Klimaudviklingen gennem Pleistocæn

Transkript

1 1 Klimaudviklingen gennem Pleistocæn Indhold: Generelle betragtninger for hele periode 1 Nye udvikling (fra år før nu) 4 Opdeling (Cromer, Elster, Saale, Weichel) 5 Klimaet i den isfrie del af verden 6 Passatvinden kontra El Niño 7 Kold og støvet verden under LGM 8 Monsunvinden 10 Temperaturer og CO2 10 Milankovitchs astronomiske klima-teori 12 Koblingsmekanismer 17 Mellem-istider og andre varme perioder (MIS) 19 Marine Isotope Stage (MIS 1 = nuværende) 20 Kurvediagrammer 22 MIS 5 22 (MIS 7 9 er udeladt, irrelevant i denne studiekreds-sammenhæng) MIS 11 (sammenlignes med MIS 1) 25 (MIS udeladt, irrelevante i denne studiekreds-sammenhæng) MIS Sammenligning af MIS 1 og MIS Supervulkanen Toba 30 To arktisboringer (kurvediagrammer) 31 Samtidige arkæologiske/antropologiske angivelser 32 Referencer 34 Studiekreds: Dette skal opfattes som en generel beskrivelse af klimavariationer og disses mulige årsager. Der er en klar rytme, hvilket må reflektere ydre faktorer (astronomiske?). Forskere har forsøgt at finde én eller flere mellemistider (MIS 11 & 19), hvis mønstre synes at gentage sig i den seneste, nuværende holocæne periode, og hvornår kan vi forvente, at den næste istid indledes? /bfj

2 2 Generelle betragtninger Pleistocæn er den periode i Jordens historie, som vi almindeligvis kalder istiden. Gennem en stor del af denne periode var Jordens nordlige og sydlige egne dækket af kilometertykke iskapper. Det er vigtigt at gøre sig klart, at Pleistocæn var præget af istider, adskilte af relativt kortvarige mellem-istider. Perioden startede for 2,6 mio. år siden og varede indtil Weichel istidens endelige ophør for ca år siden. Det kolde klima i Pleistocæn var en naturlig fortsættelse af de sidste 55 millioner års faldende temperaturer. Især to forhold var afgørende for dannelsen af de store gletsjere. Det ene var, at temperaturen faldt så meget, at sneen ikke smeltede om sommeren og derved kunne akkumulere år efter år. Det andet var, at Jordens kontinenter var således positioneret, at varme havstrømme flød mod nord, og dér afgav deres varme og dermed fugtighed som nedbør i form af sne. Hele Kvartær-tiden (Pleistocæn + Holocæn) omtales ofte som en istid, fordi der kontinuerligt eksisterede to store permanente is-kapper, nemlig på Antarktis og Grønland. I løbet af Pleistocæns koldeste perioder, som også kaldes istider, fandtes enorme gletsjere også i Europa, Nordamerika og Patagonien på den sydlige halvkugle. De kortere og varmere intervaller mellem de tilbagevendende Pleistocæne istider betegnes mellem-istider. Gennem lange perioder var 30 % af Jordens landmasser således dækket af hvid is og sne, der øgede Jordoverfladens albedo dramatisk. En stor del af sol-strålingen blev reflekteret til rummet, hvilket forstærkede afkølingen yderligere. På geologiske kongresser har man vedtaget, at den Pleistocæne istid sluttede for år siden og defineret nutiden som en ny periode, kaldet Holocæn. Den nuværende varme periode er defineret som en mellem-istid, som der har været mange af. Med stor sandsynlighed vil gletsjerne vende tilbage til de nordlige og sydlige dele af klodens kontinenter; vi ved blot ikke hvornår. Gletsjerne kom og gik i løbet af Pleistocæn. Perioden var præget af en serie istider afbrudt af kortere varme-perioder. Der har været mindst 20 cykler af sådanne fremstød og tilbagetrækninger af ismasserne. Under istiderne var den globale årlige gennemsnits-temperatur 5-10 koldere end i dag. En stor del af verdens vand blev i lange perioder låst op i gigantiske is-kapper. I disse kolde perioder var vandstanden i verdenshavet meget lav, og støvstorme hærgede på kontinenterne.

3 3 Skalaen til venstre er resultat af analyse af is-kerne-boringer på den russiske Vostok station på Antarktis og viser temperaturen på isens overflade som afvigelse fra nutids-temperatur (0) baseret på isotopforholdene, som er fremkommet ved analyse af sedimenter på havbunden, idet mængden af den tunge ilt-isotop oxygen-18 indikerer temperaturen, dengang bundlaget blev dannet. Bemærk de stadig mere udprægede temperatursvingninger mellem egentlige istider og mellemistider. Bemærk også at temperaturen generelt er faldende fra Tertiær og ned imod nutiden (klodens afkøling). I de første 1½ million år blev en istid afbrudt med i gennemsnit års mellerum, mens intervallerne i de sidste år lå på omkring år hver. Man må antage at klimaet i Nordeuropa ved Pleistocæns begyndelse gennem lange perioder har lignet klimaet i de første tusind år af jæger-stenalderen, hvor temperaturen i perioder var som nutidens. Landskabet var dengang præget af en åben og lys birkeskov, iblandet træer som asp, pil, røn og fyr. Dyrelivet kan have omfattet bison, vildhest og elg. Dette er blot formodninger; vi vil aldrig få nogen sikker viden, da alle spor er slettet af senere enorme gletsjerfremstød. Generelt var det køligere i begyndelsen af Pleistocæn end i vores nuværende mellemistid. Med regelmæssige mellemrum opstod forholdsvis små gletsjerne, som kan have begrænset sig til det nordlige Skandinavien, de norske fjelde, det nordlige Canada, Grønland og sandsynligvis nogle af de arktiske øer. Cyklustiden mellem kuldeperioder og varmeperioder var ca år. De globale temperaturforskelle mellem kolde og varme perioder var omkring 4 eller mindre. Det ses også, at det i sidste del af tidlig Pleistocæn, mellem 1,8 og 0,8 millioner år før nu, blev det noget koldere, og temperaturforskellene mellem kolde og varme perioder voksede. I mere end halvdelen af tiden var temperaturen under de 4 lavere end de nutidige og således efter vor definition egentlig istid. I istidsperioder

4 4 har gletsjer-randen i Europa måske stået langs den norske kyst og de svenske søer. Cyklustiden mellem kolde og varme perioder var stadig omkring år. Landskabet i Nord Europa kan have været tundra, som den i dag kendes fra det nordlige Rusland. Men som sagt, vi har ingen sikker viden, da kilometer-tykke gletsjere siden har slettet alle spor. Nye udvikling Men for år siden skete der noget. Cyklustiden mellem kolde og varme perioder ændredes til år, og temperaturforskellen mellem egentlige istider og mellem-istider voksede til omkring 9 målt på isens overflade. Ved ækvator var forskellen knap så dramatisk. Kilometertykke gletsjere strakte sig langt ned i Europa og Amerika, helt ned til 40. breddegrad. Gennem en stor del af de sidste år var Nordamerika, Sydskandinavien og Nordtyskland kort før istidernes afslutning dækket af indlandsis. Den Nordeuropæiske indlandsis kaldes det Fenno-skandiske isskjold og det Nordamerikanske kaldes det Laurentide is-skjold. Kun i de kortvarige mellem-istider var disse områder fri for isdækket. På den sydlige halvkugle var der gletsjere i Argentina, New Zealand, Tasmanien og i Antarktis. De fleste mener, at vi skal frem til den periode, kaldet Cromer-komplekset (for ca år siden), før istidens gletsjerne nåede ned til Sydskandinavien. Den større udbredelse skyldes formentlig den længere kolde periode, der er konsekvensen af overgangen fra en års til en års cyklus. De forskellige gletsjerfremstød og de tilhørende mellem-istider benævnes forskelligt i Nordamerika og Europa, desuden synes der at være uenighed om rækkefølgen og varigheden af gletsjer-fremstødene. Her vil vi holde os til betegnelser brugt af Geologisk Institut i København. Ved gletsjernes maksimale udstrækning blev store mængder af klodens ferskvand bundet som indlandsis, saltholdigheden i oceanerne steg mens vandstanden faldt til et niveau, der lå mindst omkring 120 meter under nutidens niveau.

5 5 Periodeopdeling Traditionelt inddeles Pleistocæns sidste år i istids-perioderne Cromer, Elster, Saale og Weichel. Cromer har fået sit navn efter en by i Norfolk i England. Oprindeligt mente man at Cromer var en mellem-istid, men senere forskning har vist at perioden indeholdt 6 mindre gletsjer-fremstød og lige så mange mellem-istider, alt efter hvorledes de defineres. Hvor langt Cromer istidens gletsjere stødte frem vides ikke i detaljer. Men mindst én af Cromers istider nåede frem til floden Don i det sydlige Rusland. Elster var en meget hård istidsperiode. Den har navn efter byen Elster i Sachsen Anhalt i Tyskland. Den varede måske fra til år før nutid. I Europa nåede isen til London og til Slovakiet. I Nordamerika nåede isen helt ned til den amerikanske delstat Kansas. Saale istiden begyndte for omkring år siden og sluttede for år siden. Den har navn efter floden Saale, som er en biflod til Elben. Tidligere antog man, at Saale var en enkelt istid, men senere forskning har vist at perioden indeholdt mindst 3 istider og et tilsvarende antal mellem-istider (se fig. side 10). Saale-isen dækkede hele Østersøområdet, Nordtyskland og den nordlige del af de Britiske Øer. I Rusland nåede isen helt til floden Volga og Uralbjergene. Weichel Istiden var den sidste istid, der begyndte for år siden og sluttede før nutid. Den har navn efter floden Weichel i Polen. I tidlig Weichsel begrænsede isen sig til de Skandinaviske bjerge og store dele af Sydskandinavien og Nord Europa lå hen som tundra med en sparsom bevoksning af hårdføre urter og lave buske af dværgbirk og pil. På tundraen levede mammut, uldhåret næsehorn, bison, rensdyr og moskusokse.

6 6 Under sit maksimum for år siden dækkede Weichel isen i hovedsagen de Britiske øer, Skandinavien og Baltikum samt Barentshavet, hvorimod det nordlige Rusland gik fri. Den nedbør, som leverede materiale til gletsjerne i form af sne, stammede fra det nordlige Atlanterhav og Golfstrømmen, og fugtigheden blev ført ind over land af vestenvinden. Indlandsisen nåede visse steder en tykkelse på 2-3 kilometer, og det er nemt at forestille sig, at når vestenvinden blev tvunget op over disse "bjerge", ville den aflevere fugtigheden som sne der, og der ville ikke være fugtighed tilbage til at skabe nedbør i det nordlige Rusland. Der er fundet tegn på menneskelig aktivitet i den arktiske del af Rusland, som er dateret til at være år gammel; de stammer formentlig fra neandertalhybrider. Det indikerer, at der ikke kan have været indlandsis på dette tidspunkt, og at der heller ikke har været det siden. Klimaet i den isfrie del af verden Temperaturen under istiden i forhold til nutiden varierede meget mellem forskellige steder på Jorden. På de højere breddegrader var temperaturforskellen langt mere dramatisk end i områder nærmere ækvator. Afkølingen var mere intens i kontinenternes midte, end den var i kystområder. For eksempel viser analyser af kerner fra boringer på den centrale Grønlandske indlandsis, at temperaturen under "Last Glacial Maximum" her kunne være 23 lavere end den er i dag, medens temperaturen i troperne omkring ækvator kun faldt med omkring 5 på samme tid. Det er kendt, at den tidlige del af Weichel istiden ikke repræsenterede noget dramatisk klimaskift i området syd for Alperne. En pollen-indsamling i Syditalien ved et sted kaldet Lago Grande di Monticchio indikerer, at man dér i den første halvdel af Weichel istiden fra til år før nutid, næppe mærkede meget til den nye istid. Her vedblev klimaet med at være relativt varmt indtil Weichel endelig viste tænder med sit "Last Glacial Maximum". Kun en meget kort, kold periode før nutid på nogle få tusinde år var i stand til at sætte sit præg på Middelhavs-områdets miljø. Pleistocæn var hovedsagelig en kold periode, hvilket afspejles i, at alle klimazoner var forskudt mod ækvator i forhold til i dag. Særlig under Last Glacial Maximum strakte tundra og mammutsteppe sig helt ned til Alperne, og Middelhavet var omgivet af en sparsom bevoksning af fyrretræer. Fra tidlig Weichsel kendes to mildere perioder, der kaldes Brørup og Odderade (se ill. side 22), som hver varede knap år. De kulminerede for knap og

7 år siden. Det Skandinaviske is-skjold smeltede kraftigt, is-randen trak sig tilbage, og havniveauet steg tilsvarende til meter under nutidens niveau. Plantevæksten i Nordeuropa og Danmark var præget af åben birkeskov blandet med fyr. Gran indvandrede i slutningen af de milde perioder. Oceanernes overfladetemperaturer var 4-5 lavere en nutidens, og dybhavstemperaturen var 1-2 lavere end nutidens 2. I dele af det nordlige Atlanterhav var overfladetemperaturen 10 lavere end nutidens. Mange forskere mener, at Pleistocæns overordnede klima i Stillehavsregionen kunne karakteriseres som en kontinuerlig El Niño. Passatvinden kontra El Niño Solens varme er kraftigst omkring ækvator. Dette fører til opstigende luft og et konstant lavtryk omkring ækvator. Passaten er en vind, som blæser fra vendekredsene mod ækvator og søger at udfylde dette lavtryk. Der er passatvinde både nord og syd for ækvator. På grund af Jordens rotation afbøjes passatvindene til nordøstlig vind på den nordlige halvkugle og sydøstlig vind på den sydlige halvkugle. Når det ikke er El Niño år, blæser passatvindene i Stillehavet således fra øst mod vest og derved "skubber" de varmt overfladevand over til Indonesien. Samtidig stiger næringsrigt koldt bundvand op ved Sydamerikas vestkyst. De høje havtemperaturer medfører store mængder nedbør i det Indonesiske område, og de tilsvarende lavere hav-temperaturer ved Sydamerikas vestkyst giver et tørt klima. En El Niño opstår, når der sker en svækkelse af passatvindene. Derved udlignes forskellen i vand-temperatur mellem havet ved Indonesien og ved Sydamerika. Indonesien får derfor ikke så store regnmængder, og Sydamerika får flere skybrud end sædvanligt, mindre opstigende koldt bundvand og ringere mulighed for fiskeri. Det er således Solens varme ved ækvator, som driver passaten og dermed nutidens sædvanlige klima i Stillehavet. I en kold periode, som Pleistocæn jo var, ville passatvindene ikke være så kraftige, hvilket kunne føre til permanent El Niño. Før den sidste istids maksimum var Nordafrika i nogle perioder grønnere end i dag, og landet var hjemsted for mange dyrearter. De dybe udtørrede kløfter som nu kaldes wadi'er havde permanente vandløb. Den forhistoriske Niger flød mod nord gennem Sahara og havde udløb i Middelhavet. En stor del af det nuværende Israel og Jordan var dækket af en stor sø, 250 km lang og 50 km bred. I dag er den svundet ind til det Døde Hav.

8 8 Kold og støvet verden under sidste Istids Maksimum (LGM) Weichel-istiden satte slutspurten ind for omkring år siden. Perioden mellem og år før nutid betegnes som "Last Glacial Maximum" (LGM). Det anslås, at omkring 30 % af Jordens landmasser blev dækket af is. Gletsjerne kunne være mellem 1,5 og 3,0 kilometer tykke på de højeste steder, og bandt derved en meget stor del af klodens vand, således at vandstanden i oceanerne faldt til 120 meter under nutidens niveau nogle siger et fald på op mod 135 meter. De fleste steder blev klimaet køligt og tørt. Mange ørkener opstod og andre ekspanderede. Sahara blev til en ekstrem ørken, som bredte sig mod syd og nord. Under sidste istids maksimum var de Britiske øer, hele det Baltiske område, Skandinavien - undtagen Vestjylland, og dækket af indlandsis. Det sydlige og østlige Europa lå hen som iskold tundra gennemstrejfet af mammutter og uldhårede næsehorn. Det nuværende nordlige Rusland og Ukraine bestod af steppe og prærie. Kun i enkelte smalle strimler langs Middelhavet og det Sorte Hav voksede såkaldt boreal skov, som er en kølig, lys og åben fyrreskov iblandet birk og røn og andre buske og træer. Det var også i denne periode, at den fra Afrika udvandrede mennesketype (Homo Sapiens) det moderne menneske og som i tiden før LGM havde bredt sig over det meste af Mellemøsten og derfra bl.a. til den europæiske halvø. De blev udsat ekstreme udfordringer. De samtidige neandertalere overlevede ikke denne periode ikke kun fordi de var mere følsomme, da denne mennesketype allerede havde klaret sig igennem den forrige istid. Men kampen om ressourcer og planlægning blev tilsyneladende bedst udfordret af homo sapiens. De fleste steder var det meget tørt. Støvstorme må have været meget mere almindelig i de kolde perioder af Pleistocæn, end de er nu. Den kolde og dermed tørre vind, som blæste ned fra gletsjerne eroderede tundra områder og transporterede finkornet materiale, som kaldes løss, til mere fugtige, vegetationsdækkede egne, hvor det blev fanget og aflejret. Løss-lagets tykkelse varierer meget og er visse steder over 100 m. Løss fra de daværende arktiske områder blev primært aflejret på mellemhøje breddegrader. Det er en frugtbar, næringsrig agerjord med en stor evne til at holde på vand. Den er let at bearbejde men følsom for erosion. En zone af permafrost strakte sig sydpå fra kanten af indlandsisen. I Nord Amerika var permafrost-zonen omkring hundrede kilometer, og i Eurasien var den flere hundrede kilometer. Den årlige gennemsnits-temperatur ved kanten af indlandsisen

9 9 var minus 6 grader, og ved kanten af permafrost-bæltet var den 0 grader. Dette skal sammenlignes med Danmarks nuværende årlige gennemsnits-temperatur, som er 8 grader, og hele Jordens årlige gennemsnits-temperatur, som i dag er 14 grader. I Asien var det også meget koldt under Weichel istidens maksimum, men kontinentet var ikke dækket af gletsjere på samme omfattende måde som Europa og Nord Amerika, sikkert på grund af den ringe nedbør i de kolde nordlige områder. Under "Last glacial Maximum" var Stillehavet efter alt at dømme, varmere end Atlanterhavet, og det Indiske Ocean var varmere end Stillehavet. Det skyldes, at Atlanterhavet havde direkte forbindelse med Polarhavet gennem farvandet omkring Island og Grønland, medens Stillehavet ikke havde en tilsvarende forbindelse med Polarhavet gennem Beringstrædet, idet faldet i oceanernes lavere havniveau havde gjort Asien og Amerika landfast. Det Indiske Ocean udstrækker sig i ret høj grad under tropernes sol og modtager efter alt at dømme mere solvarme per areal-enhed i gennemsnit end både Stillehavet og Atlanterhavet. Men udvekslingen af varme mellem det Indiske Ocean og Stillehavet var på grund af det lave niveau i Verdenshavet obstrueret af Sundaland, der gjorde de Indonesiske øer landfaste med Eurasien.

10 10 Indonesien under sidste istids maksimum - De fleste Indonesiske øer var landfaste med Eurasien. Landet har fået navnet Sundaland Monsunvinden Monsunen er en jævn vind, der blæser fra hav til land eller fra land og ud over havet på grund af temperaturforskelle mellem land og hav. Om sommeren opvarmer Solen både land og hav, men temperaturen på land stiger hurtigere end temperaturen over havet. Klipper og jord har en lille varmefylde og dårlig varmeledningsevne, og derfor stiger temperaturen på land hurtigt. Vand og hav kan derimod absorbere langt mere varme fra den samme sol-indstråling, da vand har en god varmeledningsevne og en stor varmefylde, og desuden bliver varmen hurtigt fordelt af bølger og strømninger i havet. Når land-masser opvarmes om sommeren, vil den varme luft stige til vejrs, og der vil fremkomme et lavtryk. Den varme fugtige luft over havet vil strømme til for at søge at udfylde dette lavtryk, og denne vind er monsunen. Om vinteren er hav varmere end land, og monsunen blæser så fra land og ud over havet. Store landmasser, som grænser til oceaner vil opleve mere udprægede monsuner. I principper kan der være monsunvinde over hele Jorden, men den østasiatiske monsun er den mest kendte, fordi der grænser et meget stort kontinent til et meget stort og varmt hav. Også den østafrikanske monsun, der gav vand Etiopiens bjerge, Lake Tana og den Blå Nil gjorde det bl.a. muligt at udvikle den berømte Nilkultur. Temperaturer og CO2 Tidsinddelingen går fra højre mod venstre Variationer i temperatur og atmosfærens CO2 koncentration gennem de sidste år fra analyser af borekerner udført på den russiske Vostock Station på Antarktis. - Temperaturen er i

11 11 grader celsius som afvigelse fra nutids-temperatur, og CO2 koncentrationen er i volumen-parts per million i absolut tal. Tiden skrider frem fra højre mod venstre. Det kan anes at CO 2 kurven er lidt bagefter. Takket være analyser af luftbobler, som er fundet i borekerner fra Grønland og Antarktis, ved vi at koncentrationen i atmosfæren af drivhusgasser som CO 2 og metan har varieret gennem den seneste del af Pleistocæn. Der er en iøjefaldende sammenhæng mellem CO2 og temperatur. Når det var koldt, var CO2 indholdet i atmosfæren ret ringe, og ved højere temperaturer var CO 2 indholdet højt. Der er faktisk en meget fin korrelation mellem CO2 og temperatur, hvilket var et hovedbudskab i Al Gore's film fra 2006 "An Inconvenient Truth". Gore gav udtryk for, at det var indlysende, at det varierende indhold af drivhusgassen CO 2 i atmosfæren var årsagen, og temperaturvariationen var virkningen. "An Inconvenient Truth" vandt en Oscar i 2007 for bedste dokumentarfilm. I 2007 blev Al Gore sammen med FN's Klimapanel tildelt Nobels Fredspris for deres arbejde med at øge opmærksomheden omkring udledningen af CO2 og de deraf følgende menneskeskabte klimaforandringer. Men var han lidt for hurtigt ude? Den gode korrelation mellem CO2 og temperatur blev et vigtigt argument for kampagnen imod, hvad der kaldes de menneskeskabte klima ændringer. Det mentes, og det menes stadig, at når CO2 koncentrationen i atmosfæren således kunne få istider til at komme og gå, så ville en forøgelse af CO 2 indholdet, skabt af det moderne industrisamfund, fremkalde en ukontrolleret og katastrofal temperaturstigning, den såkaldte AGW "Anthropogenic Global Warming" (Anthropogenic betyder menneskeskabt). Imidlertid var analyser af is-kerner den gang stadig i sin vorden. Siden da har mere sofistikerede analysemetoder vist, at CO2 og temperatur ikke korrelerer fuldstændigt gennem de seneste år af Pleistocæn. Det er blevet påvist at CO 2 kurven hver gang var lidt bagefter. Atmosfærens CO2 indhold havde altid maksimum 200 til

12 år efter temperatur-maksimum. Med andre ord er der meget, som tyder på, at temperaturen var årsagen, og atmosfærens CO2 indhold var virkningen, hvilket er det fuldstændigt modsatte af AGW tilhængernes påstand. En mellem-istid mellem to Saale istider for år siden - Det er tydeligt, at CO 2 max. ligger 800 år efter temperatur maksimum. Fra BBC udsendelsen "The Great Global Warming Swindle". Vi må antage, at der i kolde perioder blev opløst store mængder CO 2 i oceanerne. Når temperaturen steg, kunne Verdenshavet ikke længere rumme så meget CO 2, og det overskydende blev efterhånden udledt til atmosfæren. Verdenshavet udgør et enormt volumen af vand, og alle processer tager derfor lang tid. Det er ikke urimeligt at antage, at det tager flere hundrede år for havet at justere mængden af opløst CO2 under ændrede temperaturforhold. Kolde oceaner kan optage meget store volumen af CO2. Vi kender det fra cola og sodavand, der kan indeholde store mængder CO2. En liter cola indeholder mere end to liter CO2 ved normalt tryk og temperatur. Hvis vi opvarmer colaen, vil CO2 undslippe som bobler, fordi der ikke kan opløses så meget CO2 i varmt som i koldt vand. Milankovitchs astronomiske klima-teori Den Serbiske ingeniør Milutin Milankovitch udformede under 1. verdenskrig en teori om, at istidernes kommen og gåen skyldes cykliske variationer i Jordens bane om Solen. Teorien har i dag vundet bred anerkendelse, fordi den passer så godt med de fundne temperatur-variationer gennem Jordens historie. Milankovitch-teorien bygger på tre grundlæggende cykler i Jordens bevægelse omkring Solen: Præcessionen, aksehældningen og excentriciteten. Disse parametre skabes af gravitationskræfter fra primært Solen, Månen, Jupiter, Venus men også fra de øvrige planeter. Som bekendt er Jorden ikke fuldstændig rund, men lidt fladtrykt ved polerne, og derfor kan de andre himmellegemer udøve deres gravitationskraft på udbulingen ved ækvator.

13 13 Præcessionen er den korteste Milankovitch cyklus. Betragt en snurretop, som er ved at gå i stå. I nogle sekunder før den vælter, vil den vakle, og den øvre ende af dens rotationsakse vil begynde at beskrive en cirkel. Det kaldes aksial præcession. Medens en snurretop præcesserer hele vejen rundt på mindre end et sekund, vil større udgaver præcessere langsommere. Jorden er en meget stor snurretop, og dens præcession har en cyklus på år (- klimatisk dog noget kortere på grund af forårspunktets vandring i modsat retning). Præcessionen blev omtalt allerede i 120 f.kr. af den græske astronom Hipparchos, som fandt en forskel mellem egne observationer og tidligere Babyloniske optegnelser fra f.kr. Om godt år vil Jordens akse på grund af præcessionen pege i retning af stjernen Vega i stedet for Polaris, og årstiderne vil være forskudt et halvt år. Aksehældningen er den anden Milankovitch parameter. Aksehældningen er årsag til de skiftende årstider. Men hældningen er ikke stabil.

14 14 Aksen hælder i dag 23,5 relativt til vinkelret på Jordens baneplan. Denne vinkel varierer mellem 22,1 og 24,5 over en periode på ca år. Det vil således tage år for aksen at bevæge sig fra en minimal til maksimal position og tilbage igen. Jo større hældningen er, jo mere udprægede vil årstiderne være. Ved en stor akse-hældning vil Jorden opleve varmere somre og koldere vintre, og ved en mindre akse-hældning vil vintrene være knap så kolde og somrene knap så varme. Jordbanens excentricitet er den tredje Milankovitch parameter. Jordens bane omkring solen er groft taget cirkulær, men den danner imidlertid ikke en helt perfekt cirkel, men derimod en ellipse med Solen i det ene brændpunkt.

15 15 Excentricitet angives som et tal mellem 0 og 1. For et perfekt cirkulært kredsløb er excentriciteten 0. Jordbanens ellipse-excentricitet svinger mellem næsten 0 og 0.06 og tilbage igen i løbet af en periode på gennemsnitlig år. Samtidig drejer ellipsens storakse sig rundt om Solen. I dag er jordbanens excentricitet omkring 0,0167; hvilket er meget tæt på en cirkel. For mellem og år siden var excentriciteten omkring 0,04, og forskellen i den indgående solenergis effekt var % mellem når Jorden var i henholdsvis den maksimale og minimale afstand fra Solen. I nutiden er forskellen ca. omkring 7%. Men der er et andet forhold, som skal tages i betragtning. Nemlig dette, at når Jorden i sin elliptiske bane er nær Solen, vil den bevæge sig hurtigere, end den gør, når den er længst væk fra Solen. Således vil den indgående Solenergi per tidsenhed ganske rigtig være høj ved perihelium (punktet nærmest Solen). Men på grund af Jordens øgede hastighed vil den ikke opholde sig der i så lang tid; derfor er forskellen i den totale modtagne solenergi, som Jorden modtager i de to banehalvdele positioneret omkring perihelium (minimal afstand) og aphelium (maksimal afstand) i den elliptiske bane være betydelig mindre end de 7 %. Jordens øgede hastighed nær Solen beskrives af Keplers 2. lov om planeternes bevægelser, nemlig at radiusvektor (linjen mellem solen og jorden) bestryger lige

16 16 store arealer i lige store tidsrum. De klimatiske svingninger gennem den sene Pleistocæn synes at korrelere med summen af disse parametre. Det kunne tyde på, at Milankovitch-teorien faktisk gælder. I begyndelsen af Pleistocæn varede en istids-cyklus knap år, som er meget tæt på aksehældnings-cyklen som er på år. Først for år siden begyndte en serie af istider med en cyklisk periode på i gennemsnit ca år, hvilket svarer til excentricitetens cyklus. Excentriciteten er den eneste af de tre Milankovitch parametre, som giver en forskel i den mængde solenergi, som Jorden totalt set modtager, fordi afstanden til Solen varierer. Set fra Solen er Jorden i denne sammenhæng en skive med en diameter på omkring km, og lige meget i hvilken retning og hvor meget dens rotationsakse hælder, vil denne skive modtage den samme mængde solenergi, når afstanden til Solen er den samme. Hvis den nordlige halvkugle modtager mindre solenergi vil den sydlige halvkugle modtage tilsvarende mere. Men Milankovitch teorien beskæftiger sig ikke med den totale mængde solenergi, som Jorden modtager. Hvad der betyder noget, er den indgående solenergi på det kritiske tidspunkt på det kritiske sted, og det er juni måned på 65 graders nordlig bredde. Milankovitch mente, at den nordlige halvkugle er klimatisk styrende i forhold til den sydlige, fordi den nordlige er domineret af store landmasser, hvorpå der kan opbygges indlandsis; medens den sydlige halvkugle er domineret af hav. Solvarmen i juni måned er kritisk, fordi sommerens sol skal være tilstrækkelig til at smelte vinterens is og sne, i modsat fald vil den akkumuleres år for år og danne indlandsis. Til venstre: Det kritiske område omkring 65 grader nordlig bredde er i meget høj grad dækket af landmasser, hvorpå der kan opbygges indlandsis. Til højre: Når solstråler kommer lodret ned, som

17 17 de gør ved ækvator, vil den indgående energi per areal enhed være meget høj. Når de samme solstråler rammer Jorden under en vinkel, som de gør på høje breddegrader, vil de sprede sig over et større areal, og dermed vil den indgående solenergi per areal enhed være mindre. Et bælte rundt om Jorden langs den 65. breddegrad, netop syd for indlandsis, permafrost og permanent hav-is, er den kritiske zone, hvor indlandsisen, hvis den får lov til at brede sig til dette område, vil det udløse nogle tilbagekoblingsmekanismer, som yderligere vil bidrage til Jordens nedkøling. Summen af insolation (indgående solenergi) på 65. nordlig bredde i juni fra de tre Milankovitch parametre. De tre første søjler fra venstre er excentriciteten, aksehældningen og præcessionen. Den fjerde søjle er den resulterende insolation forårsaget af kombinationen af de tre parametre, og den blågrønne søjle til højre er oxygen-isotop forholdet fundet i sedimenter fra havets bund som indikerer temperaturen, eller mere nøjagtigt mængden af vand bundet som indlandsis. Det ses, at der en ret god korrelation mellem den resulterende Milankovitch insolation og ilt-isotop forholdet. Dette betragtes som et bevis for at Milankovitch teorien holder. Tilbagekobling Is og sne er blændende hvidt. Sollys, som rammer dets overflade, vil i stor udstrækning blive kastet tilbage til verdensrummet. Ny sne har en albedo på 0,80,95, sandjord 0,25-0,45, og en vandoverflade har 0,05-0,08. Det vil sige, at hovedparten af den indstråling, som rammer sne, vil blive reflekteret til rummet, medens solstråler, som rammer jord eller vand, i stort omfang vil opvarme disse legemer, hvorefter kun en mindre del af varmen vil blive reflekteret.

18 18 Et øget areal med is og sne vil således bidrage til at afkøle Jorden yderligere, hvilket kan medføre endnu mere is og sne og så videre. Vanddamp er atmosfærens vigtigste drivhusgas. Når klodens temperatur falder, kan atmosfæren ikke længere indeholde så meget vanddamp, hvilket også medfører tab af drivhus-virkning og derved yderligere temperaturfald, hvilket bevirker endnu mere tab af vanddamp i atmosfæren - og så fremdeles. Når verdenshavets temperatur falder, kan vandet opløse mere CO2, som tages fra atmosfæren. Derved mister atmosfæren yderligere drivhus-virkning, som bevirker, at temperaturen falder endnu mere. Den indgående sol-energi kaldes ofte for insolation, og den kan angives i watt/m 2. Kurverne beskriver insolationen på 65 nordlig bredde, som går igennem Island, det nordlige Skandinavien og Rusland, Sibirien, Alaska og det nordlige Canada. Den røde kurve repræsenter insolation beregnet efter alle tre Milankovitch parametre. Den grønne er bidraget alene fra aksehældningen. Som man kan se, ser der ikke ud til at komme de store ændringer de næste år, og derefter kan det ifølge denne beregning endda blive varmere. Men de fleste andre beregninger giver dog en nutidig insolation, som er nærmere 430 W/m2. Så kurverne kan kun bruges relativt. Ifølge nogle beregninger af Milankovitch parameterne tegner menneskenes fremtid sig nogenlunde lykkelig, i det mindste hvad klimaet angår. Astronomiske beregninger viser, at insolationen på 65 nordlig bredde vil stige gradvist i løbet af de næste år. Den fremtidige excentricitet gennem de næste ca år vil ikke have særlig stor virkning. Ændringer i den nordlige halvkugles sommer solindstråling vil blive domineret af ændringer i aksehældning. I flg. Milankovitch-teorien vil mellem-istider blive afsluttet af et særlig dybt insolations minimum, som vil udløse gletsjerdannelse; men de næste år forventes ingen nedgang i sol-indstrålingen på 65 nordlig bredde, som kan udløse en ny istid. Dog er det næsten for godt til at være sandt, at den regelmæssige vekslen mellem istider og kortvarige mellem-istider, som har været fremherskende i

19 19 flere millioner år, så belejligt nu holder pause. Men de tre cykler er heller ikke pænt synkroniserede. Der er dog andre, som forventer, at det kan blive lidt køligere. I en ofte citeret rapport fra 1980 af Imbrie & Imbrie forudses, at den langsigtede afkølingstendens, der begyndte i stenalderen for omkring år siden, vil fortsætte i de næste år. Imidlertid tyder en nyere rapport fra Berger & Loutre på, at det nuværende forholdsvis varme klima alligevel godt kan vare endnu år. Imidlertid har amerikanske forskere introduceret en slange i paradiset. På et sted kaldet Devils Hole i Nebraska har de fundet nogle krystaller, hvis isotopsammensætning de har analyseret. På grundlag af denne analyse har de rekonstrueret fortidens temperatur, og det har vist sig, at den resulterende kurve er ret forskellig fra de velkendte kurver, opstillet på grundlag af boringer i indlandsis og sedimenter i havbunden. Forskerne selv mener, at resultaterne fra Devils Hole er de mest nøjagtige, man har. Hvis dette er tilfældet, vil der ikke længere være særlig god korrelation mellem Milankovitch insolationen og den globale temperatur, og det er jo netop denne korrelation, der er afgørende for Milankovitch teoriens rigtighed. Temperaturer opstillet på grundlag af analyser af krystaller fra Devils Hole i Nebraska sammenlignet med den teoretiske Milankovitch insolation. Det ses at korrelationen mellem temperatur og insolation i visse perioder er betydeligt forringet. Særlige forhold for lokaliteten kan dog ikke udelukkes. Mellem-istiderne og andre varmeperioder For omkring år siden indtraf, som omtalt tidligere, en forskydning af den dominerende periode-længde for istids-cykler fra år til år. Milankovitch teori tilbyder ingen forklaring på dette, fordi der var ingen væsentlige ændringer i Jordens kredsløbs-parametre på denne tid. Desuden korrelerer

20 20 års perioderne ikke så godt med de matematiske forudsigelser af sol-indstråling, som de tidligere års perioder gjorde. MIS - Marine Isotop Stadier i Pleistocæn. Lige numre står for kuldeperioder, altså istider, og ulige numre står for varmeperioder, herunder mellem-istider. Klimaet i Pleistocæn var karakteriseret af en række istider, hvor gletsjere trængte langt ned i Europa og Nord Amerika. I de første halvandet million år varede en istidscyklus omkring år, medens i den sidste år varede cyklerne omkring år. De egentlige istider adskiltes af relativt korte varme-perioder kaldet mellem-istider, således at en egentlig istid typisk varede år og den følgende mellem-istid år. Mellem-istidernes klima og længde varierede dog meget, nogle var varmere end nutiden og andre var koldere, nogle varede knap de ti tusinde år, og andre strakte sig over næsten år. I nutiden lever vi i en sådan mellem-istid, som kaldes Holocæn. Skandinavien er et område, som man kan forvente vil blive dækket af indlandsis under en kommende istid, således som landet mange gange tidligere har været det gennem de sidste år. Derfor kunne vi have en meget stor interesse i at finde ud af, hvordan klimaet vil udvikle sig gennem resten af vores mellem-istid, og hvornår denne vil slutte. MIS betyder "Marine Isotope Stage" og henviser til perioder defineret og beskrevet på grundlag af isotop-analyser af borekerner fra havbunden. MIS perioderne er nummereret, således at lige numre er kuldeperioder, altså istider,

21 21 medens ulige numre er varmeperioder, altså mellem-istider. Her vil vi kun beskæftige os med ulige numre. Præcist hvornår en istid slutter, og en mellem-istid begynder og omvendt, må meget afhænge af definitioner, da temperatur-ændringer ofte sker gradvis. Der er ingen absolut sandhed. For eksempel, hvis man definerer starten af Holocæn efter Yngre Dryas, så vil varigheden være år indtil nu. Men hvis man definerer starten ved begyndelsen af Bølling-Allerød varmeperioden, vil vor mellem-istid have varet omkring år indtil nu. Den sidste nok mere realistiske, når man tager den ekstraordinere situation, der udløste Yngre Dryas, i betragtning. De grundlæggende tidspunkter for MIS'erne nedenfor er i hovedsagen hentet fra Wikipedia, som igen har hentet dem fra forskellige internationale databaser. Holocæn er vor nuværende mellem-istid. Den startede officielt for godt år siden med afslutningen af Weichel istiden. I det allerførste årtusinde af Holocæn var klimaet i Europa køligt med en åben urte- og buskvegetation samt spredt birk og fyr, men i løbet af år steg temperaturen til omkring 3 grader over nutidens temperatur. Europa blev beklædt med udbredt løvskov, som også dækkede det sydlige Skandinavien. På disse breddegrader levede europæisk sumpskildpadde og krøltoppet pelikan, som i dag kun lever i det sydlige Europa. Efter yderligere et par tusind år steg havniveauet ca. 25 m omtrent til det nuværende niveau. I de seneste år er klimaet blevet koldere og fugtigere, men med tydelige udsving. Bronze- og middelalder var varmeperioder, medens tallet var en meget kold periode, som kaldes den lille istid. Holocæn er endnu ikke afsluttet, og det er uvist, hvornår en ny istid vil begynde. I 2003 fremsatte den Amerikanske professor William Ruddiman den "tidlige anthropogene (menneskeskabte) hypotese", idet han foreslog at mennesker begyndte at ændre koncentrationen af drivhus-gasser i atmosfæren allerede tusinder af år før den industrielle æra. Han mente, at skovrydningen og intensivering af ris-dyrkning førte til stigninger i atmosfærens CO2 og CH4 niveauer. Ved at sammenligne med naturlige tendenser i de tre foregående mellem-istider, anslog han, at der allerede i den periode, vi kalder det holocæne maksimum, var forhøjede koncentrationer af disse gasser i atmosfæren på grund af menneskers aktivitet under den neolitiske revolution med stigninger på ppmv (parts per million volumen) for CO2 og omkring ppbv (parts per billion - volumen) for CH4. De forhøjede koncentrationer af drivhus-gasser imødegik den "naturlige" kølende tendens og forhindrede derved det globale klima i at træde ind i en ny istid.

22 22 Den "tidlige anthropogene hypotese" kom dog hurtigt under heftig kritik, især med hensyn til i hvilket omfang udviklingen i de Holocæne drivhusgas-koncentrationer kan henføres til menneskelige aktiviteter. Weichel istiden varede omkring år, men Sydskandinavien og Nordeuropa var kun fuldstændig dækket af is godt år under "Last Glaciation Maksimum". I resten af sidste istid henlå det nordlige Europa enten kun delvis dækket af indlandsis, som tundra med juli temperaturer på 8-13 eller som åben skov med birk og fyr med temperaturer, der kortvarigt kunne være ret tæt på nutidens. I en sø ved Härnösand i mellem-sverige har man fundet sedimenter fra år før nutid, det vil sige fra omkring start af MIS 3, som er identisk med Brørup mildningen. Pollen analyser viser, at der voksede vandaks og sortgrøn brasenføde i søen. Langs med bredden voksede piletræer og landskabet var præget af spredt bevoksning med birk, gran og fyr. Man har konkluderet at gennemsnitstemperaturen for juli var Härnösand ligger på 62 graders nordlig bredde og har i dag en juli gennemsnits-temperatur på omkring En mildning i Weichel istiden mellem til år før nutid begyndte med en 12.5 temperatur-stigning på Grønland. Den fik det Skandinaviske is-skjold til at trække sig tilbage til de Skandinaviske bjerge. Den isfri del af Skandinavien var præget af utallige søer, spredt permafrost, sparsom tundra bevoksning og muligvis spredt skov af fyr og birk. Man har fundet, at juli temperaturen i Sokli i det nordlige Finland var mellem 10 og 13 ; hvilket skal sammenlignes med områdets nutidige gennemsnitlige juli temperatur på omkring 13. Sokli ligger nord for polarcirklen på 67 graders nordlig bredde. Milankovitch insolationen var ret gunstig i denne periode. Senest før nutid må isen derefter meget hurtigt have bredt sig sydpå for at ankomme til Klintholm i Danmark måske mellem og før nutid. En mammut-kindtand fundet ved Pilgrimstad i Jæmtland er imidlertid blevet dateret til år før nutid, hvilket indikerer, at landet var isfrit, da mammutten levede, og at isen har bredt sig endnu hurtigere sydpå.

23 23 Mellem-istider gennem år (tidsinddeling fra venstre mod højre) De seneste års temperatur afledt af analyse af is-kerner. 5a til 5e står for MIS 5a til MIS 5e, som er forskellige stadier i MIS 5. MIS 5 Eem Eem mellem-istiden er interessant, fordi den er vores nærmest forudgående mellem-istid, som vi kunne spejle vores egen Holocæn mellem-istid i og søge svar på spørgsmålet om, hvor længe det vil vare endnu, før isen kommer tilbage. Den næstsidste mellemistid er blevet dateret til ca år før nutid. Varigheden af Eem afhænger naturligvis meget af, hvorledes man definerer start og

24 24 slut, men det antages sædvanligvis at den varede fra til år. Det kan sammenlignes med varigheden af nuværende mellemistid, som indtil nu har varet godt år, hvis man definerer starten efter yngre Dryas ellers som oven for nævnt år. Det svarer groft taget i gennemsnit til en halv Milankovitch præcessions-cyklus på år. Den mest almindelige varighed for egentlige istider gennem den sidste million år har været år, og mest almindelige varighed for mellem-istider har været år. Man kan således sige at Eem var en forholdsvis lang mellem-istid, og at Holocæn indtil nu har varet længere end gennemsnittet. I Eem mellem-istiden begunstigede Milankovitch parametrene en stor forskel mellem sommer og vinter, og det antages derfor at temperaturen om sommeren var adskillige grader højere end nutidens. Alle de is-kerner, der nogensinde er boret i den Grønlandske indlandsis, og som har indeholdt is fra Eem-tiden, har indikeret temperaturer højere end nutidens, som regel i en størrelsesorden 3-5, seneste boring gav resultatet 8. Milankovitch parametre gennem år med Eem markeret (orange). Den nederste grønne kurve er summen af insolations-virkningen fra aksehældning, excentriciteten og præcessionen. Det er interessant at varmeperioderne synes at begynde når insolationen topper, og slutter når insolationen er i bund. Mellemistider synes at holde ved, indtil vi når de særlig dybe insolations minima. Måske et udtryk for den naturlige forsinkelse i reaktionen på de ændrede betingelser.

25 25 Det kunne være så varmt i Eem-tiden, at overfladen af den Grønlandske indlandsis begyndte at tø, og overfladevandet trængte ned i de underliggende lag af gletsjer-is, hvilket i dag kan ses som genfrossen smeltevand i borekerner. Den slags genfrysning af overfladevand er kun meget sjældent indtruffet de sidste år. Kun i 2012 kunne man iagttage, at indlandsisen begyndte at tø og danne overfladevand. I en boring i havbunden ud for Grønlands kyst var pollen fra gran i lag fra Eem tre gange så hyppige, som i lag fra Holocæn og indikerer et varmere Eem-klima. Klimaet i Eem var generelt varmere og mere regnfuldt end nutidens. Klimabælterne var forskudt mod nord. Langs med Themsen og Rhinen levede flodheste, og Europa og den Skandinaviske halvø var skovklædt helt op til Nordkap. Løvtræer som elm, hassel, avnbøg og eg voksede i Europa så langt nordpå som ved Oulu i det nordlige Finland ved den Botniske bugt. Nogle kilder anfører, at der voksede linde træer i Holland og England. Havniveauet var 3,5-7 meter højere end i dag. Der er delte meninger om, hvor alt dette vand kom fra. Det seneste bud er, at omkring 25 % kom fra en delvis afsmeltning af den Grønlandske indlandsis, og resten kom fra en afsmeltning af Antarktis. Det salte Eem Hav lå hvor den sydlige Østersø nu er. Det havde brede forbindelser til både Atlanterhavet og Polarhavet via det Hvide Hav, således at den Skandinaviske halvø, Finland og Kola halvøen var en stor ø. Store dele af det Nordeuropæiske lavland var dækket af et lav-vandet hav. Det blev tidligere antaget at Eem mellem-istiden havde et ensartet varmt klima gennem mere end år, men nyere forskning har imidlertid påvist at varmen ikke varede så længe og desuden blev afbrudt af flere langvarige kuldeperioder. Eem-maxima et varede heller ikke længe. Efter mindre end år begyndte temperaturen atter at falde, hvorefter den fortsatte med at falde støt gennem de næste år ned til starten af Weichel Istiden. Havniveauet reduceredes, løvskovene i Europa blev gradvist erstattet af fyrreskove, som senere blev erstattet af tundra. (MIS 7 og MIS 9 er irrelevante i denne studiekredssammenhæng store afvigelser fra MIS 1)

26 26 MIS 11 Holsten Holsten er interessant, fordi den er en af de mellem-istider, som ligner Holocæn mest med hensyn til Milankovitch konstellationer. Både i dag og for år siden var Jordbanens excentricitet ringe, og banen var både dengang og nu meget tæt på at være cirkelformet. MIS 11 (sort) - MIS 1 (rød) analogien er ikke perfekt. Årstal foroven repræsenterer Holocæn og forneden Holsten. Til venstre er præcessions- kurverne (a) forskudt nogle få tusind år, således at de næsten dækker hinanden, men derved kommer aksehældningskurverne (b) ret langt fra hinanden. Til højre dækker aksehældnings-kurverne hinanden ret godt, men derved går det helt galt med præcessions-kurverne. Fra "The MIS 11 - MIS 1 analogy, southern European vegetation, atmospheric methane and the "early anthropogenic hypothesis" af P. C. Tzedakis, E. W. Wolff med flere. Loutre og Berger mener, at MIS 11 repræsenterer den mest nære astronomiske analogi til MIS 1 (Holocæn), og derfor kunne et studie af denne fortælle os om vores klimatiske fremtid, og måske give os svar på, hvor længe Holocæn vil vare endnu. Selvom de ligner hinanden, er insolationskurverne for de to perioder ikke helt identiske. En stående diskussion blandt forskere går ud på, om man nu skal lægge vægt på præcessionen eller på aksehældningen i sammenligningen mellem MIS 1 og MIS 11. Man kan eksempelvis kopiere MIS 1's insolations-kurverne over på et stykke gennemsigtig plastic, som man kan lægge over MIS 11 kurverne for at få dem til at passe. Hvis præcessions-kurverne dækker hinanden er aksehældnings-kurverne ret

27 27 forskellige og omvendt. Hvis man tillægger virkningen fra præcessionen, viser det, at Holocæn nærmer sig sin afslutning med hastige skridt, idet en halv Milankovitch præcessions-cyklus er år. Hvis man lægger vægt på aksehældningen, betyder det, at Holocæn bliver en dobbelt periode, som strækker sig over to insolations-maxima, som Holsten gjorde det. Og i så fald kan menneskene se frem til at Holocæn vil vare endnu lykkelige år. Loutre og Berger mener, at en sammenligning af vegetations-tendenser i MIS 1 og MIS 11 favoriserer en præcessional tilpasning, hvilket tyder på, at Holocæn nærmer sig sin afslutning af naturlige årsager. Sammenligning af parametre fra fem forskellige mellem-istider. For hver mellem-istid skrider tiden frem fra højre mod venstre. Graferne for Holocæn (MIS 1) starter således år før nutid. a) Den teoretiske Milankovitch insolationen (solindstrålingen) i Juni på 65 graders nordlig bredde i W/m2 - Det ses at MIS 11 er fladere og har to maksima, medens alle de andre MIS kun har et. b) Procent af pollen, som kommer fra lyng, fra Portugal - Generelt synes hede-arealerne at være mest udbredt, når insolationen er mindst. c) Procent af pollen fra træer i Portugal, som kan henregnes til et tempereret klima Her fremgår det, at skov-arealerne synes, at have den største udbredelse, når insolationen er størst. d) Atmosfærisk CH4-koncentrationen som registreret i EDC (Edica Dome C) is-kerner fra Antarktis. Det ses, at kurven korrelerer pænt med insolationen samt med frekvensen af pollen fra tempererede træer. Når det er varmt, er den biologiske aktivitet åbenbart stor, og dermed er atmosfærisk CH4 størst. Dog udgør MIS 1 en undtagelse, idet grafen for CH4 stikker af og stiger netop omkring landbruget ekspansion omkring til før nutid (3.000 til fvt).

28 28 Fra "The MIS 11 - MIS 1 analogy, southern European vegetation, atmospheric methane and the "early anthropogenic hypothesis" af P. C. Tzedakis, E. W. Wolff med flere. Analyser af pollen har vist, at Holsten mellem-istiden i Europa i lange perioder var karakteriseret ved en bevoksning af blandet tempereret skov, som indikerer et lignende temperaturniveau som i nutiden. I en gammel søbund nær Dethlingen ved Lüneburger Heide i Nordtyskland har man fundet pollen fra Holsten perioden. De viser, at landet var dækket af tempereret skov i næsten hele perioden bortset fra start og slut og i enkelte kuldeperioder. Pollenanalyserne viste, at de Nordeuropæiske skove bestod af fyr, ædelgran, el og eg. I en borekerne taget i havbunden ud for Grønland fandt man tyve gange så mange pollen fra gran end den mængde, som man typisk finder i lag fra nutidens holocæne periode, hvilket indikerer, at Grønland i Holsten perioden periodevis må have været ganske frodig. Holsten-tidens klima var ikke fuldkomment stabilt, hvilket selvfølgelig hang sammen med, at denne mellem-istid havde flere maksima. En rekonstruktion af Holsten mellem-istidens temperatur i det centrale Europa, baseret på pollen fra forskellige lokaliteter, peger på en juli temperatur på 17,5 19,7, hvilket meget ligner nutidens temperatur. Pollen analyser fra det sydlige Portugal viser, at i Holsten tidens tidlige faser var landet dækket af en åben skov bestående af enebær, fyr, birk og eg. Da det blev varmere, blev en Middelhavs-flora med tørke-tolerante buske og løvfældende egetræer igen almindelig. Senere blev tempererede løvtræer dog igen mere dominerende, og den sidste del af mellemistiden er karakteriseret ved et hedelandskab med nåletræer og en stigning i mængden af urter. (Beskrivelserne af MIS 13 MIS 15 MIS 17 er ignoreret her, da der er for store afvigelser i mønstrene ift. MIS 1) MIS 19 P. C. Tzedakis skriver at MIS 1 - MIS 19 er faktisk en tættere og mere overbevisende astronomisk analogi end MIS 1 - MIS 11. Hvilket fører til en væsentlig forskellig konklusion om den forventede naturlige varighed af vor nuværende mellemistid og omfanget af det menneskeskabte bidrag til det holocæne metan-indhold i atmosfæren. P.C. Tzedakis konkluderer: "Sammenligningen mellem de to mellem-istider tyder på, at Holocæn stadig mangler en fjerdedel af den naturlige aksehældnings-cyklus". Aksehældings-perioden er år, og en fjerdedel er år. Vi kan altså se

29 29 frem til endnu år i sol og varme, inden kulden for alvor igen melder sin ankomst, mener Tzedakis. Til venstre: Sammenligning mellem MIS 1 (holocæn) og MIS 19. Kurver vedrørende MIS 1 er røde og grafer vedrørende MIS 19 er sorte. Den øverste vandrette tids-skala i rødt vedrører MIS 1. Den nederste vandrette tids-skala i sort vedrører MIS 19 - begge i hele tusinde år. De øverste røde tal i parenteser angiver fremtiden. (a) Præcessionens teoretiske insolations-bidrag. (b) Aksehældningens teoretiske insolations-bidrag. (c) Frekvensen af tung-ilt isotop i borekerner i havbunden hentet fra den internationale database "LR04 bentic stack". Den indikerer temperaturen. Den røde graf, der repræsenterer MIS 1 (holocæn- mellemistiden) kan af naturlige grunde kun vises frem til nutid (0). (d) Frekvensen af tung brint (deuterium), fra en borekerne, Edica Dome C i Antarktis. Forholdet til almindelig brint indikerer også temperaturen. (e) Koncentrationen af atmosfærisk metan også fra en EDC is-kerne. Det ses at der en ganske god korrelation mellem parametrene for de to perioder. Kilde: "The MIS 11 - MIS 1 analogy, southern European vegetation, atmospheric methane and the early anthropogenic hypothesis" af P. C. Tzedakis Til højre er tilføjet en simpel fortolkning af graferne. Graferne for MIS 19 og MIS 1 minder meget om hinanden, dog ligger MIS 1 graferne (c) og (d) på

30 30 et lidt højere niveau. Ved at ekstrapolere de røde grafer nogle tusind år ud i fremtiden med samme hældning som MIS 19, kan man måske få en indikation af den fremtidige klimaudvikling, da alle varmeperioder har en form, hvor varmen kommer hurtigt for derefter at klinge langsomt af. MIS 1 startede for år siden. En lodret linje ned gennem kurverne og kalder vi Start MIS 1. Kurverne (c) og (d) indikerer temperaturniveauet. Når temperaturen-indikatorerne falder under den indikation, som MIS 1 startede med, kan man sige at MIS 1 vil slutte. Hvor den lodrette linje Start MIS 1, som repræsenter før nutid, skærer de temperatur indikerende kurver, må det være den temperatur, som skiller en mellem-istid fra en istid. Fra disse skæringspunkter er tegnet to vandrette iso temperatur linjer, som derfor repræsenter samme temperatur-niveau. Hvor iso temperatur linjerne skærer de ekstrapolerede røde grafer for MIS 1, kan det forventes at temperaturen falder under den temperatur, som viser overgangen til en ny istid. Fra disse to skæringspunkter føres to lodrette linjer Slut MIS 1 op til tidsskalaen foroven. Graf (d) indikerer at MIS 1 vil slutte om år, og graf (c) indikerer at MIS 1 vil slutte om år. Gennemsnittet er år, men med en ganske betydelig usikkerhed. Man fristes til at give Tzedakis ret i, at MIS 1 sikkert vil slutte om ca år. Måske er han lidt optimistisk. Vi må forvente, at Jordens temperatur falder langsomt gennem hele denne tid, dog overlejret af mange mere kortvarige varme- og kulde-perioder. Det fremgår af MIS 19 graferne, som indikerer temperatur, også har den for alle varmeperioder karakteristiske form, nemlig at varmen kom hurtigt for derefter langsommere at klinge af. Den fjerdedel af en aksehældnings-cyklus, som MIS 19 varede ud over MIS 1's nuværende alder, er karakteriseret ved en støt faldende temperatur i løbet af år - overlejret af mere kortvarige varme- og kuldeperioder. Hvis MIS 1 - MIS 19 analogien holder, hvad mange tror, kan vi forvente, at Holocæn også udvikler sig således. Ganske langsomt, gennem tusinder af år - umærkeligt for den enkelte generation - vil temperaturen falde ned imod egentlige istids-betingelser. Synspunktet er også støttet af en ofte citeret rapport fra 1980 af Imbrie og Imbrie, som forudser, at den langsigtede afkølings-tendens, der begyndte i stenalderen for omkring år siden, vil fortsætte gennem de næste år. Tzedakist konkluderer yderligere: "Uoverensstemmelsen mellem atmosfærens metan-indhold og bestanden af tempererede træer i den sene holocæn, synes at favorisere Ruddiman's synspunkt (2003, 2007), at CH4 stigningen efter år før nu kan afspejle mennesket aktiviteter (evt. ekspansion af dyrehold). Det er lidt svært at se i sammenligningen af graferne for MIS 1 og MIS 19, men i en af graferne (s. 26) fra samme kilde sammenlignes MIS 1, MIS 5e, MIS 7e, MIS 9e og

31 31 MIS 11c. Her ses det, at graferne for CH4 følger graferne for pollen fra tempererede træer ganske godt, undtagen for MIS 1, hvor grafen for CH 4 stikker af og stiger netop omkring landbrugets ekspansion omkring til før nu (3.000 til fvt). Supervulkanen Toba Det eneste, som er tilbage af supervulkanen, er Lake Toba, som ligger i det nordlige centrale Sumatra. Toba er en supervulkan på Sumatra i Indonesien, som havde udbrud år før nutid. Massen af den udspyede lava, aske og gasser var 100 gange større end ved det største vulkanudbrud i nyere historie, som var vulkanen Mount Tambora i Indonesien, der havde udbrud i 1815 og var årsag til at 1816 blev "året uden sommer" på den nordlige halvkugle. Supervulkanen Toba spredte aske i atmosfæren og i hele det sydlige Asien i et cirka 15 cm tykt lag, som stadig kan spores både i Indien og i det Sydkinesiske Hav. Det antages at utallige dyr og tidlige mennesker blev udryddet ved denne lejlighed.

32 32 Toba udbruddet faldt sammen med begyndelsen på en af Weichel istidens særlig kolde perioder, og mange mener, at udbruddet forårsagede en "vulkansk vinter", som resulterede i et fald i havets overflade-temperatur på 3-5, som derved fremskyndede forværringen af istiden. Analyser af Grønlandske is-kerner viser, at udbruddet blev efterfulgt af en tusindårig periode med øget støv i atmosfæren og lave temperaturer. To Antarktisboringer, der viser markante overensstemmelser i temperaturbestemmelserne og at den forøgede snemængde netop matcher de varmere perioder.

33 33 Palæolitikum-kronologi (Arkæologi/Antropologi) Den palæolitiske periode er inddelt i tre faser: Ældre, Mellem og Yngre (opdelt efter lagdelte aflejringer, hvor de nederste er de ældste). Hver inddeling er markeret ved en kultur, der adskiller sig fra andre ved særlige karakteristika. Ældste Palæolitikum Mellem Palæolitikum Yngre Palæolitikum Opdeling af ældre stenalder million Oldowen Tidligst erkendte stenredskaber år siden 1,65 mio k Tidligst brug af ild (use of fire), Acheulien år siden omkring 1,5 mio. (kontroversiel) 400k - 200k Ældste hytte konstruktioner, Terra Clactonien år siden Amata 300k - 30,000 Mousterien Perioden med Neandertalere År siden 100k - 30,000 Perle-smykker Bead jewelry, 80,000 Aterien År siden år gamle fra Morokko 35,000-29,000 Chatelperronien Hulemalerier ved Chauvet grotten years ago 42,000-26,000 Tidligste udskæring af figurer: Venus Aurignacien years ago of Hohle Fels 28,000-22,000 Gravettien Venus of Willendorf years ago 19,000-15,000 Solutreen Hulemalerier i Altamira grotten years ago 18,000-10,000 (og samtidige tidligste permanente Magdalénien years ago bosættelser I Nildalen)

34 34 Menneskets udvikling

35 35