NATURVIDENSKABELIGE FODSPOR

Transkript

1

2 NATURVIDENSKABELIGE FODSPOR

3

4 NATURVIDENSKABELIGE FODSPOR Oplevelser med læring i Syddanmark og Schleswig-Holstein Udgivet af TMN - Turisme, Menneske, Natur

5 Naturvidenskabelige fodspor Udgivet af TMN - Turisme, Menneske, Natur Redaktører: Linda Ahrenkiel, Claus Michelsen, Magnus Wahlberg, Morten Rask Petersen, Achim Englert og Andreas Christian Produktion: Rosendahls A/S Oversættelse: Hans-Otto Rosenbohm Omslagsfoto: Stefanie Klingel, Lisa Iwon, Rasmus Bendixsen. Johannes Larsen Museet, Solvin Zankl, Fjord&Bælt, Fjord&bælt. Dennis Barnekow. Colourbox

6 Indholdsfortegnelse TEMA FØR OG NU Kemisk livshistorie: Barnet fra Ribe Vov at tænke: H.C. Ørsted en international videnskabsmand fra Rudkøbing Vores fælles forhistorie TEMA MAD OG DRIKKE Det glemte spisekammer: Havets køkkenhave TEMA LAND OG VAND Filsø: Naturen indtager igen en hovedrolle ved Vestjyllands store sø Nordsøen i forandring Følgerne af den globale opvarmning for vandstanden i havene Hvordan klarer marsvinene alt det menneskelige undervandsstøj? Lyset og synet under vand Hvorledes fisk ser os og hvorledes vi ser fiskene TEMA FLORA OG FAUNA Fuglemaleren ved Filsø, Johannes Larsen Dykkende svin og hvalers oprindelse Skarven: En fugl vi elsker at hade Hasselmusen, syvsoveren som ingen ser Krabber Hajer og deres sanser Havpattedyr i Nord- og Østersøen... 84

7 Syddanmark-Schelswig-K.E.R.N Kerteminde: Fjord&Bælt, Det glemte spisekammer: Havets køkkenhave, Fuglemaleren ved Filsø, Johannes Larsen, Skarven: En fugl vi elsker at hade, Hajer og deres sanser, Krabber 2 Svendborg: Naturama, Hasselmusen, syvsoveren som ingen ser 3 Rudkøbing: Vov at tænke: H.C. Ørsted en international videnskabsmand fra Rudkøbing 4 Warder: Ache Warder, Vores fælles forhistorie, Dykkende svin og hvalers oprindelse 5 Flensburg: Phänomenta 6 Tönning: Multimar Wattforum 7 Nordsøen: Nordsøen i forandring, Følgerne af den globale opvarmning for vandstanden i havene, Hvordan klarer marsvinene alt det menneskelige undervandsstøj?, Lyset og synet under vand, Hvorledes fisk ser os og hvorledes vi ser fiskene, Havpattedyr i Nord- og Østersøen. 8 Kemisk livshistorie: Barnet fra Ribe 9 Filsø: Naturen indtager igen en hovedrolle ved Vestjyllands store sø 6 Naturvidenskabelige fodspor

8 Forord Kære turist i regionerne Syddanmark, Slesvig og Kiel-Eckernförde-Neumünster-Rendsburg Bogen du her har i hånden præsenter en række oplevelsesmuligheder inden for et bredt spektrum af natur og kultur i den såkaldte Interregion Sydanmark-Schlesvig-KERN, der dækker et geografi sk område omkring den dansk-tyske grænse rækkende fra Kielerkanalen i syd, til Nordsøkysten i vest, Vejle i nord og Storebælt i vest. Ud over en unik og kystnær natur byder Interregionen på en række oplevelsescentre og museer, hvor temaet er naturen og dens biologiske og fysiske fænomener. Bogen præsenterer en række fortællinger, der alle tager udgangspunkt i en destination i Interregionen, og omhandler menneskets relationer til den omgivne natur. Fortællingerne forholder sig til de udfordringer mennesket relationer til naturen aktuelt stiller os over for, og inviterer til turismeoplevelser med autentisk indhold, aktiviteter og personligt udbytte. Kombinationen af bogens fortællinger og besøg på destinationer skal overraske, vække underen, stimulere lysten til at lære mere og motivere til at forholde sig til spørgsmål vedrørende naturbeskyttelse og bæredygtighed. Bogen er et resultat af det dansk-tyske projekt TMN Turisme, Menneske, Natur, der som overordnet formål har at udvikle turismen i Interegionen gennem profi lering af denne som en oplevelsesregion. Fokus er på den moderne borgers interesse for og bevidsthed om den omgivende natur og betydningen af menneskets relationer til denne. TMN Turisme, Menneske, Natur er Medfi nansieret af INTERREG 4 A-programmet Syddanmark-Schleswig-K.E.R.N. med midler fra Den Europæiske Fond for Regionaludvikling, der siden 1991 har støttet samarbejde på tværs af landegrænserne i EU via de særlige INTERREG-programmer. Projektet har deltagelse af fem oplevelsescentre og tre universiteter: Phänomenta, Flensburg Multimar Wattforum, Tönning Arche Warder, Warder Fjord & Bælt, Kerteminde Naturama, Svendborg Flensburg Universität Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Syddansk Universitet Derudover har en række turismeorganisationer og andre museer og oplevelsescentre i Interegionen bidraget til TMN Turisme, Menneske, Natur. Dette unikke samarbejde mellem turismeerhvervet, universiteternes forskningsmiljøer samt oplevelsescentre og museer har resulteret i den foreliggende bog, der inviterer til oplevelsesrejser i Interegionen, hvor kultur- og naturoplevelser naturligt relateres til menneskets relationer til den biologiske og fysiske omverden. Vi ønsker velkommen til Interregion Sydanmark-Schlesvig-KERN samt et godt, udbytterigt og lærerigt ophold. Professor Claus Michelsen Projektleder, TMN Turisme, Menneske, Natur Naturvidenskabelige fodspor 7

9 Følgerne af den globale opvarmning for vandstanden i havene Arne Bockwoldt Institut für mathematische, naturwissenschaftliche und technische Bildung /Abteilung Biologie, Universität Flensburg, Tyskland. Vandstanden i havene påvirkes på flere måder af den globale opvarmning. De vigtigste faktorer, som forårsager en stigning af vandstanden, kan forklares ved hjælp af forsøg og modelleringer. Stigningen af vandstanden har store konsekvenser for kystregionerne i Danmark og Tyskland. Den vil i stadig større grad kunne påvirke naturområderne ved Nord- og Østersøen og øge behovet for beskyttelses- og tilpasningsforanstaltninger for både mennesker og natur. Hovedårsagen til den stigende vandstand i havene synes at være oplagt: De stigende temperaturer får mange ismasser på jorden til at smelte. Dette medfører en større mængde vand i oceanerne og stigende vandstande i hele verden. I klimalaboratoriet, et miljøundervisningstilbud ved Universität Flensburg, er nedenstående eksperiment fl ere gange blevet gennemført med børn og unge. Deltagerne blev opfordret til at komme med spontane ytringer om eksperimentets udfald. Svaret b) viste sig at være det mest populære på alle alderstrin og skoleformer. Dette beror på en forventning om, at den del af isen, som er over vandet, skal tillægges den oprindelige vandmængde, således at vandstanden stiger. Denne tankegang er dog forkert. Deltagerne bliver forbavsede, når de konstaterer, at det er løsning a), der er den rigtige, og at vandstanden i glasset er uforandret efter at isen er smeltet. Hvorfor er det sådan? Årsagen hertil er vands forskellige egenskaber i fl ydende hhv. fast tilstand. Vand udvider sig, når det fryser til is. Dette fænomen kender alle, som har lagt en vandfl aske i fryseren, glemt den og derefter fundet en bunke glasskår i fryseren. De fl este stoffer udvider sig, når temperaturen stiger, og når temperaturen falder, bliver volumen igen mindre. For vand gælder dette kun ved temperaturer over 4 C. Når vand nedkøles til under denne værdi, øges dets volumen ned til 0 C. Når vandet fryser til is, udvides det yderligere. Denne unormale termiske adfærd hos vand betegnes som vands anomali. Mens volumen ved frysningen øges, aftager samtidig densiteten (massefylden). Da is har en lavere densitet end vand, fl yder det. Densitetsforholdet (ved 4 C varmt ferskvand 0,91:1 g/ cm3) medfører, at ca. 8 % af en isterning rager op over vandoverfl aden. Derfor ser det ud, som om der er mere frossent vand i isterningen. Grækeren Arkimedes fandt allerede 250 år før vores tidsregning ud af, at det vand, der fortrænges af et legeme, vejer nøjagtigt det samme som selve legeme. Isterningen fortrænger altså nøjagtigt den mængde vand, som den selv vejer. Når isterningen smelter, mindskes volumen, og den smeltede isterning optager til sidst nøjagtigt den plads, som den tidligere fortrængte under vandet. Det spiller altså ikke nogen rolle, om vandet er fl ydende eller delvis fl yder som is på det resterende vand. I begge tilfælde fortrænges det samme volumen af den samme mængde vand. Forsøget gør det klart, at smeltende is ikke nødvendigvis resulterer i en stigning i vandstanden i havene. Ved hjælp af følgende eksperiment kan man finde ud af, om havets øgende vandstand helt kan forklares af isafsmeltningen på jorden. Vi antager, at oceanerne er et vandbassin, som begrænses af kontinenterne. Bassinet indeholder vand i flydende og frossen form. I vores forsøg illustreres denne antagelse ved hjælp af en glasbeholder, der er fyldt med vand og en isterning. 1. Hvad sker der med vandstanden i glasset, når der tilføres varme, og isen smelter? a) Vandstanden forbliver den samme. b) Vandstanden stiger. c) Vandstanden synker. Forsøg efter Arkimedes princip. 1. A 38 Land og vand

10 Forsøg med eustatisk stigning af havvandstanden. Afgørende for forsøgets udfald er, at isen flyder på vandet, inden den smelter. På vores jord er dette tilfældet med havis. Havis dannes, når havvandet i de polare oceaner fryser til. Omfanget og tykkelsen af disse ismasser ændres i takt med årstiderne. Selv om disse udsving ikke har nogen effekt på vandstanden i havene, advarer klimaforskere alligevel mod en øget reduktion af mængden af havis i forbindelse med den globale opvarmning. Havis spiller en enorm vigtig rolle i jordens klimasystem, og den tiltagende afsmeltning har andre negative følger. Årsagerne til en global stigning af vandstanden i havene hen over et tidsrum på årtier ligger imidlertid andre steder. I alt væsentligt skyldes det to processer: eustatisk og sterisk stigning af havvandstanden EUSTATISK STIGNING I HAVVANDSTANDEN En stor del af isen på vores planet befinder sig, i modsætning til havis, på fast grund oven over havvandstanden. De gigantiske iskapper i Antarktis og Grønland samt gletsjerne og bjergenes iskapper er isområder på land. Hvilke følger det har, hvis disse ismasser smelter, tydeliggøres ved følgende forsøg. Vi fylder igen en beholder med vand og is. Til forskel fra det første forsøg er isterningen denne gang placeret på fast grund oven over vandoverfladen. Når isen smelter, rinder vandet fra de smeltede isterninger ned i vandet i glasset. Vandmassen i bassinet forøges sammenlagt, og vandstanden stiger. Forsøget gør det klart, at smeltende is bevirker en stigning af havvandstanden, når det drejer sig om en flytning af vandmasser fra fastlandet til oceanerne. Ændringer af havvandstanden, som skyldes flytning af vandet, betegnes som eustatisk Den yderligere vandtilførsel fra de smeltende iskapper, gletsjere i bjergene og isfelterne er årsagen til ca. halvdelen af den hidtidige stigning af havvandstanden. Denne værdi betvivles af nogle forskere, for med hensyn til at forstå processerne i den kontinentale is er der fortsat væsentlige videnshuller og et stort forskningsbehov. Den potentielle effekt af de smeltende polare iskapper er i hvert fald enorm. Iskapperne i Antarktis og i Grønland indeholder vand nok til at få havvandstanden til at stige med ca. 65 m på hele jorden. Den hidtidige stigning af vandstanden i havene kan kun delvis forklares ved smeltning af is. En væsentlig og tit upåagtet proces er vandets ekspansion ved opvarmning. STERISK STIGNING AF HAVVANDSTANDEN Også denne effekt kan demonstreres ved hjælp af et eksperiment. En Erlenmeyerkolbe fyldes med vand og lukkes med en prop, som er udstyret med et tyndt glasrør. Vandstanden markeres, og beholderen opvarmes. Efter et stykke tid stiger vandstanden i glasrøret. For som vi allerede har set ved det første eksperiment, udvides vand med en temperatur højre end 4 C, når det opvarmes. Dette er også tilfældet, når havvand bliver varmere. Densiteten aftager, og volumen øges ved uforandret masse. Ændringer af havvandstanden på grund af ændringer af densiteten betegnes som steriske ændringer af havvandstanden. De forårsages for størstedelens vedkommende af stigende temperaturer (termosterisk). Ca. 10 % af de steriske ændringer fremkaldes af reduktion af saltindholdet i det globale ocean (halosterisk). Alt i alt bidrager de steriske effekter betydeligt til stigningen i havvandstanden (lidt mindre end halvdelen). Udskiftningsprocesserne mellem de dybe lag i oceanerne og overfladevand foregår kun meget langsomt, og derfor opvarmes de dybere lag med en tidsmæssig forsinkelse. Dette nedsætter ganske vist hastigheden af stigningen i havvandstanden, men gør samtidig, at den varer længere. Selv om mennesket fra nu af ikke opvarmede jordens atmosfære yderligere, ville havvandstanden på grund af den hidtidige opvarmning fortsat stige. De to sidste forsøg kan naturligvis kun afbilde de to hovedårsager til den globale stigning af havvandstanden Land og vand 39

11 meget forenklet. I realiteten viser de aspekter, som spiller en rolle for stigningen i havvandstanden, sig at være betydeligt mere komplekse. Også klimaforskere må indrømme, at ser man bort fra problemerne med en prognose, er det overordentligt vanskeligt bare at forstå de ændringer, der finder sted p.t. Derfor er det fortsat en stor udfordring for klimaforskere fremover at kunne forudsige de globale og regionale ændringer endnu bedre. FREMTIDIGE UDSIGTER Også ved Tysklands og Danmarks kyster vil de nævnte årsager være medvirkende til, at havvandstanden vil stige fremover. Både Nordsøkysten med det enestående Vadehavslandskab og Østersøens kystområder er habitater, som i stadig større grad påvirkes af stigningen. Som følge af stigningen af vandstanden i havene øges udgangsniveauet for stormfloder, og faren for oversvømmelser tager til. Såfremt den globale opvarmning desuden medfører forandringer af vindklimaet og søgangen, må man gå ud fra, at stormfloder fremover vil være hyppigere og højere. Derved øges belastningen af digerne, og erosionen ved kystarealer, der ikke er sikret med diger, og det kan bevirke, at hele kystprofilen forskydes ind i landet. På øen Sild imødegås denne udvikling allerede i dag med dyr strandfodring med sand. Det må forudses, at højere, hyppigere og længerevarende vandstande også medfører ændringer af fauna og flora i økosystemerne. Tabet af landområder eller særlige vækst- og leveområder (som for eksempel saltog tangenge) kan true mange dyrearter. Og også blandt mennesker vil der opstå nye anvendelses- og målkonflikter, og allerede eksisterende vil blive skærpet. Listen over potentielle følger er lang. Kysternes landskabssystemer er et led i en kompleks virkningssammenhæng med økologiske, økonomiske og sociale faktorer, som i flere henseender kan blive påvirket af stigningen i havvandstanden. Nord- og Østersøkysten er på trods af deres forskelligheder truet på lignende måde. Mange af ændringerne vil kun ske langsomt og beror for en dels vedkommende på prognoser, som på grund af emnets kompleksitet aldrig nogensinde er 100% sikre. Alligevel bør det hele tiden være målet at holde truslen så lav som mulig. Dette lykkes kun ved hjælp af klimabeskyttelse som er og fortsat vil være en opgave for os alle! Koldt Varmt Varmt Forsøg med vands ekspansion ved opvarmning. 40 Land og vand