I et geologisk perspektiv lever vi i dag i en istid. Hva kan istider lære oss om klimaendringer gjennom Jordas lange historie?
Dette bildet fra 2008 av én av Saturns måner, Enceladus, kan fungere som en illustrasjon på hvordan Jorda kan ha sett ut den da var dekket av is for ca. 700 millioner år siden. Illustrasjon: NASA
Denne saken ble først publisert juli 2020.
Klimaendringer er et høyaktuelt tema i samfunnsdebatten, og også for geologer kan det være vanskelig å forstå hvordan alt henger sammen. Miljøbevegelsen med Greta Thunberg i spissen kan gi inntrykk av at klimaet var stabilt over lang tid frem til menneskene begynte å brenne fossilt brennstoff og at vi nå er på vei mot grøfta.
Klimaskeptikerne argumenterer på sin side blant annet med at det opp gjennom Jordas historie har vært mye mer CO2 i atmosfæren enn det er i dag. Dessuten endret temperaturene seg i forkant av tilsvarende endringer av CO2-konsentrasjonen i atmosfæren under de siste istidene.
Begge sider har rett i disse argumentene. Så hvordan henger alt sammen?
I denne første av fire deler om paleoklima ser Karsten Eig nærmere på klima og klimaendringer gjennom hele Jordas historie i ulike tidsskalaer. Han forklarer viktige mekanismer bak naturlige klimaendringer og hvilken betydning disse har for debatten om menneskeskapte klimaendringer.
Vi lever i dag i en istid. Klimaet er relativt kjølig, sett i et geologisk tidsperspektiv, med is som dekker begge poler. Slik har det ikke alltid vært. Faktisk er istider en sjeldenhet i Jordas historie.
Forrige gang Jorda var hvitkledt ved polene var for ca. 360 til 260 millioner år siden, i tidsperioden sen karbon til midten av perm. Også mange millioner år før det, for 450 til 420 millioner år siden, opplevde Jorda en istid.
Går vi enda lenger tilbake i tid, fra ca. 720 til 630 millioner år før nåtid, kan Jorda rett og slett ha sett ut som en snøball. Hele kloden var hvit. Bevisene for denne hendelsen er spredt ut over hele verden og er representert av såkalte tillitter – fossile bremorenesedimenter.
Tilliter fra Moelv, under 620 millioner år gamle. Denne tilliten forbindes med Varangeristiden i Troms og Finnmark. Foto: Mahlum, Wikimedia Commons
Ved å rekonstruere de opprinnelige lokalitetene tillittene er funnet ved, basert på hva vi vet om platetektoniske bevegelser, har forskerne fått klare indikasjoner på at denne istiden var global (eller tilnærmet global).
Men hva utløser en istid? Og hvorfor varierer isutbredelsen og temperaturen under en istidsperiode?
Forklaringen på det første spørsmålet er i utgangspunktet enkel: behold mindre av varmen som Jorda får fra Sola.
En måte å gjøre det på er ved å reflektere mer av energien i sollyset tilbake til verdensrommet. Vi vet at mørke overflater absorberer mer lys (energi) enn lyse overflater. For Jordas vedkommende vil mørke hav absorbere mer av solenergien enn snø og is.
Denne prosessen er mest effektiv nær ekvator der sollyset treffer Jorda vinkelrett. Om det eksisterer store isdekte områder langs denne breddegraden, har det stor betydning for klimaet.
En annen mekanisme for å varme opp eller kjøle ned Jorda er ved å endre konsentrasjonen av drivhusgasser – Jordas isolerende «teppe».
Den viktigste drivhusgassen på planeten vår er CO2. CO2-gassen bidrar til å holde på noe av solenergien som reflekteres fra Jordas overflate. CO2 fungerer som glasstaket i et drivhus, og uten denne gassen ville planeten vår hatt en gjennomsnittlig global lufttemperatur på ca. – 18 oC (temperaturen er i dag 15 oC).
Jorda har sin egen termostat som sørger for at temperaturendringene ikke løper løpsk i noen retninger. Disse mekanismene omtales som tilbakekoblingsmekanismer.
For eksempel vil lavere CO2-konsentrasjon og lavere temperatur lede til at Jorda blir mer dekket av is. Da reflekteres mer av sollyset, som i seg selv bidrar til at planeten kan kjøles ytterligere ned. Men andre kjemiske reaksjoner bidrar til å «rette opp».
Et kjøligere klima gir nemlig lavere kjemiske erosjonsrater (en prosess der silikater kort fortalt «fanger» CO2). Går denne prosessen saktere, fanges altså mindre CO2 opp fra atmosfæren. Samtidig vil vulkaner, upåvirket av klimaet, fortsette å spy ut CO2 (og andre gasser) i sitt eget tempo. Resultatet er netto utslipp av CO2 til atmosfæren som på sikt leder til oppvarming.
Les blogginnlegget i sin helhet på Karsten Eigs nettsider (på engelsk)
Jorda har sin egen termostat. Flere prosesser bidrar til oppvarming under kjølige istider, blant disse er vulkansk aktivitet. Foto: Pixabay
