Gedurende het laatste half miljoen jaar heeft ons klimaat lange ijstijden gekend, onderbroken door regelmatig terugkerende korte warme periodes: de interglacialen. De hoeveelheid CO2 in de atmosfeer sluit hier vrij precies op aan met een toename van 80 tot 100 ppm (delen per miljoen) bij een stijging van temperaturen zoals we die nu op de Zuidpool vinden tot ongeveer 10°C. Als je hier echter wat nauwkeuriger naar kijkt, blijkt CO2 ongeveer 1000 jaar achter te lopen. Hoewel dit 20 jaar geleden reeds was voorspeld (Lorius 1990), was het voor velen toch een verrassing en een bron van verwarring. Veroorzaakt opwarming een toename aan CO2 of andersom? Het antwoord is: beide.

Figuur 1: Resultaten van Vostok-ijskernonderzoek. Blauw: CO2 (Petit 2000), rood: temperatuurafwijking (Barnola 2003).

Interglacialen vinden ongeveer één keer in de 100.000 jaar plaats en worden veroorzaakt door afwijkingen in de baan van de aarde, de Milankovitch-cycli: de vorm van de baan (excentriciteit) verandert van licht elliptisch in bijna cirkelvormig, de stand van de aardas ten opzichte van de baan rond de zon (obliquiteit) varieert van 22,1° tot 24,5° en de richting van de aardas (precessie) beweegt heen en weer tussen de Poolster en Vega.

Figuur 2: De drie belangrijkste afwijkingen in de baan van de aarde (iets overdreven vanwege de duidelijkheid). Excentriciteit: verandering van de vorm van de baan, obliquiteit: verandering van de hoek van de aardas ten opzichte van de baan rond de zon, precessie: verandering van de richting van de aardas.

Het totaal van deze drie bewegingen veroorzaakt langdurige veranderingen in de hoeveelheid zonnewarmte die de aarde in de verschillende seizoenen opvangt, met name op hoge breedtegraden. 18.000 jaar geleden was er bijvoorbeeld op het zuidelijk halfrond een toename van de hoeveelheid zon in het lenteseizoen. Hierdoor trokken het zuidpoolijs en vele gletsjers op het zuidelijk halfrond zich terug (Shemesh 2002). Door de vermindering van de hoeveelheid ijs werd er minder zonlicht weerkaatst (afnemend albedo), wat de opwarming verder versterkte. Er was dus sprake van een positieve terugkoppeling: meer warmte > minder ijs > minder weerkaatsing > nog meer warmte > nog minder ijs, enzovoort.

Als (zee)water warmer wordt, neemt de oplosbaarheid van CO2 af. Hierdoor komt CO2 uit de oceaan in de atmosfeer terecht, wat in de Zuidelijke IJszee dus ook gebeurde (Martin 2005). Hoe precies het diepere gedeelte van de oceaan CO2 afstaat, is nog niet volledig bekend, maar aangenomen wordt dat dit proces lijkt op al eerder beschreven processen van verticale menging (Toggweiler 1999). Het afstaan van CO2 gaat vervolgens door tot een nieuw evenwicht is bereikt. Dit duurt 800 tot 1000 jaar, waardoor het CO2-gehalte van de atmosfeer tot zo'n 1000 jaar na het begin van de opwarming doorgaat met stijgen (Monnin 2001, Mudelsee 2001).

Hierna kwam CO2 uit de Zuidelijke IJszee langzamerhand terecht in noordelijkere delen van de atmosfeer, waardoor ook hier opwarming plaatsvond (Cuffey 2001). Uit bezinksel van tropische zeeën en oceanen blijkt dat er in de tropen een opwarming plaatsvond zo'n 1000 jaar nadat opwarming in het Zuidpoolgebied was begonnen, dus ongeveer tegelijk met de totale stijging van CO2 in de atmosfeer (Stott 2007). Ook ijskernen uit Groenland lieten zien dat opwarming op het noordelijk halfrond achterliep op de toename van CO2 in het Zuidpoolgebied (Caillon 2003).

Hoewel de invloed van de Milankovitch-cycli op zich te klein is voor de forse temperatuurstijgingen die nodig zijn voor het beëindigen van een ijstijd (een periode die we "deglaciatie" noemen), wordt effect door de vrijgekomen CO2 voldoende versterkt voor een nieuw interglaciaal.

De stelling dat het achterlopen van CO2 op de opwarming bewijst dat CO2 geen opwarming kan veroorzaken, houdt dus geen rekening met de invloed van de Milankovitch-cycli. Uit "peer reviewed" (uitleg) onderzoek naar eerdere periodes van deglaciatie, blijkt het volgende:

• Het begin van een periode van deglaciatie wordt niet veroorzaakt door een toename van de hoeveelheid CO2, maar door de Milankovitch-cycli;
• CO2 versterkt de opwarming en deze opwarming kan niet alleen worden verklaard door de Milankovitch-cycli;
• CO2 verspreidt opwarming over het aardoppervlak.

CO2 kan dus heel goed zowel opwarming veroorzaken als er op volgen - we zeggen tenslotte ook niet: "Kippen kunnen geen eieren leggen, aangezien is vastgesteld dat ze zelf uit eieren komen." ;-)