt door dogmatisch denken en gebrek aan creativiteit. Niet-lineaire oscillaties lijken alleen maar onvoorspelbaar. Zodra je doorhebt wat er aan de hand is zijn de oorzaken, weliswaar achteraf, eenvoudig te begrijpen. Zolang een causale verklaring zoals ‘natuurlijke selectie’ de zoeker inzicht verschaft, is er geen logische noodzaak om op zoek te gaan naar een goddelijke ontwerper of Bijbelse verklaring.

Het blinde toeval, dat op het onderliggende genetische mechanisme van de natuurlijke selectie van toepassing is, geldt waarschijnlijk niet alleen voor dieren maar ook voor eencellige protisten en bacteriën. Voor de transities naar een hoger plan, het opgeven van de eigen identiteit ten behoeve van een innige samenwerking, is echter meer nodig. Dat schijnbaar doelgerichte streven naar grotere complexiteit prikkelt sommigen tot de religieuze aanname van een anti-causale, uit de toekomst afkomstige aantrekkingskracht die het evolutieproces voorttrekt. Terecht noemt Klapwijk (2009) de transitie een voorbeeld van emergentie, een nieuwe zijnsvorm die niet simpel valt te herleiden tot de eraan voorgaande componenten. Maar dat betekent nog niet dat zo’n emergentie geen causale ontstaansgeschiedenis kent (zie Van Belle & van der Veken, 2008). Door de structuren tijdens hun transitie te zien als complexe systemen met zelforganisatie, wekken de inherente dynamische attractoren de suggestie van doelgerichtheid. Maar daar is niets teleologisch aan. De nieuwe fase in ontwikkeling wordt gekenmerkt door emergentie maar is geheel verklaarbaar uit causale factoren. Iedereen kan bij het Santa Fe Institute een gratis cursus volgen om kennis te maken met de voor evolutiebiologen onmisbare complexe adaptieve systemen.*

Ontstaan van nieuwe structuur (met emergente eigenschappen) in complex systeem.

uit: R. Lewin Complexiteit Contact,1993

Primordiale overgangen

De organische evolutie op aarde werd voorafgegaan door een veel langere periode van meer dan 10 miljard jaar anorganische evolutie waarin ons universum zich ontwikkelde. Astrofysische rapporten over de vroege ontwikkeling van materie en de latere oorsprong van sterrenstelsels gaan allemaal uit van een beginstadium, toen het universum volledig gevuld was met energie en materie met een oneindige dichtheid en lichte kwantumoscillaties vanwege het onzekerheidsprincipe van Heisenberg (dit laatste veroorzaakte lokale dichtheden in een verdere homogene ruimte). Vanaf het eerste moment breidde een immens heet universum zich met grote snelheid uit terwijl de aanvankelijke losse subatomaire deeltjes na verloop van tijd samenklonterden. De oorspronkelijke nucleosynthese zorgde voor de initiële synergetische stap bij de vorming van de materie. Up- en down-quarks verenigden zich om binnen een fractie van een seconde protonen en neutronen te vormen en na ongeveer driekwart van de eerste miljoen jaar waren de meeste vrije elektronen aangetrokken om atomen samen te stellen (waterstof, deuterium, helium en lithium). Vanaf dat moment werd het universum transparant.

In de lokaal dichtere gebieden van het steeds groter wordende heelal ontstonden gaswolken van lichte elementen. Binnen deze wolken werd de dichtheid zo hoog (door zwaartekracht) dat door fusie van de lichte elementen sterren en zelfs zwarte gaten ontstonden. Te grote sterren explodeerden en slingerden zware verbrandingsproducten de ruimte in. Dit proces werd geregeld herhaald, waardoor stofwolken van elementen (waaronder zwaardere) die rond een ster circuleerden, konden evolueren tot planeten, terwijl het sterk geëxpandeerde universum tot nog maar enkele graden Kelvin was gedaald.

Entropie kan worden gedefinieerd als het totaal van mogelijke arrangementen van componenten binnen een systeem, zonder het systeem als geheel te veranderen. Het is een maat voor de hoeveelheid chaos in een fysiek systeem. Volgens de tweede wet van de thermodynamica zal de entropie van een geïsoleerd systeem dat niet in evenwicht is, in de loop van de tijd toenemen en bij evenwicht een maximale waarde benaderen. Sinds het beginstadium lijkt het universum echter niet in staat te zijn om een toestand van energie-evenwicht te herwinnen omdat de expansie voortdurend versnelt. Men veronderstelt dat het universum nauwelijks zou kunnen uitbreiden als het niet geïsoleerd was van aangrenzende systemen. Toch raakt het systeem steeds verder verwijderd van een evenwichtsverdeling van energie en deeltjes naarmate de universele expansie blijft versnellen, waardoor tegelijkertijd de drang naar evenwicht wordt vergroot.

Hoe dan ook, de synergetische assemblage van elementen uit subatomaire deeltjes in de condenserende intergalactische wolken werd voortgezet zodat er steeds meer sterren werden gevormd. Volgens de accretietheorie zouden planeten zijn geëvolueerd uit het resterende circulerende stof. Ondertussen waren voldoende afgekoelde atomen in staat om moleculen te vormen. Deze formatie was een voorwaarde om verdere ontwikkeling overal in de ruimte te mogelijk te maken. Aangezien het grootste deel van het universum voor elke waarneming verborgen blijft en zelfs in ons eigen melkwegstelsel deze ontwikkeling buiten onze waarneming valt, kunnen we maar beter dicht bij huis blijven.

Op onze aarde waren de meest voorkomende elementen ijzer en stikstof. Een zwaar element als ijzer werd naar het centrum getrokken, terwijl de atmosfeer voornamelijk werd gevormd door gassen die ontsnapten uit de afkoeling van rotsachtige materialen. De aanwezigheid van zuurstof werd onmiddellijk ongedaan gemaakt door oxidatie van andere elementen zoals waterstof, koolstof en silicium, waarbij water, CO₂ en kwarts ontstonden. Naast stikstof moet de vroege atmosfeer hoge concentraties kooldioxide en waterdamp (H₂O) hebben bevat, evenals ammoniak, waterstofsulfide en methaan.

Niet alleen organismen zijn het resultaat van emergente evolutie, ook de niet-levende materie is er door gevormd. Dit biedt kansen voor interdisciplinaire samenhang met andere beta-vakken. De grote moleculen aan het begin van de abiogenese (RNA, eiwitten, lipiden) zijn opgebouwd uit kleinere verbindingen met waterstof (meest voorkomende stof in het heelal) en oxidatieproducten (kiezel, water, koolzuur, allerlei ‘vervuiling’). Ongeacht of de abiogenese op aarde of op een meteoriet plaatsvond, de ‘grote’ atomaire bouwstenen (C, O, N, S, F, enz.) waaruit de moleculen bestaan zijn altijd afkomstig uit interstellaire gaswolken. Door de explosieve kracht van supernova’s werden ze gevormd uit waterstof en helium, de stoffen waaraan sterren hun bestaan ontlenen (waterstoffusie).

Aanvankelijk, miljarden jaren geleden, was het heelal geheel gevuld met waterstofatomen. Door onderlinge aantrekking vormden ze clusters die door de gravitatie steeds zwaarder en heter werden (stervorming). De waterstofatomen zelf zijn in de eerste miljoen jaar na de oerknal ontstaan doordat vrije elektronen gaandeweg permanent werden ‘ingevangen’ door losse kernen (door de duurzame ontkoppeling van fotonen werd het heelal toen transparant). De atoomkernen werden enkele minuten na de oerknal geboren uit samenklittende protonen en neutronen die niet langer door energierijke deeltjes uit elkaar werden geslagen. Op hun beurt werden de materiedeeltjes (hadronen) in de eerste seconde gevormd uit samensmeltende quarks onder invloed van de sterke wisselwerking (gluonen). Eerdere ontwikkelingen in de ontzaglijke hete en dichte Oersoep is onderwerp van theoretische speculatie, het noodzakelijke energieniveau kan in geen enkele deeltjesversneller op aarde worden bereikt.

Het ontstaansproces van de materie mag dan buiten het examenprogramma vallen, als onderdeel van ‘big science’ en het emergentie paradigma mag het niet ontbreken.

Vanwege wiskundige problemen werden concepten als antideeltjes en denkbeeldige tijd geïntroduceerd. Die had men liever dan een oorzaak in de toekomst zoals sommigen voorstelden. De steeds groeiende complexiteit op microniveau leek te worden veroorzaakt door een attractor die de tweede hoofdwet van de thermodynamica tegenspreekt. Deze negentropie of syntropie wordt wel beschouwd als een analogie van antimaterie en is wiskundig afgeleid van de vierkantswortel in de energie / momentum / massa-vergelijking die zowel een positieve (convergente) als negatieve (divergente) oplossing heeft. Deze syntropie is een intrigerend concept dat complexiteit kan veroorzaken via vreemde attractoren zoals in niet-lineaire dynamische systemen. Het concept wordt echter van nature omarmd door creationisten, waardoor het gebruik ervan ongemakkelijk wordt voor wetenschappelijke toepassing. De tweede wet van de thermodynamica is alleen van toepassing op geïsoleerde systemen, dus - tenzij een steeds groter wordend universum niet als een geïsoleerd systeem wordt beschouwd - is het gebruik van syntropie beperkt tot 'open' (energie-verwerkende) systemen, zoals levende organismen.

Autokatalyse

De organische evolutie op aarde kan worden beschouwd als een voortzetting van het thermodynamische principe van energie-transductie. Vanwege het onzekerheidsprincipe van Heisenberg en het uitsluitingsprincipe van Pauli, zou een hele reeks moleculen met hun substantiële kenmerken kunnen worden geproduceerd door louter grootte-variatie van de verschillende atomen en hun onderlinge elektronenuitwisseling. Een enorme verscheidenheid aan 'vrije' chemische verbindingen (tegenwoordig zijn ze meestal verankerd in organische structuur of proces) vergroot de kans op de aanwezigheid van katalysatoren die nog meer chemische structuren mogelijk kunnen maken. In een willekeurig mengsel van reagentia wordt vroeg of laat een katalysator gesynthetiseerd. Deze katalysator zal de verdere processen binnen het mengsel in een bepaalde richting leiden door willekeurige reacties tegen te gaan. Door autokatalytische en oscillerende reacties op gang te brengen, ontstaat er een onvermijdelijk proces.

Een reconstructie van de oorsprong van het leven is hoogst hypothetisch, maar er zijn enkele onbetwistbare premissen. Om een entiteit als een levend wezen te definiëren, moet het aan ten minste twee voorwaarden voldoen. De entiteit moet i) repliceerbaar zijn om informatie over zichzelf door te geven, inclusief het vermogen om te repliceren, en de entiteit moet los van de buitenwereld ii) beschikken over een interne omgeving om energie op te wekken. Uiteindelijk kon er homeostase ontstaan - voor sommigen kan dit zelfs een voorafgaande toestand zijn - door selectieve transudatie van ionen terwijl de nodige energie werd geleverd door chemische modulaties in organisch materiaal. Dat laatste was overvloedig aanwezig door abiotische synthese in de buurt van vulkaanuitbarstingen en wellicht door elektrische ontladingen in de reducerende gasatmosfeer.

Tijdens de enorme tijdspanne dat leven kon ontstaan hoefde replicatie met waarschijnlijk een stof als het huidige RNA maar één keer te gebeuren. Door zichzelf in stand te houden zou het blijven repliceren en verdere complexiteit ontwikkelen om zo zichzelf te verbeteren. Dit zou kunnen verklaren waarom alle moderne organismen dezelfde structuren hebben om informatie over te dragen.

Na de ontdekking van katalytische RNA's (introns) bij zeer uiteenlopende organismen, is er veel gespeculeerd over hun betekenis in de vroege evolutie van het leven.

Een autokatalytisch chemisch netwerk lijkt een serieuze en plausibele kandidaat om de eerste RNA's te hebben geproduceerd. Dit kan voorafgegaan zijn door een reducerend chemisch reactie-netwerk om energie te leveren (zoals in moderne chemotrofe bacteriën). Als prebiotisch metabolisme werd een omgeving voorgesteld met autokatalytische niet-polymere moleculen, zoals moderne co-enzymen, als voorlopers van nucleotiden. Deze moleculen koloniseren het oppervlak van zelfassemblerende olie-druppeltjes, oxideren de koolwaterstoffen in de olie en veranderen langzaam maar zeker de structuur in een membraan. De verwijdering van een interne omgeving zou mogelijk ook geleverd kunnen worden door zelfgeorganiseerde lipidemembranen.

Het idee van zelforganiserende autokatalytische chemische systemen als basis voor de vorming van vroege zichzelf onderhoudende pre-metabolische moleculaire netwerken wordt serieus onderzocht en is geschikt gebleken om informatieoverdracht van de ene generatie naar de volgende mogelijk te maken.

De oeratmosfeer was sterk reducerend qua samenstelling (voornamelijk H₂O, CO₂ en N₂) en kwam vooral voort uit ontgassing tijdens meteorietinslagen (in plaats van uit de aardmantel zelf). In tegenstelling tot wat lang werd gedacht, namelijk dat NH₃ en CH₄ belangrijke componenten waren van de vroege atmosfeer, zouden deze gassen alleen aanwezig zijn geweest in de buurt van vulkaanuitbarstingen en opgelost in de oceanen. De samenstelling van de atmosfeer was bepalend voor het ontstaan van leven wat betreft de aanwezige componenten in potentiële autokatalytische netwerken en met het oog op de mogelijke fotochemische reacties en het soort doorgelaten straling vanuit de ruimte. De afwezigheid van ammoniak en methaan in de atmosfeer gaf aanleiding tot de hydrothermische hypothese die een onderzeese oorsprong van leven suggereert. En er is de theorie van panspermie die veronderstelt dat biochemische verbindingen uit de ruimte afkomstig zijn. Hoewel een exogene bron van organische moleculen als oorsprong van het leven in tegenspraak is met zowel de filosofische afwijzing door Ockham's scheermes als met de meer pragmatische overweging dat slechts een kleine fractie een inslag op aarde zou overleven, wint het aan waarschijnlijkheid in een atmosfeer die wordt gegenereerd door vrijkomende gassen bij meteorietinslagen. Volgens de opvatting dat evolutionaire veranderingen met hele kleine stapjes heeft plaats gevonden, zou het leven lang voordat de aarde werd gevormd zijn begonnen en daarom op een andere planeet moeten zijn ontstaan. De berekeningen kunnen echter op verkeerde aannames gebaseerd zijn en onvoldoende rekening houden met de attractoren in de dynamische subsystemen, wat de accumulatieperiode aanzienlijk zou kunnen verkorten.

Van de talrijke microsferen moeten sommige een replicerende structuur hebben omsloten. De kans op een goede combinatie was misschien miniem, het aantal moleculen en de beschikbare tijd waren daarentegen immens. Punt is dat de eerste complexe structuren die aan de meest fundamentele eisen van levensvatbaarheid voldeden, evolueerden door fusie van de juiste ingrediënten in plaats van door selectie. De eigenschappen van de losse componenten bleven intact en hun combinatie leverde iets op dat er nooit eerder was. Perfecte synergie. Of liever, emergentie.

Vroege organische evolutie

Neem een enkele oude microbe die zich slechts één keer per jaar repliceert (als de omgeving optimaal is, kunnen moderne microben zich elke 20 minuten delen) en stel dat de diameter ervan 1μm bedraagt, dan zou na het totale wateroppervlak op aarde bedekt na 100 jaar bedekt zijn met een bacteriële deken van meer dan 3μm dik. Je kunt dit zelf berekenen voor 2¹⁰⁰ microben met een afmeting van 1 x 1 x 1 μm over een oppervlak van 3,7 x 10⁸ km².

De eerste protobionten (een combinatie van een omhullend membraan, een replicatieapparaat en voldoende katalytisch vermogen om de motor te laten draaien) waren hoogstwaarschijnlijk chemotrofen met een omgekeerde Krebs-cyclus die al het beschikbare (an)organische materiaal 'consumeerden'. De energie die door deze autotrofe replicatoren werd gegenereerd, zou afval produceren dat vroeg of laat op een vergelijkbare manier door andere protobionten kon worden gebruikt. En hun afval weer door anderen, enz. Het is het begin van een organische co-evolutie (onderling afhankelijke relatie) en tegelijkertijd zou natuurlijke selectie (competitie) zijn biologische debuut maken. Autokatalytische replicatie van losse bouwstenen werd gereguleerd (we weten nog niet hoe) en omgezet in reproductie.

De oersoep van protobionten zag er misschien wat chaotisch uit met veel interacties en in- en uitsluitingen van grotere en minuscule bio-druppeltjes. Het minimaliseren van het aantal membraanverbindingen resulteerde in een bolvorm vanwege de fysische wetmatigheden. Chemische eigenschappen van de verbindingen konden leiden tot plooien en uitrekking als de omgevingsdruk hoger was dan de morfogenetische kosten, zo die er al was.

De vroegste prokaryote fossielen - tegenwoordig wordt de term prokaryoot vervangen door echte bacteriële - dateren van ongeveer 3,8 miljard jaar geleden (nabij Quebec). Aangezien de aarde zelf hooguit 4,5 miljard jaar oud is, moeten deze prokaryoten gedurende de eerste paar honderd miljoen jaar zijn geëvolueerd - de suggestie dat levende organismen de aarde vanuit de ruimte hebben gekoloniseerd leidt alleen maar af en maakt de zaak onnodig ingewikkeld. Het lijkt aannemelijk dat veel van de oorspronkelijke levensvormen zijn verdwenen nadat ze werden opgeslokt, opgenomen of ingekapseld door meer succesvolle vormen die in staat waren om specifiek organisch materiaal op een meer efficiënte wijze te verwerken. Dit zou natuurlijke selectie kunnen worden genoemd, maar niet zoals Darwin het definieerde. Eén oude groep bacteriën, de Archeae, bestaat echter nog steeds en ze onderscheiden zich van alle andere moderne levensvormen door een specifieke samenstelling van hun membranen. Tot de Archeae behoren de enige moderne levensvormen die extreme temperaturen en zoutconcentraties (extremofielen) kunnen overleven.

Moderne bacteriën zijn enorm talrijk en kunnen op verschillende manieren worden geclassificeerd. Het meest algemeen zijn de fotolithotrofen die licht en een anorganische elektronendonor (H₂O, H₂S of S) gebruiken en de chemoorganotrofen die redoxreacties en een organische elektronendonor gebruiken. Om aan koolstof te komen nemen de autotrofen zoals cyanobacteriën CO₂ op of breken ze organisch materiaal af (heterotrofen zoals parasieten en reducenten). Aërobe hetrotrofen gebruiken zuurstof als elektronen-acceptor, anaërobe geven hun elektronen af aan een verscheidenheid van (an)organische chemicaliën. Sommige van de aanwezige bacteriën zijn aëroob maar niet autotroof (nitrificatiebacteriën), andere gebruiken licht maar geen CO₂ (paarse bacteriën). De immense diversiteit van tegenwoordig moet destijds beslist onbeduidend zijn geweest aangezien moderne bacteriën in hoge mate afhankelijk zijn van andere levensvormen (en vice versa). Toch vormden ze een onvermijdelijk matrix voor verdere organische evolutie.

Reproductie van bacteriën wordt voornamelijk gerealiseerd door binaire splitsing, terwijl verschillende manieren van recombinatie voorhanden zijn. De onverwachte, vaak voorkomende laterale overdracht van genetisch materiaal tussen verschillende bacterie-stammen wil niet zeggen dat deze ook drie miljard jaar geleden voorkwam, maar ondersteunt nog wel steeds het idee van emergente evolutie.

Ervan uitgaande dat er voldoende organisch materiaal beschikbaar was voor een wereldwijde groei, lijdt het geen twijfel dat, naast selectie door genetische mutaties, de ophoping van microben gemakkelijk allerlei soorten fusies tot gevolg had. Een direct bewijs voor emergente evolutie tijdens de eerste miljard jaar van organische evolutie is niet voorhanden. Het is wel aannemelijk.

Endosymbiose

De echte bacteriën hebben celmembranen die vergelijkbaar zijn met die in alle andere organismen (behalve de Archeae). Dit feit, evenals hun eenvoudige structuur (geen organellen; vrij DNA), maakt het aannemelijk dat alle eukaryoten zijn geëvolueerd uit de echte bacteriën. Onder de vele complexe moleculen waren er enkele straling-absorberende eiwitten, via welke elektronen op andere moleculen konden worden overgebracht om daarmee wat energie op te wekken. Een primitieve fotosynthese verving bij sommige bacteriën de chemische omzettingen die nodig waren om energie op te wekken. Het bijproduct zuurstof kan voor veel van de organische structuren behoorlijk schadelijk zijn geweest.

De opmerkelijke overeenkomsten tussen vrijlevende cyanobacteriën en de chloroplasten in moderne plantencellen waren een eerste aanleiding tot de ontwikkeling van de seriële endosymbiotische theorie. Hoewel niet unaniem gesteund wordt nu algemeen aangenomen dat zowel chloroplasten als mitochondriën zijn geëvolueerd uit bacteriën die ingekapseld werden door een grotere entiteit. De combinatie van fotosynthese en zuurstofrecycling was een volgende stap in de emergente evolutie. De basissubstantie van de eukaryote cel, het nucleocytoplasma, is mogelijk ontstaan uit een associatie tussen archeae en anaërobe heterotrofe bacteriën, terwijl het nucleaire omhulsel en het endoplasmatisch reticulum tot stand kwamen door zelfassemblage. Deze zogenaamde proto-eukaryoten zouden dan cyanobacteriën en paarse niet-zwavelbacteriën hebben opgenomen die we nu kennen als resp. chloroplasten en mitochondriën. Deze hypothese over een ontwikkeling van enkele miljarden jaren geleden verdient enig voorbehoud en moet misschien op details worden herzien. Er bestaan tegenstrijdige theorieën over de oorsprong van trilharen en andere bewegingsstructuren in eukaryoten. Voorstanders van de seriële endosymbiotische theorie beweren dat voorouders van moderne spirocheten zijn doorgedrongen in de proto-eukaryoten om microtubuli en undulipodia te vormen. Endogene modellen gaan ervan uit dat de flagella zijn ontstaan uit componenten van het eukaryote cytoskelet.

Ook over de oorsprong van de eukaryote kern zijn de meningen verdeeld. Het endogene model is gebaseerd op de aanname dat de kern selectief is voortgekomen uit een gemodificeerd reeds bestaand endomembraansysteem. Volgens het syntrofische model is de kern ontstaan uit een fusie tussen archaea en bacteriën of tenminste uit de endosymbiotische opname van archeaeïsche eigenschappen in een gastcel. Er is ook toenemende belangstelling voor de mogelijke rol van virussen bij het ontstaan van de eukaryoten.

Van eencellig naar meercellig

Gedeeltelijke mitose, aan elkaar blijven plakken na deling, kolonievorming, er zijn diverse mogelijkheden hoe meercellige organismen uit enkele cellen zijn voortgekomen. Wat ze gemeen hebben, is de noodzakelijke samenwerking tussen de cellen. Sommigen denken dat het ontstaan van meercellige organismen een natuurlijk gevolg was van een kolonie cellen die continu kon groeien. Alle water-organismen werden meercellig door gedeeltelijke mitose terwijl bij de meeste terrestrische micro-organismen sprake was van een soort beweeglijke aggregatie van cellen of kernen in een meerkernig syncytium. Of de meercellige organismen voortkwamen uit aggregaties van gelijkaardige eencellige organismen zoals in de huidige slijmzwammen of dat multicellulariteit voortkwam uit verschillende soorten eencellige organismen (symbiose-theorie), in beide gevallen zou men kunnen spreken van emergente evolutie. In nauw verwante cellen kan hun samenwerking worden begrepen uit het oogpunt van 'egoïstische genen' terwijl de vorming van kolonies van minder verwante individuele cellen verklaard zou kunnen worden met het 'prisoners dilemma'. Aangezien multicellulariteit waarschijnlijk vele malen onafhankelijk is geëvolueerd, zijn mogelijk alle scenario's gerealiseerd.

Onlosmakelijk verbonden met multicellulariteit zijn celdifferentiatie en apoptose (celdood) die mogelijk hun oorsprong hebben in hun eigen geschiedenis, dat wil zeggen, de eencellige evolutie. De toegenomen genoomcomplexiteit die samenvalt met multicellulariteit houdt hoogstwaarschijnlijk verband met intercellulaire communicatie en eerder genoemde processen.

Samenwerkende eenheden van cellen met verschillende taken zullen op het terrein van vruchtbaarheid en levensvatbaarheid een enorm voordeel hebben opgeleverd ten opzichte van eencellige organismen. Bij eencellige individuen moet dezelfde cel voor beide fitnesscomponenten zorgen, terwijl bij meercellige organismen afzonderlijke cellen zich kunnen specialiseren. Selectieve druk is voordelig bij grote verscheidenheid en kan eencellige organismen aanzetten tot kolonievorming om vervolgens te evolueren tot meercellige individuen. Grootte kan gunstig zijn voor de levensvatbaarheid (zoals predatie vermijden, grotere prooien vangen, buffervorming) en voor de vruchtbaarheid. Naarmate de grootte verder toeneemt, kunnen de voordelen voor levensvatbaarheid en vruchtbaarheid nog beter worden door kiemvorming en de volledige scheiding tussen kiem en soma. Met het resultaat wordt een verhoogde complexiteit bereikt.

Toen meercellige organismen ruim een half miljard jaar geleden ontstonden, waren alle fundamenteel verschillende bouwplannen van de moderne phyla al vertegenwoordigd. De variatie in bouwplan bleef beperkt door intrinsieke wetmatigheden van de sub-systemen tijdens de ontogenie. Ongeveer 50 miljoen jaar later verdween 85% van de meercellige organismen en verdwenen de meeste phyla voor altijd. Deze eerste bekende massa-extinctie viel samen met de vorming van Gondwanaland. Blijkbaar werkten de externe omstandigheden (verkorte kustlijn en verlaagde gemiddelde temperatuur) als een selectief mechanisme ten gunste van slechts enkele bouwplannen.

Volgens het fossielenbestand kwamen na de multicellulariteit de terrestrische planten en dieren relatief snel tevoorschijn. Aangezien de oudste overblijfselen van organisch aards leven meer dan 2 miljard jaar oud zijn, is het aannemelijk dat het meeste ervan destijds beschikbaar was als voeding voor de eukaryote nieuwkomers. Algemeen wordt aangenomen dat de eerste terrestrische eukaryoten autotroof waren, zodat ze bijdroegen aan een verdere toename van het zuurstofgehalte in de atmosfeer. Omdat de ozonlaag nog niet volledig was ontwikkeld was het stralingsniveau bedreigend hoog. Daardoor was de aarde voor de nieuwe levensvormen een levensgevaarlijke omgeving. Het land was voedselarm, fysiek onstabiel en onderhevig aan sterke temperatuurschommelingen. Alleen alluviale of lacustriene laaglandgebieden met fijnkorrelige bodems die water en voedingsstoffen konden vasthouden, waren mogelijk een geschikte habitat voor de eerste landplanten.

Men vermoedt dat de kolonisatie van het land door eukaryoten waarschijnlijk werd vergemakkelijkt door symbiose tussen een fototroof en heterotroof organisme. Het fossielenbestand in dit opzicht is ontoereikend. De symbiotische samenwerking tussen schimmels en algen of cyanobacteriën bestond echter al lang vóór de evolutie van vaatplanten en hun synergetisch aandeel in de terrestrische invasie was onvermijdelijk. Met hun hyfen konden de schimmels water en opgeloste anorganische ingrediënten opnemen, terwijl de ingesloten fototrofen de benodigde suikers leverden. Fotosynthetiserende algen waren veel te kwetsbaar om alléén te overleven en werden beschermd tegen te grote hoeveelheden UV-straling en uitdroging door de cuticula van de schimmel.

De meeste moderne embryofyten (landplanten) onderhouden nog steeds een symbiotische relatie met schimmelhyfen in de vorm van mycorrhiza, om het contactoppervlak van het wortelsysteem van de plant te vergroten. Bovendien kan de mycorrhiza voedingsstoffen leveren die zonder deze samenwerking voor de plant niet beschikbaar zouden zijn.

Moderne korstmossen bestaan uit een symbiotische associatie van een schimmel en een groene alg. Ze kunnen extreme omstandigheden overleven, hoewel sommige soorten behoorlijk gevoelig zijn voor luchtverontreiniging. Uit onderzoek blijkt dat daarnaast ook bacteriën verschillende functionele rollen kunnen vervullen binnen de symbiose van korstmossen.

Verschillende moderne groepen kolonievormende algen zijn tussenproducten tussen eencellige en meercellige planten. Het meest bekend onder de groene algen zijn de bolvormige kolonies van Volvocales die zijn samengesteld uit talrijke flagellaten met af en toe cytoplasmatische verbindingen en een duidelijke voor- en achterzijde. Groene algen van het geslacht Scenedesmus scheiden prikkels af om kleine niet-beweeglijke kolonies te vormen, waarschijnlijk om predatie te voorkomen (de kolonie is te groot om door zoöplankton te worden geconsumeerd). Veel goud- en geelbruine algen (chrysophyta) en diatomeeën (bacillarioophyceae) kleven aaneen tot kolonies, de laatste met een rudimentaire celdifferentiatie.

Moderne slijmzwammen beginnen als een eenkernige amoebe. Tijdens de groei delen alleen de kernen zich en ontwikkelt het organisme zich tot een groot meerkernig plasmodium. Als de omstandigheden gunstig zijn voor vruchtvorming, valt het plasmodium uiteen om een vruchtlichaam te vormen dat haploïde sporen draagt. Daaruit ontwikkelen zich de gameten van de volgende generatie.

De moderne porifera (sponzen) nemen als meercellige organismen een positie in tussen de eencellige protozoa en de metazoa met een zenuwstelsel. Van alle moderne dieren zijn ze het nauwst verwant met de voorouderlijke oermetazoa. Ze zijn samengesteld uit een beperkt aantal gedifferentieerde cellen die, na scheiding, weer samenklitten tot het oorspronkelijke dier. Het bestaan van cel-adhesiemoleculen maakte de ontwikkeling van een koloniaal organisme mogelijk. Sponzen hebben geen zenuw- en spierweefsel. Cellulaire communicatie en coördinatie worden chemisch gegenereerd door een complexe reeks moleculaire componenten in plaats van door elektrische geleiding.

UITSTERVEN

Gedurende vier miljard jaar aan levensgeschiedenis op aarde zijn er regelmatig massale uitstervingen geweest waarbij de dominante soorten het veld moesten ruimen en plaats maakten voor nieuwe. Waardoor de overheersers verdwenen is vaak ongewis en naarmate de gebeurtenissen zich recenter afspeelden is zijn er meer details bekend. Zoals het massale sterven van veel soorten in het Meghalayaan (de afgelopen 4500 jaar) a.g.v. ziekteverwekkers, vervuiling en verdringing door Homo sapiens. Maar de alomvattende overheersing van de mens heeft tijdens het anthropoceen nog niet tot massaal uitsterven van andere soorten geleid zoals in het verleden.

Uitstervingsgolven zijn essentieel voor de evolutie, ze bieden ruimte voor de ontwikkeling van nieuwe soorten. Er verdwijnt in een relatief korte tijd minstens 75% van de voorkomende soorten.

Sinds het bestaan van meercellige organismen (planten, dieren en schimmels) hebben er zes grote catastrofen plaatsgevonden. De eerste was in het Ordovicium, ca. 450 miljoen jaar geleden (450 Ma) en reduceerde het aantal soorten met 85%. Een sterke daling van het CO₂ gehalte in de atmosfeer, mogelijk door een ongebreidelde toename van landplanten, leidde tot een ijstijd. Verandering temperatuur en zeeniveau waren de boosdoeners maar de oorzaak is onbekend. De tweede uitstervingsgolf vond plaats in het Devoon, ca. 400 Ma en werd mogelijk veroorzaakt door meteorietinslagen. Ook deze periode wordt gekenmerkt door een sterke fluctuatie van het CO₂ gehalte. De derde en vierde golf vonden betrekkelijk kort na elkaar plaats, resp. 260 en 250 Ma. Daarbij verdwenen bijna alle soorten van de aardbodem. De oorzaak wordt gezocht in wijdverbreid vulkanisme (vloed-basalten) waardoor het CO₂ gehalte steeg, met sterke temperatuurstijging en verzuring van de oceanen tot gevolg. De volgende massa-extinctie, ca. 200 Ma, treft vooral het landleven waar ca. 80% van de soorten verdwijnen. De oorzaak is onbekend maar ook hier vermoedt men vulkanisme en klimaatverandering. De laatste uitstervingsgolf vond ca. 65 Ma plaats door de inslag van een komeet in Yucatan, waarbij 50% van het zeeleven en alle grote landdieren het loodje legden.

De oudste bekende massa-extinctie was de grote oxygenatie, ca. 2500 Ma, toen cyanobacteriën met fotosynthese grote hoeveelheden zuurstof produceerden. Oxidatie bedreigde alle anaerobe levensvormen en tastte de broeikasgassen aan, met een wereldwijde afkoeling tot gevolg, die bijna fataal was voor de cyano-bacteriën zelf. De eerste meercellige organismen waren sessiel en verdwenen ca. 540 Ma massaal, kort voor de Cambrische explosie. Mogelijk werden ze slachtoffer van predatie door organismen die zich wel konden voortbewegen.

Heel recent, ca. 2 Ma, zou een reeks supernova’s de ozonlaag hebben aangetast waardoor een groot aantal kleine organismen door kosmische straling werd gedood. Hierdoor werd het ecosysteem van de oceanen verstoord. In hoeverre dat van invloed is geweest op de concentratie broeikasgassen en de afwisselende ijstijden en interglacialen is onbekend.

Massa-extincties zijn van invloed op het verloop van de evolutie. De samenhang met emergentie is discutabel.*

Op de geologische tijdschaal bestaan wij nog maar betrekkelijk kort, hooguit 5 miljoen jaar. Toen liepen er primaten rond met woekerende zenuwcellen in hun hersenpan en een heterochronische verandering in hun ontwikkeling. Deze afwijking veroorzaakte neotenie (vroeggeboorte) wat goed van pas kwam omdat de uitdijende schedel nog maar nauwelijks het geboortekanaal kon passeren (een te grote schedel heeft wellicht bijgedragen aan het uitsterven van sommige Hominidae). De vertraagde ontwikkeling door heterochronie leidde ook tot uitstel van de secundaire geslachtskenmerken en tot een toegenomen afhankelijkheid van soortgenoten. De langdurige zorg die de jongen vereisten stimuleerde het sociale gedrag van deze groepsdieren.

Van de Hominidae bestaan er nog 8 soorten, de grote mensapen en wijzelf. De rest, een kleine 50 soorten, is uitgestorven. Dat Homo sapiens de vroege strijd om het bestaan heeft kunnen overleven wordt voornamelijk toegeschreven aan zijn cognitieve en coöperatieve vermogens. Een sterke neiging tot zelfopoffering, vooral ten aanzien van de nakomelingen, moet niet worden uitgesloten. Onderlinge afhankelijkheid door individuele kwetsbaarheid heeft wellicht vroege populaties helpen overleven. Maar het blijft verrassend.*

Sociaal gedrag en symbiose

Het optreden van symbiose, als een onderling afhankelijke samenwerking tussen verschillende soorten, is hierboven al genoemd als aanwijzing voor emergente evolutie. Symbiose is een bron van evolutionaire nieuwigheid en speelt een cruciale rol bij soortvorming en ecologische diversificatie. Symbiotische relaties tussen meercelligen en microben kunnen ervoor zorgen dat de meer complexe levensvormen kunnen overleven, zelfs onder extreme omstandigheden. De symbionten kunnen zodanig versmolten zijn dat ze niet zonder elkaar kunnen leven. Dit hoeft niet altijd het geval te zijn bij de wederzijds voordelige interacties tussen planten en dieren. Toch speelt het symbiotische netwerk van hun interacties een prominente rol in het functioneren van een ecologisch systeem en zorgt het zelf weer voor een hoger niveau van complexiteit. Wederom emergentie. Er zit misschien geen aanwijsbare kracht achter maar de stijgende trap van de emergente evolutie is onmiskenbaar.

Bij eukaryoten wordt het vertonen van gedrag gewoonlijk alleen aan dieren toegekend. Als de interactie tussen individuen van een soort een bepaalde mate van organisatie overstijgt kan er sprake zijn van sociaal gedrag. De definitie is vaag aangezien er veel gradaties van socialiteit zijn en vooral de hoogste niveaus (eusocialiteit) zijn het vermelden waard in het kader van de emergente evolutie.

Het ontstaan van geïndividualiseerde kolonies heeft meerdere keren in verschillende dierlijke phyla plaats gevonden. Het bekendst zijn de sociale insecten, maar eusocialiteit komt ook voor bij garnalen en molratten. Evolutionisten hebben zich lange tijd afgevraagd hoe sociaal gedrag (en altruïsme) kon evolueren. Daarbij gingen ze uit van en genetisch selectieve in plaats van een synergetische benadering. Dat leverde verwantschapsselectie en de egoïstische gentheorie. Eusocialiteit is echter het gevolg van groepsselectie in plaats van individuele selectie en kolonies zijn consequent superieur aan hun solitaire concurrenten (waaruit ze voortkomen). In plaats van moleculaire oorzaken (zoals een gen voor eusocialiteit) lijken het juist ecologische beperkingen te zijn die eusocialiteit bevorderen. De genetische verwantschap is juist een gevolg zijn van vijandelijke druk die individuen dwingt tot samenwerking bij het bouwen van hun complexe nesten en het verdedigen van hun waardevolle voedselhabitat. Hoe groter de kolonie hoe beter. Eusocialiteit lijkt vooral het resultaat van een onvoorspelbare combinatie van omstandigheden. Waardevolle voedselbronnen bevorderen de samenwerking tussen nauwe verwanten. Ze kunnen gemakkelijk door concurrenten en/of roofdieren worden veroverd wat het de moeite waard maakt om ze te verdedigen. Vijandelijke aanvallen op zulke familiecoöperaties kan bij het verdedigen van de kolonie de evolutie van de beveiligingsspecialisten bevorderen en de kans op zowel hun eigen voortbestaan als op dat van de voortplantingsspecialisten verhogen.

Bijenteelt bestond al in het oude Egypte maar pas in de jaren '40 kreeg Von Frisch inzicht in hun communicatieve kwaliteiten. Wellicht worden er in de toekomst meer verbazingwekkende manieren van communicatie bij sociale insecten ontdekt. Hoewel analogieën vaak bedrieglijk zijn is het onweerstaanbaar om communicerende mieren te vergelijken met zenuwcellen en de mieren-kolonie, als een soort superorganisme, met het zenuwstelsel.

Symbiose en eusocialiteit komen samen wanneer sociale dieren andere organismen uitbuiten. Bekend is het kweken van schimmels en bladluizen door sommige mieren. Sommige soorten gebruiken andere mierensoorten als slaven en er zijn symbiotische relaties met planten, bv. acaciabomen. Minder bekend is de relatie tussen de eusociale garnalen en koraalrifsponzen. Interessant is de symbiotische relatie tussen kakkerlakken en interne microben waarvan wordt beweerd dat ze eusocialiteit hebben veroorzaakt bij termieten. De wederzijdse afhankelijkheid tussen totaal verschillende organismen, waarvan er zelfs één met zijn eigen complexe eusocialiteit, geeft inzage in een aards ecosysteem, wellicht zelfs inzage in de gehele biosfeer, die doet denken aan de microbenmatten die ooit de aarde bedekten, maar dan zo veel complexer. Het is niet verrassend dat deze context van op elkaar inwerkende onderling afhankelijke levende wezens ooit werd opgevat als een autopoietisch systeem en anderen inspireerde tot het formuleren van de Gaia-hypothese.

Sommige dieren leven onder moeilijke omstandigheden in symbiose met soorten uit andere hoofdgroepen. Chemoautotrofe bacteriën hebben een symbiotische relatie met de gigantische buisworm Riftia pachyptila . Door oxydatie van H₂S van de 'zwarte rokers' op de oceaanbodem langs de Galapagos-kloof, voorzien deze bacteriën de wormen van de nodige energie om organische verbindingen te synthetiseren. De details van het symbiotisch proces zijn nog onduidelijk. Andere organismen, zoals mosselen, gebruiken vergelijkbare symbiotische mechanismen om aan hun voeding te komen. Andere dieren onderhouden een symbiotische relatie met algen die zuurstof leveren door fotosynthese in ruil voor afbraakproducten (stikstof). De zeeslak Elysia chlorotica heeft is zelf in staat tot fotosynthese door chloroplasten van algen op te nemen in de epitheelcellen van zijn spijsverteringskanaal die bovendien essentiële plastide-eiwitten leveren door horizontale genoverdracht.

De complete verovering van het luchtruim zou op termijn een andere evolutionaire uitdaging kunnen zijn. Ongetwijfeld zit de lucht al vol met kleine organismen, voornamelijk bacteriën. Alleen onder de insecten en vogels zijn hele goede vliegers te vinden. Insecten kunnen pas vliegen als de laatste fase van de metamorfose is aangebroken, dat wil zeggen, als ze volwassen zijn. Het geeft ze meer gelegenheid een partner te vinden en zich voort te planten. Eten doen ze tijdens de eerdere stadia van hun groei. Deze dieren blijven afhankelijkheid van op de grond aanwezige voedingsstoffen, zoals bijvoorbeeld bladeren, bloed of nectar. Veel vogels hebben dat probleem niet omdat ze zich voeden met vliegende insecten. Thans zijn er verschillende soorten vogels, zoals de snelle gierzwaluw, die maanden in de lucht kan blijven en zelfs slaapt tijdens het vliegen. Na tig eeuwen zijn deze vogels wellicht volledig onafhankelijk van het aardoppervlak, in die zin dat ze tijdens het vliegen hun eieren en jongen met zich meedragen. De kans van slagen zit hem vooral in de bereidheid tot samenwerking, in dit geval met soortgenoten.

Wereldwijde netwerken

Ondanks ons relatief korte bestaan op aarde hebben we het gevoel dat die onvoorstelbaar lange evolutie er niet zo veel toe doet. Het wil niet echt tot ons doordringen dat we zonder archaea en bacteriële microben niet zouden bestaan. Ongeveer zoals een blaadje in een boomkruin zonder die boom er ook nooit zou zijn geweest. Wij bestaan door alles wat ooit eerder is geweest.

Onze hersenen zijn niets meer dan een proliferatie van zenuwweefsel. We ervaren ons brein echter als de zetel van onze cognitie en (zelf)bewustzijn, van onze ziel zelfs (wat dat ook mag wezen; misschien is het niets anders dan een soort spinoff). Het grootste deel van onze hersenen is terug te vinden in andere gewervelde dieren, om waar te nemen en te reflecteren op gevoelens. Bovendien worden onze grote frontale kwabben voornamelijk gebruikt bij het verwerken van gegevens, een eigenschap die zich alleen zo goed heeft kunnen ontwikkelen omdat we extreem sociaal wezens zijn. Die enorme capaciteit om data te verwerken heeft het mogelijk gemaakt om een belangrijke innovatie te ontwikkelen: de ongeëvenaarde manipulatie van de minerale wereld die een onvoorziene stijging op de ladder van de emergente evolutie opleverde, namelijk de ontwikkeling van ruimtevaart en van cyberspace. Critici van de Gaya-hypothese, waarin de biosfeer wordt voorgesteld als een soort superorganisme, wezen op het onvermogen van de aarde om zich voort te planten. Dit werd al in 1973 tegengesproken door Sagan die wees op onze potentie om de ruimte te verkennen en andere planeten te koloniseren.

Het wereldwijde informatienetwerk dat onze soort heeft aangelegd, zorgt voor een volgende stap in emergente evolutie. Tegenwoordig kan praktisch elk mens met iedereen op deze planeet communiceren. Binnen enkele seconden kan informatie over onderhoud of verbetering van kleinere of grotere delen van de samenleving, naar alle uithoeken van de aarde worden verspreid. Veel van die informatie is natuurlijk irrelevant en zelfs onjuist, net zoals dit het geval is in onze hersenen en ons DNA. Dat verandert echter niets aan de synergetische impact van cyberspace op het dagelijks leven.

Niet alleen informatie is belangrijk. Er is ook een geraffineerde stroom van economische afhankelijkheid die over de planeet slingert, om de nodige energie te leveren voor het behoud van sociale gemeenschappen (vaak ten koste van anderen). De belangrijkste kracht die dit proces in stand houdt, is de universele drang van kleinere eenheden, zelfs van individuen, om de eigen invloed te vergroten.

En last but not least, is er, mogelijk als essentieel onderdeel van eusocialiteit, een fundamentele menselijke behoefte aan veiligheid die alles aanstuurt, ook als we het niet met elkaar eens zijn.

Tegenwoordig is er ook veel zorg voor ons milieu. Veel mensen zijn bang dat allerlei soorten organismen uitsterven door onze groeiende dominantie. Vele van de bestaande organismen zijn als voedselbron noodzakelijk voor ons voortbestaan en andere zijn, door de gesaldeerde relaties zoals hierboven beschreven, indirect nodig voor onze geestelijke en lichamelijke gezondheid (al kunnen we sommige missen als de pest). We zijn het resultaat van een evolutionaire ontwikkeling maar dat geldt ook voor alle andere levende wezens. En veel van hen kun je eigenlijk als doodlopende wegen opvatten. De meeste mensen hebben geen probleem met het uitroeien van onkruid en ongedierte maar anderzijds worden bouwprojecten opgeschort ten behoeve van een onschadelijke maar zeldzame soort. Het lijdt geen twijfel, ons bestaan maakt louter deel uit van de wereld als geheel.

We vinden het vanzelfsprekend dat alles is opgebouwd uit atomen en moleculen en we gaan ervan uit dat deze kleine bouwstenen ook als vrije deeltjes voorkomen. Maar wij vinden het minder vanzelfsprekend dat de 10³⁰ bacteriën op onze planeet de helft van alle biomassa op aarde vertegenwoordigen. En zonder hen zou de eukaryote cel nooit zijn geëvolueerd. Er bestaan nog steeds minstens een kwart miljoen eencellige eukaryote soorten, ondanks of wellicht dankzij het ontstaan van planten, dieren en schimmels. Niettegenstaande het grote aantal parasieten waren meercellige organismen waarschijnlijk nooit geëvolueerd zonder de reeds aanwezige bacteriën en eencellige eukaryoten. Eusocialiteit en menselijk sociaal gedrag werden eerder versterkt door de aanwezigheid van andere levensvormen (in landbouw, veeteelt en sanitaire voorzieningen). De overlevingskans van elk organisme hangt in de eerste plaats af van consumeren en vermijden zelf geconsumeerd te worden. In het kader van de grote transities lijken mensen op protobionten: allebei maken ze gebruik van levenloze materie om zich te verspreiden (door replicatie, reproductie, communicatie en buitenaardse verkenning). Het wereldwijde netwerk is niet beperkt tot een op silicium gebaseerd informatienetwerk, het is ook het totaal van gelaagde organische interacties (de bovenliggende worden gewoonlijk ecosystemen genoemd) en het is ook onderworpen aan de wetten die gelden binnen ons zonnestelsel, ons melkwegstelsel, het niet-lokale universum waarvan ze deel uitmaakt.

De belangrijkste bijdrage die het emergentie-paradigma het onderwijs biedt is de kans om op grond van het curriculum antwoord te geven op zinsvragen zonder ons in geloofskwesties te mengen (voor zover dat door evolutiedenken niet al gebeurd is). Emergente Evolutie is al omarmd door de christelijke filosofie (Klapwijk) door er Genesis met de haren bij te slepen (alsof er alleen een Bijbels scheppingsverhaal bestaat). Maar emergente evolutie heeft helemaal geen christelijke signatuur nodig om de zin van het bestaan te duiden. Om uit te leggen waarvoor wij leven, wat het doel is van ons bestaan op aarde. Het is een kwestie van extrapolatie.

De achtereenvolgende faseovergangen en organismale transities vertonen een wetmatigheid waar we niet omheen kunnen. Uit lokale wisselwerking ontstaat door zelforganisatie een nieuwe, emergente structuur. Het lijkt telkens of er een nieuw tijdperk is aangebroken, een letterlijk ongekende nieuwe wereld. De laatste fase die genoemd werd is die van de menselijke samenleving maar dat is nog niet de laatste fase van de emergente evolutie. De door de mens geïnitieerde technologische ontwikkeling is inmiddels in het stadium van de kunstmatige neuronale netwerken en evolutionaire algoritmen en schrijdt voort op het gebied van cybernetica en biomedische technologie (alweer zo’n heerlijk handvat voor disciplinaire samenhang). Het zal nog wel even duren maar een onvermijdelijk transhumanistisch tijdperk (waarover wellicht meer in een volgend artikel) ligt in het verschiet. Welke emergenties dat met zich meebrengt is per definitie ongekend.

De zin van ons bestaan is duidelijk. Wij zijn op aarde om de volgende fase mogelijk te maken. En dan heb ik het niet over het hiernamaals of het Koninkrijk Gods, al mag iedereen daar best in blijven geloven, dat doet aan de werkelijke toekomst niets af.

De toekomst

Algemeen wordt aangenomen dat evolutionaire processen min of meer willekeurig zijn. Als het proces opnieuw zou worden gestart met alle vergelijkbare omstandigheden, zou het resultaat in detail heel anders zijn. Ik ben het eens met de mening dat de oorsprong van soorten in hoge mate afhangt van toevallige omstandigheden, een natuurlijke ontwikkeling die geen herhaling toelaat. Wat betreft de primaire overgangen, ben ik echter overtuigd van een fundamentele wet waardoor overal in het tijd-ruimte continuüm, mits voldoende tijd, elegante systemen samensmelten om een nieuw niveau van complexiteit te betreden. Door deze filosofie kan ik niet alleen achteruit kijken, maar ook voorspellingen doen over de toekomst. Op aarde nam tijdens de overgang van moleculen naar het ontstaan van de mens de grootte stapsgewijs toe met een factor 10⁹ (van 10^-10 tot 10^-1) over een periode van ongeveer 4,5 miljard jaar. Als we kijken naar het huidige wereldwijde netwerk is er sinds het ontstaan van de mensachtigen 5 miljoen jaar geleden een groottetoename met een factor 10⁸ (van 10^-1 tot 10⁷). Dienovereenkomstig valt te verwachten dat aan het einde van het huidige millennium ons zonnestelsel (10¹²) gekoloniseerd is.

Een optimistisch beeld van de menselijke vooruitgang voorspelt een exponentiële groei van duurzame technologie en cybernetische ontwikkelingen waarmee uiteindelijk alle ecologische en sociaal-culturele problemen worden opgelost (waarschijnlijk ten koste van de massa). Het wereldwijde informatienetwerk zal met toekomstige technologische innovaties een nieuwe transitie opleveren. Homo sapiens zal de eerste impuls geven aan een nieuw soort evolutie, namelijk de ontwikkeling van zelfassemblerende robots die de melkweg gaan koloniseren.

Pessimisten, aan de andere kant, denken niet dat de menselijke hebzucht het hoofd zal kunnen bieden aan de wraak van Gaia. Zij verwachten dat de menselijke beschaving niet is opgewassen tegen de kleinschalige natuur en ze vrezen een definitief uitsterven van Homo sapiens. Als de menselijke soort inderdaad een doodlopende weg is, zal er wellicht een ander evolutionair pad worden gevolgd. Een aantrekkelijk transitie-scenario combineert gedragskenmerken (dieren) en fotosynthese (planten) om eusociale dieren te ontwikkelen die voor hun overleven niet langer afhankelijk zijn van organische verbindingen. Dit is natuurlijk fictie en het zou waarschijnlijk honderden miljoenen jaren duren voordat dergelijke organismen tot ontwikkeling zijn gekomen. Als we de zin van ons bestaan willen zien als een voorbereiding op de volgende evolutionaire transitie kunnen we onze aarde maar beter koesteren in plaats van uitknijpen tot de laatste druppel is verdwenen.

Een emergentie is een (verzameling van) eigenschap(pen) die schijnbaar uit het ‘niets’ opdoemt en die niet kan worden gereduceerd tot samenstellende bestanddelen. Evolutionaire emergenties lijken op priemgetallen in de zin dat ze een logisch onderdeel van een reeks uitmaken maar zich onderscheiden doordat ze niet kunnen worden ontbonden in factoren. Kenmerkend voor emergente evolutie is dat bij elke reuzensprong de oorspronkelijke elementen naast de nieuwgevormde emergentie blijven bestaan. Anders dan bijvoorbeeld het zaadje waaruit een plant groeit, blijven de kiemen van de emergentie in ons midden. Met een alfabet maak je nog geen verhaal. Voor verhalen heb je táál nodig. Zonder taal zijn verhalen onbestaanbaar. Taal is emergent.

Essentieel voor elke evolutionaire ontwikkeling is dat deze niet ophoudt bij Homo sapiens. Transhumanisme zal wellicht meer ongelijkheid met zich meebrengen, het komt voort uit een onvermijdelijk aspect van de menselijke drang naar transcendentie. Biotechnologie, cybernetica en nanotechnologie hoeven niet in strijd te zijn met de menselijke waardigheid (solidariteit, rechtvaardigheid en respect voor andersdenkenden).

Voor wie zich zorgen maakt over de toekomst, het transhumanisme zal niemand dwingen om lichaamsdelen te vervangen door superieure protheses of om zijn brein te uploaden. Pacemakers en smartphones zijn attributen waar men nu al niet meer buiten kan. De symbiose tussen mens en machine is een voortzetting van onze identiteit in wording, ons voortdurende verlangen naar meer. Het dilemma tussen angst en verlangen weerspiegelt de tweespalt tussen individu en gemeenschap en is kenmerkend voor een (volgende) emergente transitie.

Bronnen:

Jon Amsden. A History of the Earth and its Mass Extinctions. Createspace Independent Publ. Platform, 2011

Robert Axelrod. De Evolutie van Samenwerking. Contact, 1990

Hubert Van Belle & Jan van der Veken (eds.) Nieuwheid Denken. Acco, Leuven, 2008

John Bonner. First Signals. The Evolution of Multicellular Development. Princeton Univ. Press, 2000

Richard Buckminster Fuller. Synergetics: Explorations in the Geometry of Thinking. Macmillan Publ., 1982

Brett Calcott. & Kim Sterelny (eds.). The Major Transitions in Evolution Revisited. MIT Press, 2011

Hadiras Chaudhuri. The Evolution of Integral Consciousness. Wheaton, 1977; reprint Quest Books.,1989

Francis Crick. Life Itself: Its Origin and Nature. Simon & Schuster, New York, USA,1981

Charles Darwin. Over het Ontstaan van Soorten. Nieuwezijds BV, 2007

Richard Dawkins. De Zelfzuchtige Genen. Olympus Pockets, 2009

Daniel Dennet. Het Bewustzijn Verklaard. Atlas-Contact, 1999

Theodosius Dobzhansky. Evolutie en Erfelijkheid. Spectrum, 2008

Francesco Facchini. Vroegste Geschiedenis van de Mens. Veen Magazines, 2009

Brian Greene. De Ontrafeling van de Kosmos. Spectrum, 2005

Hermann Haken. Synergetics. Springer, 2004

Thomas Hartog. Het Ontstaan van de Tijd. Uitgeverij Lannoo, 2023

Stephen Hawking. Het Heelal. Bert Bakker, 1988

Bert Hölldopler & Edward Willson. The Superorganism. Norton & Comp. Inc., 2009

Fred Hoyle & Chandra Wickramasinghe. Origins of Life. Steps towards Panspermia. Kluwer Acad. Publ., 2000

Philippe Huneman & Dennis Walsh. Challenging the Modern Synthesis. Oxford Univ. Press, 2017

Stuart Kauffman. The Origins of Order. Self Organisation andSelection in Evolution. Oxford Univ. Press, 1993

Stuart Kauffman. World beyond Physics. The Emergence and Evolution of Life. Oxford Univ. Press, 2019

Jacob Klapwijk. Heeft de Evolutie een Doel? Over Schepping en Emergente Evolutie. Kok, Kampen, 2009

Elizabeth Kolbert. Het Zesde Uitsterven. Standaard Uitgeverij, 2014

Roger Lewin. Complexiteit. Contact, 1993

James Lovelock. Gaia, een nieuwe visie op de Aarde. Vbk Media, 1979

James Lovelock. De Wraak van Gaia. Bakker, 2007

Lynn Margulis. De Symbiotische Planeet. Contact, 1999

John Maynard Smith & Eörs Szathmáry. The Major Transitions in Evolution. Freeman, 1999

Carl Sagan. The Cosmic Connection.An Extraterrestial Perspective. Cambridge Univ. Press, 1973

Elliot Sober. Simplicity. Oxford University Press, UK, 1975

Gerry Webster & Brian Goodwin. Form and Transformation. Generative and Relational Principles in Biology. Cambridge Univ. Press, 1996

Ken Wilber. Sex, Ecology, Spirituality: The Spirit of Evolution. Shambala, 2001

Edward Wilson. Sociobiology. The New Synthesis. Harvard Univ. Press, 2000

Yongming Tang & Charles Joiner. Synergic Inquiry. Sage Publishing, 2006

Emergente of synergetische evolutie is gebaseerd op de grote transities die tijdens het bestaan van ons universum hebben plaats gevonden. Dit artikel concentreert zich op de organische transities op aarde. Het blauwe gedeelte is een vertaling van Synergetic Evolution (zie https://vision-in-cichlids.com/synergetic_evolution.htm voor een groot aantal onderbouwende verwijzingen naar wetenschappelijke artikelen)

https://www.classcentral.com/course/complexity-explorer-introduction-to-complexity-557 of anders een boek lezen van bijvoorbeeld Stuart Kauffman The Origins of Order: Self Organization and Selection in Evolution uit 1993

L & B PSALM 91 GEESTELIJKE BINDINGEN

In de hemelse gewesten woedt een strijd. Niet alleen om de zielen van de mensen maar ook om hun welzijn hier op aarde. Daar word je niet vrolijk van. Daar word je gek van. Dat komt door ‘geestelijke bindingen’ (demonie). Bevrijding en herstel zijn nabij voor als je maar gelooft. Zingt allen daarom Psalm 91.

Wie in de beschutting van de Allerhoogste woont en overnacht in de schaduw van de Ontzagwekkende, zegt tegen de HEER: ‘Mijn toevlucht, mijn vesting, mijn God, op u vertrouw ik.’

Hij bevrijdt je uit het net van de vogelvanger en redt je van de dodelijke pest, hij zal je beschermen met zijn vleugels, onder zijn wieken vind je een toevlucht, zijn trouw is een veilig schild.

De verschrikking van de nacht hoef je niet te vrezen, ook de pijl niet die overdag op je afvliegt, noch de pest die rondwaart in het donker, noch de plaag die toeslaat midden op de dag.

Al vallen er duizend aan je linkerzijde en tienduizend aan je rechterhand, jou zal niets overkomen. Open je ogen en zie hoe wie kwaad doen worden gestraft.

U bent mijn toevlucht, HEER. Als je mag wonen bij de Allerhoogste, zal het kwaad je niet bereiken, geen plaag je tent ooit treffen.

Hij vertrouwt je toe aan zijn engelen, die over je waken waar je ook gaat. Hun handen zullen je dragen, je voet zul je niet stoten aan een steen. Leeuw en adder zul je vertrappen, roofdier en slang vermorzelen.

‘Ik zal bevrijden wie mij liefheeft en beschermen wie met mijn naam vertrouwd is. Roep je mij aan, ik geef antwoord, in de nood zal ik bij je zijn, je bevrijden en met roem overladen, je overvloed geven van dagen. Ik zal je redding zijn.’

God zal de duivel uit je nemen en je verlossen al je kwalen.

Gerrit Vreugdenhil. Onheil dat voorbij gaat. Psalm 91 en de bedreiging door demonen. Universiteit Utrecht

https://dspace.library.uu.nl/bitstream/handle/1874/283396/vreugdenhil.pdf?sequence=2&

ICONOLOGICA

Als er weer water door de woestijn loopt*

Er gebeuren dingen in de wereld van zo’n immense omvang dat je je verbijsterd afvraagt waar het allemaal om gaat. Aan de ene kant bouwen mensen aan computersystemen die zo geavanceerd zijn dat je ze niet meer kunt hanteren en aan de andere kant staan mensen zich druk te maken over God. Enerzijds willen we onsterfelijk zijn en tegelijkertijd zijn we als de dood voor het eind der tijden. Wat is dat allemaal voor onzin?

Er bestaat een eindeloze discrepantie tussen de normen en waarden, een soort Babylonische moraalverwarring. In alle talen spreken we van goed en kwaad. Wat is dat dan? Zoveel nette mensen overtuigd van hun gelijk, zoveel boze mensen geloven hun eigen waarheid, zoveel waanzin zonder rede en rechtvaardigheid.

Het merendeel van de wereldbevolking heeft andere besognes. Huiselijk geweld, liefdesperikelen, schuldeisers, hongersnood. Amanda die wel eens een krant leest weet dat er meer is in de wereld. Maar dat boeit niet. Eigen wereld eerst. Rot op.

“Nu moeten je eens goed luisteren. Ik hou je in de gaten want hier klopt helemaal niets van. Ik zou hier niet eens moeten zijn. Ik zou op school moeten zitten, aan de andere kant van de oceaan. Maar je wil horen wat dit jonge ding eigenlijk te zeggen heeft. Schaam je!

Je hebt mijn jeugddromen afgepakt. Met je lege woorden. En toch ben ik bevoorrecht. Mensen lijden. Mensen gaan dood. Hele ecosystemen storten in elkaar. We staan aan het begin van het massale uitsterven. Maar het enige waarover je praat is geld en sprookjes en altijd maar die economische groei. Wat bezielt je?!

Al meer dan dertig jaar is de wetenschap kristalhelder…. Hoe durf je nog steeds weg te kijken en hier te komen zeggen dat je genoeg doet terwijl de noodzakelijke politieke actie nog steeds nergens is te zien. Je zegt dat je luistert en dat je snapt hoe belangrijk het is. Het spijt me maar daar geloof ik geen snars van. Want als je echt zou begrijpen waarom het gaat en toch niets doet, dan zou je echt slecht zijn. En dat geloof ik ook niet.

Het voornemen om de uitstoot in tien jaar te halveren biedt maar 50% kans op minder dan 1½^o opwarming met een risico op onomkeerbare kettingreacties die we niet in de hand hebben. Misschien vind je dat een aanvaardbaar risico. Maar die getallen zeggen niets over omslagpunten, feedbacklussen, extra opwarming verborgen door giftige luchtvervuiling of de aspecten van klimaatrechtvaardigheid. Ook wordt er op gerekend dat mijn generatie honderden miljarden tonnen CO₂ uit de lucht zuigt met technologieën die nog niet eens bestaan. Een risico van 50% is dus gewoonweg niet aanvaardbaar voor degenen die met de gevolgen moeten leven.

Om een kans van 67% te hebben om onder een temperatuurstijging van 1½^o te blijven – de beste kans die het IPCC noemt – kon er wereldwijd 420 gigaton CO₂ worden uitgestoten. Dat gold voor 1 januari 2018. Vandaag [23 september 2019] is dat cijfer al gedaald tot minder dan 350 gigaton.

Hoe durf je te doen alsof dit kan worden opgelost met ‘business as usual’ en een paar technische ideetjes? Met de huidige emissieniveaus is dat resterende CO₂-budget in minder dan 8½ jaar volledig verdwenen. Er zullen hier vandaag geen oplossingen of plannen worden gepresenteerd die in overeenstemming zijn met deze cijfers, want deze cijfers te onverkwikkelijk. En jij bent nog niet te onvolwassen volwassen om de waarheid onder ogen te zien.

Je laat de kinderen barsten, maar krijgen door dat ze verraden zijn. Alle toekomstige generaties hebben hun ogen op je gericht. En als je ervoor kiest om ons in de steek te laten, zeg ik: We zullen je nooit vergeven. We laten je hier niet mee wegkomen. Hier en nu, is waar we de grens trekken. De wereld wordt wakker. En gaat iets veranderen, of je het leuk vindt of niet.”

Greta Thunberg full speech at UN Climate Change COP24 Conference

Ik heb het gevonden! De zin van het bestaan ís het bestaan. De waarheid is ook maar een mening, die ziet er voor iedereen anders uit. Waar het om gaat is dat je erin gelooft. En het naar je zin hebt.

Voor het eerst van mijn leven heb ik een plekje helemaal voor mezelf. Het is een eenvoudig hutje maar meer heb ik niet nodig om te slapen en eten te koken, ik ben haast altijd buiten. Het is hier langs de Atlantische kust zó prachtig. De mensen hier zijn tevreden met wat ze hebben. En dat is minder dan wat ik heb want de meesten hebben niet eens een mobiel of een tablet. Het gekke is dat ze blank zijn, nou ja, rossig. Ze worden redlegs genoemd of baccra. Iedereen is stokoud want voor de kinderen valt hier niets te beleven. Mijn huisje is jaren bewoond geweest door zo’n familie. Met zijn zessen in twee kamertjes. Ik hen wel even moeten ploeteren want het stond al een tijdje leeg. Maar nu voorlopig niet meer.

Vlakbij woont een kerel, wel een zwarte, die een oogje op me heeft. Hij brengt me elke dag een vis die hij heeft gevangen. Maar ik blijf hier voorlopig lekker op mezelf, aan mijn lijf geen polonaise meer, ik wil mezelf bewijzen dat ik een serieus meisje ben. Helemaal alleen ben ik nooit. Als ik wil kan ik met de hele wereld webbelen. Ik heb alleen niet zoveel geld meer. Misschien kan ik een stukje schrijven over de mensen die hier wonen. Daar is vast wel iemand in geïnteresseerd.