Endringer på alle skalaer

NORGE FOR 350 MILLIONER ÅR SIDEN: Tidlig i den geologiske perioden karbon var verden inne i en varm, fuktig og frodig periode. Også Norge. Og Svalbard. Karbon var vegetasjonens og skogenes tidsalder, og store mengder plantemateriale fra denne perioden har siden blitt begravd og omdannet til kull. Som vi i dag blant annet finner på Svalbard. Navnet på perioden – karbon – kommer fra hovedbestanddelen i kull. Foto: Pixabay

Vi har begrenset med informasjon om hvordan fremtidens klima vil se ut, både på kort og lang sikt, men sporene etter fortidens klima – paleoklimaet – ligger arkivert i iskjerner, sedimenter og fast fjell. Derfor kan geologer fortelle mye om hvilke hendelser som står bak de største endringene i klimaet for tusener, millioner og milliarder av år tilbake i tid. Ny viten om fortidens klima kan også hjelpe forskerne å utvikle mer presise spådommer om fremtiden.

Det som kjennetegner jordas klima, er kontinuerlige variasjoner på flere skalaer. Mens det i sen ordovicium og sen karbon var veldig kaldt, er tidlig karbon og sen kritt kjent som svært varme perioder. Også nærmere nåtid og lengre tilbake i tid, kjenner vi til slike skifter mellom istid- og drivhusklimaer.

I denne artikkelserien tar vi en reise bakover i tid for å se på noen av de mest dramatiske geologiske begivenhetene som har påvirket det globale klimaet på planeten vår, hvor norske forskere har innsikt og kompetanse å dele.

Vi starter nær nåtid og ender opp kort tid etter jordas fødsel.

Mennesket påvirker klimaet

– Det er i hovedsak tre faktorer som påvirker klimaet; jordplatenes bevegelser (platetektonikk), jordas bevegelser i solsystemet og mennesket. De siste tiårene har det vært vi mennesker som påvirker klimaet i størst grad, forteller geolog og professor Jostein Bakke.

Bakke leder faggruppen kvartærgeologi og paleoklima ved Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen og er også tilknyttet Bjerknessenteret for klimaforskning.

Ved årtusenskiftet var den globale gjennomsnittstemperaturen ca. 0,6 °C lavere enn i dag. Det kan sees i sammenheng med at konsentrasjonen av drivhusgassen CO2 i atmosfæren også var lavere, ca. 370 ppm (deler per million) mot ca. 415 ppm i dag.

– Det varmere klimaet vi har fått de siste 20 årene skyldes primært utslippene av drivhusgasser, hvor CO2 er den mest virkningsfulle. Drivhuseffekten som følge av menneskeskapte utslipp overstyrer de naturlige klimavariasjonene, hevder Bakke.

Forskeren påpeker at det 20 år tilbake i tid var færre ekstremværhendelser enn vi har i dag, både i Norge og ellers i verden, med mindre styrtregn, flom og tørke.

– Isbreene var tykkere, og somrene var kortere, legger han til.

Astronomiske bevegelser ga rytmiske endringer

Vi tar steget lenger tilbake i tid. Gjennom kvartærtiden, som startet for ca. 2,6 millioner år siden, gikk vår del av verden inn og ut av et titalls istider (geoforskning.no: Fant istidens begynnelse). De tykke isdekkene slapp til sist taket for 11 700 år siden.

– Geologisk sett befinner vi oss fortsatt i en istid i dag. Klimaet er relativt kjølig, sett i et geologisk tidsperspektiv, med is som dekker begge polene, og også Grønland. Dagens varmeperiode kalles en interglasial – en varmere periode mellom to kalde perioder (glasialer), forteller geolog og formidler Karsten Eig.

I iskjerner, og i både sedimenter i innsjøer og på havbunnen, kan vi tydelig se at jordas klima svingte regelmessig mellom glasialer og interglasialer gjennom hele kvartær. I Norge har vi trolig hatt 30 – 40 istider. Hva styrte disse svingningene?

– De rytmiske endringene i temperaturer gjennom istidene er styrt av det vi kaller Milankovitch-syklusene. Disse endringene er små, men de finjusterer klimaet og temperaturen på jorda, og derfor hvor mye isdekkene vokser eller smelter, utdyper Eig.

Syklusene er oppkalt etter astronomen Milutin Milankovitch (1879 – 1958) og beskriver kort fortalt endringer i jordaksens helning, formen på jordas bane rundt sola og jordaksens rotasjon, og hvordan disse varierer med forskjellig frekvens innenfor en tidsskala på ca. 100 000 år.

Den totale solinnstrålingen er tilnærmet konstant gjennom syklusene, men variasjonene endrer den geografiske fordelingen av innstrålingen som igjen kontrollerer klimaet.

Karsten Eig mener det er lærdom å hente av Milankovitch-syklusene.

– Syklusene forteller oss at selv små endringer i temperaturer kan føre til store klimatiske endringer. På våre breddegrader har variasjoner på noen få grader Celsius utgjort forskjellen på istider og mellomistider.

I del to tar vi steget lenger tilbake i tid og ser på et par varmeperioder forårsaket av vulkanisme.

I del tre svinger klimapendelen andre veien. Vi beveger oss lenger tilbake i tid og ser på da jorda ble en snøball.

I del fire ser vi på hvordan jorda først fikk en oksygenrik atmosfære og hvilke effekter det ledet til. Deretter skal vi tilbake til jordas start.