Det generelle bildet (se figur under overskriften «Similarities with our Present World») er at temperaturen har endret seg raskt i løpet av de siste 400 millioner årene, og med typisk ± 10 °C, mens CO2-innholdet, med ett unntak, har endret seg sakte. Det er derfor ikke en god korrelasjon mellom temperaturen og CO2-innholdet i atmosfæren.
Det er trolig grunnen til at FNs klimapanels (IPCC) fagrapporter ikke har en gjennomgang av sammenhengen mellom jordens klima og atmosfærens innhold av CO2 for de siste 400 millioner årene. Jeg vil imidlertid argumentere for at det faktisk er en sammenheng, men at den er indirekte og går via vanndamp (H2O) fra trær. Bakteppet er at vanndampen er den gassen som betyr mest for temperaturen på jorda.
Selv om vi ikke har gode data på luftfuktigheten bakover i tid, vi kan si noe kvalitativt om den ved å se på hva som produserer vanndamp og hvordan.
Lufta mottar vanndamp på to måter. Ved fysisk fordampning fra havet/ferskvann og fra planter som sender vanndamp i lufta via små hull i bladene. Trær, som dekker 1/3 av landjorda, bruker det aller meste av vannet (> 99 prosent) til å transportere næringsstoffer fra bakken. Trær kan sende fra noen hundre til over tusen liter vann opp i lufta som vanndamp i løpet av et døgn. Det er mer enn ti ganger mer enn det samme bakkeareal med planter produserer.
Det er en viktig forskjell mellom disse to kildene for vanndamp. For at det skal komme mer vanndamp fra havet, må temperaturen i havet øke, dvs. høyere temperatur -> mer vanndamp. Det er ikke et krav om økt temperatur for at trær skal produsere mer vanndamp. De vil kunne produsere mer vanndamp hvis CO2-nivået stiger. Det generelle bildet er at CO2 fungerer som gjødsel for trær. De blir større og vokser på nye steder, dvs. det blir mer skog. Da blir det mer vanndamp i lufta.
I den forbindelse er det viktig å være klar over at lufta nærmest jordas overflate aldri er mettet på vanndamp og at den derfor alltid kan ta imot mer vanndamp. Grunnen er at når lufta blir tilført vanndamp, fortrenger H2O-molekylene (molekyl for molekyl) de tyngre N2– og O2-molekylene.
Det gjør at lufta blir lettere dess mer vanndamp den inneholder. Derfor stiger den til værs, og blir erstattet av tørrere luft, dvs. luft som kan ta imot vanndamp.
Mer vanndamp vil ha størst effekt på temperaturen der det er lite fra før, så som her på nordkalotten.
Ved ekvator er innholdet av vanndamp så høyt – 3-4 prosent – at vannmolekylene stopper de varmestrålene fra bakken som de kan stoppe. Mer vanndamp vil derfor ikke føre til høyere temperaturer.
Poenget, og det er viktig i det jeg legger frem, er at lufta ikke må varmes opp for å ta imot mer vanndamp, og derfor at den bakkenære lufta kan ta imot mer vanndamp hvis trær begynner å produsere mer på grunn at et høyere CO2-innhold i lufta.
I et geologisk perspektiv er det vulkaner som er den viktigste kilden for CO2. Fotosyntesen, og livsformer som danner karbonatskall, trekker CO2 ut av lufta og sørger for en «balanse». Etter at trærne inntok landjorda for litt over 400 millioner år siden, ble imidlertid denne «balansen» forstyrret.
Konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren, og derfor havet, begynte å synke, fra litt over 2 500 ppm til under 200 ppm i løpet av noen titalls millioner år.
Trærne i den geologiske perioden karbon inneholdt nemlig et stoff, lignin, som datidens mikroorganismer ikke fikk brutt ned. Forråtnelse, som returnerer CO2 til lufta (via oksidering), «stoppet» derfor opp.
Det førte til at uvanlig mye av barken, som kunne utgjøre inntil 90 prosent av treets masse, ble begravd og ble til kull. Derav navnet karbon (så og si alt kullet i verden stammer fra denne perioden).
Men: Selv om CO2– innholdet i lufta sank, holdt temperaturen seg høy, rundt 22°C, i store deler av karbon – inntil den falt med litt over 10 grader i løpet av kort tid (noen få millioner år).
Temperaturfallet skjedde idet CO2-innholdet i atmosfæren nærmet seg 200 ppm. Det er nær grensen for når fotosyntesen stopper opp. Vi kan derfor anta at trærne begynte å slite. Det er i alle fall mye som tyder på det ettersom skogen ble delt opp i mindre «enheter».
Vi kan derfor også se for oss at det ble mindre vanndamp i lufta og derfor kaldere. Men hvorfor skjedde det så brått?
For å forklare det, må vi se på hvordan drivhusgassen vanndamp opptrer i atmosfæren. Når innholdet av vanndamp er så høyt som i tropene i dag, rundt 3-4 prosent, blir så å si alle varmestråler fra bakken stoppet av vanndampen. Det betyr at selv om innholdet av vanndamp skulle øke, vil temperaturen ikke stige.
Slik er det ikke over områdene som ligger et godt stykke nord eller sør for ekvator – så som de arktiske strøkene. Der er luftfuktigheten så lav at en stor andel av varmestrålene fra bakken vil slippe gjennom. I disse strøkene vil mer vanndamp derfor føre til høyere temperatur og mindre vanndamp senke den.
Vi kan derfor se for oss at noe av den gjenværende skogen i karbon etter hvert produserte så lite vanndamp, at luftas innhold av vanndamp sank til under grensen der vannmolekylene stoppet «alle» varmestrålene.
Det satte i gang en avkjøling som gikk ytterligere utover skogen. Det faktum at det var is på polene, som i dag, støtter en slik hypotese.
Fordi tilnærmet kontinuerlig skog også er avgjørende for transporten av vanndamp innover landjorda, de såkalte atmosfæriske elvene, noe jeg har gjort rede for her, ble de gjenværende og isolerte skogsområdene trolig også rammet av tiltakende tørke. Det reduserte luftfuktigheten ytterligere.
De gjenværende skogene i karbon fikk imidlertid et kraftig oppsving da vulkanene i Sibir for litt over 252 millioner år siden begynte å tilføre lufta unormalt store mengder CO2. CO2-innholdet økte til over 3 000 ppm. Den globale temperaturen økte også raskt til gamle høyder (25 °C). Det kan forklares med at lufta ble fuktigere og varmere – spesielt over områdene nær polene (den gangen var det et kontinuerlig landareal, Pangea, fra nord til syd).
Oppblomstringen av skog var imidlertid kortvarig – noe jeg har beskrevet her. Vulkanene i Sibir sendte nemlig også ut store mengder SO2 og H2S. Det er giftige gasser som blir til syre i kontakt med vann. Disse gassene tok etter hvert knekken på det meste av livet på jorda. Alle trærne døde, men nye tresorter inntok etter hvert landjorda.
Vulkanene i Sibir «sluknet», men CO2-konsentrasjonen i atmosfæren (og derfor havet) holdt seg relativt høyt. Det lå på mellom 1 000 og 2 000 ppm inntil det økte til nærmere 3 000 ppm for 170 millioner år siden – uten at det påvirket temperaturen. Trolig fordi trær ikke vokser raskere om CO2-innholdet er høyere enn 1 000 ppm.
Etter at CO2-konsentrasjonen hadde holdt seg på ~3 000 ppm en stund, sank det gradvis ned til før-industrielt nivå, dvs. ~280 ppm. Igjen ser vi at i begynnelsen ble temperaturen ikke ble påvirket selv om CO2-innholdet avtok. Den sank ikke før CO2-konsentrasjonen i atmosfæren falt under 1 000 ppm (for cirka 50 millioner år siden). Da falt imidlertid temperaturen «plutselig» – og i to trinn – med til sammen over 10 grader.
Det plutselige temperaturfallet for cirka 50 millioner år siden kan trolig forklares med at de nye trærne begynte å slite da CO2-konsentrasjonen kom under 1 000ppm CO2. Da ble det mindre vanndamp fra trær – og idet luftfuktigheten falt under et visst nivå (anslagsvis 3-4 prosent) ble det «brått» kaldere, slik det ble i karbon.
Den gjennomsnittlige temperaturen på jorda har skiftet mellom to temperaturtilstander, én rundt henholdsvis 25 °C og én rundt 12/14 °C – der 25 °C ser ut til å være grunntilstanden. Skiftet i temperatur mellom disse to tilstandene er så markant og skjer så raskt og at det neppe kan kobles til trege utenomjordiske fenomener – så som endring i jordas posisjon rundt sola, eller fordeling av landareal, dvs. platetektonikken.
Pila peker på vanndamp fra de store skogene som drivere av klima. Det gjør den også i dag. CO2-konsentrasjonen i atmosfæren har økt fra 280 ppm til 420 ppm i løpet av 150 år. Det er over 1 000 ganger raskere enn mot slutten av karbon. Plantelivet har derfor tatt seg kraftig opp – igjen. Jorda er blitt ~15 prosent grønnere og ~ 7 prosent fuktigere i løpet av de siste 150 årene – til tross for fjerning av mye tropisk skog.
Vanndamp er heldigvis ferskvare i naturen. Vi trenger derfor ikke tappe lufta for vanndamp for å senke temperaturen. Det vi kan gjøre, er å forsøke å holde produksjonen nede – og kanskje spesielt der temperaturen har steget aller mest, dvs. over de arktiske skogene. Hvis vi vil ha det kaldere her nordpå, bør vi derfor tynne skogen – noe jeg foreslo for snart 2 år siden.
Så kan vi plante trær der innholdet av vanndamp er så stort at mer vanndamp ikke fører til høyere temperatur, så som ved ekvator. Å tynne skogen vil gi umiddelbar effekt, mens å plante trær for å tappe CO2 ut av lufta vil ta tid. Poenget er at vi kan styre temperaturen med enkle grep.
Klimapanelet har regnet ut at for å kunne holde temperaturen under 1,5-2 °C, må vi fjerne anslagsvis én trillion tonn CO2 fra atmosfæren innen år 2100. Det tilsvarer mengden karbon som er bundet i alt levende liv! Treplanting vil derfor ikke være nok.
Det aller meste av CO2-gassen må derfor trekkes ut av lufta via mekaniske/kjemiske prosesser – og deretter lagres. Det er en enorm teknologisk oppgave som vil kreve at politikerne prioriterer dette langsiktige målet. Det har vist seg vanskelig.
Ut fra det jeg har argumentert i dette innlegget, kan det å tappe lufta CO2 imidlertid vise seg like bortkastet/skadelig som å tappe mennesker for blod for å senke kroppstemperaturen.
Nå er det heller ikke gitt at mer CO2 i lufta totalt sett er så negativt som klimapanelet vil ha det til ettersom mer CO2 er en fordel for matproduksjonen. Ifølge den hemmeligholdte australske klimarapporten fra 1981 vil fordelene (mer matproduksjon der det er for kaldt og mer nedbør der det er for lite) oppveies av ulempene (økt tørke, varmere der det er i overkant varmt og stigende havnivå), ved en temperaturøkning på 2-3 grader.
Før jeg avslutter bør jeg «advare» leserne om at det jeg har skrevet, ikke er forenlig med måten IPCC ser på vanndamp. De ser ikke på vanndamp som en årsak til klimaendringene slik jeg har gjort. For dem er vanndamp noe det blir mer av hvis, og bare hvis det blir varmere.
Noen klimaforskere fra NASA følt behov for å presisere dette med formuleringen:
”But increased water vapor doesn’t cause global warming. Instead, it’s a consequence of it.“
Dette er imidlertid en halvsannhet, og derfor uriktig. Det blir selvfølgelig mer vanndamp når det blir varmere, men som vi har sett, kan trær (og andre planter) tilføre lufta mer vanndamp, som ifølge Store norske leksikon kg for kg er en kraftigere drivhusgass enn CO2, uten at temperaturen behøver å stige.
Dette er ikke flisespikkeri. Det snur opp ned på de kausale sammenhengene. Når det skjer, bør man være på vakt. Da kan det komme til å stå om liv – som da legene, som kom fra likskua, nektet å vaske hendene i klorvann før de assisterte fødende kvinner. De trodde at bakterier var symptom på febersykdom – og ikke årsaken til den.
PER ARNE BJØRKUM
Professor emeritus i geologi ved Universitetet i Stavanger.
