2. Klima
Hæfte 2 - Klima Temperaturvariationer gennem 20.000 år... 3 Temperaturvariationer fra1850 til i dag... 5 Jordens klima i tid... 6 Da Grønland var grønt... 7 Neandertalere i Danmark... 9 Istidens afslutning... 11 Isen var Danmarks landskabsarkitekt... 13 Klimaet svinger... 15 Klimaforandringer kræver tilpasning... 17 Vulkaner sætter spor i historien... 19 Santorini... 21 Et koldt klimaarkiv... 22 Klimaforbedring?... 24 Side 2 af 25
Temperaturvariationer gennem 20.000 år Kurven viser, hvordan temperaturen har ændret sig de sidste 20.000 år. Vi har direkte målinger af middeltemperaturen de sidste 150 år størstedelen af kurven bygger derfor på målinger fra grønlandske iskerner. Temperaturen på Grønland De temperatursvingninger, der kan udledes af iskernerne fortæller fortrinsvis om klimaet i Grønland, men de er repræsentative for klimaforandringerne på hele den nordlige halvkugle. På Grønland var temperaturstigningen fra istiden til mellemistiden ca. tre gange så stor som den globale temperaturstigning. Svingningerne i temperaturdataene fra iskernerne er derfor dæmpet med en faktor tre inden de er sat sammen med de sidste 150 års målinger af den globale middeltemperatur. Referencer for temperaturdata: Temperaturkurven indtil år 1850 er baseret på analyser af NordGRIP iskernen og er udarbejdet af Bo Vinther, Center for Is og Klima, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet. Temperaturdata fra 1850-2009:P. Brohan, J.J. Kennedy, I. Harris, S.F.B. Tett and P.D. Jones, Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: a new dataset from 1850. J. Geophys. Res, 111, D12106, doi:10.1029/2005jd006548. Side 3 af 25
Hvad kan temperaturvariationerne skyldes? Klimaforskere er enige om, at de seneste ændringer i temperatur skyldes mennesket. Men når vi ser tilbage i tiden før 1850 må vi søge andre årsager. Det kan være: Variationer i solindstråling Variationer i havstrømme Vulkansk aktivitet Variationer i solindstråling Vi kender årstiderne, der skifter i takt med Jordens bevægelse omkring Solen. Men Jordens bane om Solen og jordaksens orientering i rummet ændrer sig også ganske langsomt, og det har påvirker klimaet over lang tid. Tre parametre i Jordens bevægelse ændrer sig: 1. Jordens bane varierer mellem at være mere eller mindre elliptisk med en periode på 100.000 år. 2. Jordaksens hældning varierer fra 21,4º til 24,4º med en periode på 41.000 år. 3. Jordens akse roterer som en snurretop med en periode på 21.700 år. Disse ændringer har indflydelse på forskellen mellem vinter og sommer, og hvordan årstiderne falder i forhold til Jordens bane omkring Solen. For tiden er det fx sådan, at vi har sommer, når Jorden er længst væk fra Solen. Variationerne resulterer i ændringer i solindstrålingen i løbet af året. Disse ændringer forekommer små og foregår over lange tidsskalaer - flere tusinde år - men de har ikke desto mindre udløst de skift mellem istider og mellemistider, der typisk kommer med 100.000 års mellemrum.
Temperaturvariationer fra1850 til i dag Siden 1850 har mennesket påvirket Jordens klima gennem udledning af CO 2 fra fossile brændsler. Tidligere tiders klimaforandringer må dog skyldes andre faktorer, som variationer i solindstråling, havstrømme eller vulkansk aktivitet. Variationer i havstrømmene Sidste istid varede fra 115.000 til 11.700 år før nu. Under istiden var der flere pludselige og voldsomme klimaskift. Temperaturen i Grønland kunne ændre sig 10-20 grader i løbet af få årtier, og også i Europa og Nordamerika kunne forandringerne mærkes. Disse skift i temperatur skyldtes ændringer i Nordatlantens havstrømme. Havstrømmene i Atlanterhavet er drevet af den såkaldte dybhavspumpe i havet ud for Østgrønland. Her synker tungt, saltholdigt vand ned i dybhavet, og denne bevægelse trækker varmt, og saltholdigt vand op sydfra Golfstrømmen. Det bringer mildt klima til hele Nordvesteuropa. Under istiden var afsmeltningen fra isen omkring Nordatlanten i perioder så stor, at ferskvandet lagde sig som et låg over det salte vand. Det bremsede dybhavspumpen. Resultatet blev faldende temperaturer og mindre afsmeltning af iskapperne. Dermed kunne den varme havstrøm og dybhavspumpen igen rykke mod nord. Disse frem- og tilbagerykninger af den varme, nordatlantiske havstrøm med dertil hørende klimaforandringer skete hele 25 gange under sidste istid. Vulkansk aktivitet Når en vulkan går i udbrud spredes store mængder støv og aske i atmosfæren. Støvet og forskellige gasarter kan nå op i langt over 10 km's højde, op i stratosfæren, hvor det spredes over hele kloden og kun langsomt falder ned i løbet af flere år. Støvet spreder og reflekter Solens lys og bevirker derved en afkøling af Jordens overflade. Den klimatiske effekt af vulkanudbrud varer som regel kun få år, men den kan være ganske betydelig. Fx førte udbruddet af Tambora i Indonesien i 1815 til "året uden sommer" i 1816, hvor høsten slog fejl i både Nordamerika og Nordeuropa, og hvor man i disse områder kunne opleve sne om sommeren.
Jordens klima i tid Jordens klima skabes i et komplekst samspil med Solen og de mange forskellige processer, der foregår på selve Jorden. I de sidste 600 mio. år af Jordens klimahistorie har det både været koldere og varmere end i dag
Klimaændringer og død Store klimaændringer skyldes især variationer i Jordens bane om Solen, kontinentaldrift, ændringer i de store havstrømme, variationer i isens udbredelse og vekslende mængder af drivhusgasser i atmosfæren. Klimaændringer kan også skyldes pludselige katastrofer, som voldsomme vulkanudbrud eller asteroider fra rummet. I nogle tilfælde har klimaændringer ført til udslettelse af en stor del af livet på Jorden. Da Grønland var grønt For ca. 500.000 år siden var det sydlige Grønland dækket af skov, og små sommerfugle og insekter summede mellem træerne. Det viser spor af DNA fra bunden af den grønlandske indlandsis. Verdens ældste DNA I de nederste meter af en, over to kilometer lang iskerne, fra Indlandsisen i det sydlige Grønland, har forskere fundet rester af DNA fra de planter og dyr, der fandtes, før området blev dækket af is. DNA'et er dateret til at være mellem 450.000 og 800.000 år gammel, og er dermed det ældste DNA, der nogensinde er fundet. Ved at analysere den fundne DNA har forskerne kunnet fastslå, at klimaet i det sydlige Grønland dengang mindede om nutidens nordlige Sverige med en åben skov af elletræer, fyr, gran, birk og taks. Side 7 af 25
Grumset is Da forskerne nærmede sig bunden af Indlandsisen, begyndte boret at bringe grumsede iskerner op til overfladen. Den grumsede is skyldes, at Indlandsisen ikke ligger stille. Isen flyder hele tiden ud mod gletscherne ved kysten, hvor den smelter eller knækker af som isbjerge. Når isen skrider hen over grundfjeldet blandes jord, grus og eventuelle rester af biologisk materiale op i isen. Den varme Eem tid For ca. 125.000 år siden var der en varmeperiode, kaldet Eem tiden, der måske mindede om det klima, vi i dag er på vej imod. I Grønland var der 4-5 grader varmere end i dag og vandstanden i verdenshavene var 6 meter højere. Mange forskere regnede derfor med, at det sydlige Grønland var isfrit under Eem. Men hvis der var isfrit ville alt ældre biologisk materiale være blevet nedbrudt. Derfor viser fundet af DNA, der er mindst 450.000 år gammelt, at Indlandsisen overlevede Eem-tidens drivhusklima. Side 8 af 25
Neandertalere i Danmark For 125.000 år siden levede der en anden slags mennesker i Danmark neandertalerne. Vi ved ikke meget om dem, kun at de var jægere. Det varme Danmark I Eem tiden - før den sidste istid - var klimaet varmt nærmest som i Frankrig. Neandertalerne var højt specialiserede jægere, og der var rigeligt med dyr at jage. I Tyskland levede flodheste og i England løver. Det eneste spor af neandertalere i Danmark er fra en vellykket dådyrjagt for 125.000 år siden. Side 9 af 25
Neandertalere ved Langå I en kiselgurgrav ved Hollerup nær Langå blev der i årene omkring år 1900 gjort nogle enestående fund af dådyrknogler. Knoglerne er tydeligt spaltet for at få fat i marven. De er således et sikkert vidnesbyrd om, at neandertalere har strejfet rundt i Danmark som de allerførste mennesker. Kiselguren i Hollerup er en søaflejring dannet i Eem tiden for 130.000 til 115.000 år siden. Side 10 af 25
Istidens afslutning Vi er vant til, at vejret kan skifte på et øjeblik. Men også klimaændringer kan ske hurtigt. Undersøgelser af iskerner viser, at den sidste istid sluttede præcis 11.703 år før år 2000. Isen fortæller klimahistorie Den grønlandske indlandsis er et værdifuldt arkiv over fortidens klimaforandringer. Mere end hundrede tusinde års snefald er bevaret i iskappen, og forskerne kan få værdifuld viden om de klimaforandringer, der er sket gennem tiden ved at studere isens sammensætning. Side 11 af 25
Istiden sluttede brat Forskernes analyser af de enkelte årlag i iskernerne viser, at sidste istid sluttede 11.703 år før år 2000, hvor klimaet ændrede sig meget brat. Analyser af støv i iskerner ses, at luftcirkulationen i atmosfæren ændrede sig fra det ene år til det andet. Disse forhold ændrede også transporten af energi i atmosfæren, og temperaturen i Grønland steg ca. 10 grader i løbet af få årtier. Ændringen i luftcirkulation skyldtes store klimaforandringer i Asien, hvor klimaet var blevet presset hen mod en ustabil tærskel. Side 12 af 25
Isen var Danmarks landskabsarkitekt Danmarks landskab er formet af is og smeltevand resultatet er verdens flotteste istidslandskab. Efter istiden blev landskabet præget af vind og vejr men i dag er mennesket også en vigtig faktor. Isens spor Istiden har efterladt sig tydelige spor i det danske landskab. Dale og fjorde er skabt af isens bevægelser, og de enorme vandmasser fra den smeltende is skyllede grus og sand ud over landskabet. Vestjylland er faktisk en stor smeltevandsslette med bakkeøer fra tidligere istider. Smeltevandet aflejrede sten og sand, hvilket ses tydeligt i mange grusgrave. Mammutsletten Ved istidens afslutning var Danmark en del af en stor Nordeuropæisk slette - mammutsletten - som også forbandt Danmark og England. Store mængder havvand var bundet som is på land, og dens vægt trykkede landet ned. Isens afsmeltning medførte en hurtige stigninger i havspejlet. Et nyt hav Vesterhavet blev dannet, som oversvømmede en del af det nuværende land. Da isens tryk forsvandt rettede landet sig langsomt op. Landhævningen er fortsat til vor tid. Side 13 af 25
Nyt pattedyr til Danmark Danmark var uberørt af mennesker under istiden. Kun om sommeren kom jægere sydfra, som jagede de store dyr. I takt med de ændrede klimaforhold blev jægerne i landet, og mennesker begyndte at præge landskabet. Deres antal voksede, og mammutter, uldhårede næsehorn og irske kæmpehjorte forsvandt som følge af mere intensiv jagt. Mennesket og dets aktiviteter var blevet en dominerende faktor i Danmark. Side 14 af 25
Klimaet svinger Klimaet svinger mellem ekstreme yderpunkter varmeperioder og istider afløser hinanden. Siden sidste istid har klimaet været forholdsvist stabilt, og mennesket har haft tid til at indrette sig. Afkøling for 8.200 år siden De grønlandske iskerner viser, at den nuværende mellemistid, der har varet de sidste 11.712 år, har været præget af et mildt og relativt stabilt klima. Det er under disse betingelser, at alle civilisationer har udviklet sig. Dog har der i mellemistiden også været store, naturlige klimaforandringer. Den største fandt sted for 8.200 år siden. Iskernerne viser, at temperaturen i Grønland dengang faldt 6 grader inden for 10 år, hvorefter temperaturen langsomt steg i løbet af et par hundrede år. Side 15 af 25
Hvorfor blev det koldere? Isens afsmeltning i Nordamerika skabte en stor smeltevandssø - lake Agassiz - som til sidst kun var adskilt fra havet af en smal isbræmme. Isen brød sammen, og vandet fossede ud i Nordatlanten. På et halvt år strømmede smeltevand ud i havet i en mængde, som svarer til 25 Amazonfloder. Den store tilførsel af ferskvand bremsede Golfstrømmen. På få år faldt temperaturen 1-2 C i det meste af Europa, og store dele af Jorden fik et mere tørt klima. Side 16 af 25
Klimaforandringer kræver tilpasning For 8.200 år siden og få tusinde år frem skete der store forandringer i Danmark. Havet steg og klimaet ændrede sig fra fastlandsklima til tempereret kystklima. Danmark var nærmest et Ø-rige. Bopladser forlades Datidens mennesker boede i de kystnære områder og kunne mærke konsekvenserne af klimaforandringerne. I takt med havstigningen måtte mennesker forlade deres bopladser. Dette ses af, at mange af bopladserne nu ligger under havets overflade. Ny levevis Også menneskers levevis ændrede sig. i takt med, at vandstanden i havet steg. Tidligere landområder oversvømmedes, og det medførte en forskydning fra skovjagt imod udnyttelse af de muligheder, havet bød på: fiskeri og havjagt. Dyrearter som urokse og bjørn forsvandt fra øerne, dels som følge af jagt, dels fordi øernes isolerede beliggenhed ikke gav mulighed for nyindvandring til erstatning for de dræbte dyr. Side 17 af 25
Klimaskvulp på Sjælland Følgerne af klimaskvulpet efter Lake Agassiz er forsvindende lille i sammenligning med følgerne af de øvrige klimaforandringer. Dog kan forskere konstatere - fx ved at analysere bundlagende i Højby Sø i Odsherred på Sjælland - en reduceret pollenproduktion i årene efter Lake Agassiz. Et bevis på, at datidens plante- og dyreliv blev påvirket af det efterfølgende temperaturfald. Højby Sø Side 18 af 25
Vulkaner sætter spor i historien Vulkanudbrud kan have ødelæggende virkninger for mennesker og natur hundreder af kilometer fra udbruddet. Da Thera gik i udbrud i 1613 f.kr., satte begivenheden sig spor i historien og mytologien. Minoisk kultur Kretas bronzealdercivilisation ca. 3100 1100 f. kr. var en af de mest veludviklede i antikken og en af Europas første store civilisationer. Kreta dominerede Middelhavet med talrige handelsstationer og de første skrifttegn stammer fra denne periode. Det berømte Knossos blev bygget ca. 2000 f. kr., men 1613 f. kr. ramte jordskælv, askenedfald, giftige luftarter og en tsunami Kreta, som følge af Theras udbrud. Den minoiske kultur oplevede en nedgangsperiode og opnåede aldrig samme dominans. Side 19 af 25
Ægyptens 10 plager Theras udbrud formørkede himlen, og det regnede med rødt mudder helt ned i Ægypten. Tsunamien ramte Nildeltaet, hvor mennesker og dyr omkom. Æg af frøer og myg overlevede, og formerede sig i store mænger efter katastrofen. Da israelske lærde skulle skrive om udvandringen fra Ægypten, blev ulykkerne set som Guds indgriben og blev kaldt for Ægyptens 10 plager. Side 20 af 25
Santorini Støv og svovlsyre fra vulkanudbrud kan spredes i atmosfæren og til sidst ende på Indlandsisen. Ved at analysere isens indhold af syre kan forskerne studere fortidens vulkanudbrud. Den sure is Dybt nede i Indlandsisen har forskerne fundet et lag med et højt syreindhold. Laget er dateret til år 1642 før vor tidsregning med en usikkerhed på kun fem år. Iskerneforskerne mener, at syren stammer fra et voldsomt udbrud af vulkanen Thera i det græske øhav, hvor store dele af øen sank i havet og resten, som vi i dag kender som øen Santorini, blev dækket af et 60 m tykt askelag. Også flere af de omkringliggende øer blev ramt af voldsomme tsunamier og nedfaldende aske. Udbruddet menes at have inspireret myten om det forsvundne Atlantis. Kontrovers om dateringen Iskerneforskerne er ikke alene om at studere vulkanudbruddet. Fysikere har forsøgt at fastlægge tidspunktet for udbruddet ved 14 C- datering af korn og kviste fundet under askelaget, mens arkæologerne sammenligner keramik fra Santorini med andre fund fra det østlige Middelhav, som er dateret i forhold til bl.a. kronologien over ægyptiske konger. Og forskerne er langt fra enige. Iskerneforskerne og fysikerne er altså tættest på hinanden, mens arkæologerne mener, at udbruddet fandt sted et helt århundrede senere. Hvem har ret, og hvorfor er de uenige? Iskerner: 1642 ±5 år fvt. 14 C-datering 1627-1600 år fvt. Arkæologi: Ca. 1520 år fvt. Side 21 af 25
Vulkanudbrud som målestok Isen på Grønland og Antarktis er blot et af naturens klimaarkiver. Aflejringer på bunden af søer og have fortæller også om fortidens klima og vulkanudbrud. Hvis forskerne kan finde det samme vulkansk støv i borekerner fra is og havbund, ved de, at lagene har samme alder. I de grønlandske iskerner kan man fastslå alderen med stor nøjagtighed, og dermed kan vulkanudbrud bruges som en fælles målestok i de forskellige klimaarkiver. Et koldt klimaarkiv Den grønlandske indlandsis rummer et væld af informationer om fortidens klima. Det indså både danske og amerikanske forskere allerede i starten af 1950'erne, og derfor begyndte de at bore kerner ud af Indlandsisen og analysere dem for klimadata. Atombomber under Indlandsisen De amerikanske forskere havde også en anden bagtanke med at studere isen: De ville undersøge, om det var muligt at udgrave og opretholde tunneler i isen, hvori der kunne gemmes atommissiler. Til gengæld blev den første iskerne, der rakte helt ned til bunden af Indlandsisen, udboret ved Camp Century i 1966. Derfor byggede det amerikanske militær i 1960'erne en lejr under Indlandsisen i det nordlige Grønland. Lejren, der blev kaldt Camp Century, kunne huse 200 mand og blev forsynet med energi fra en mobil atomreaktor. Heldigvis viste det sig, at isen er for ustabil til, at konstruktioner i isen kan vedligeholdes i mange år. Blandt andet derfor blev ideen om at gemme atommissiler under isen droppet, og lejren blev lukket i slutningen af '60'erne. Side 22 af 25
Den danske forbindelse Den danske fysiker Willi Dansgaard opdagede i 1952, at lufttemperaturen et givent sted på Jorden efterlader sig et fingeraftryk i sammensætningen af den nedbør, der falder på det sted. Det betød blandt andet, at han ved at studere is fra Grønland kunne udlede, hvor koldt det var, da isen faldt som sne. Han indså også, at der i Indlandsisen er bevaret mange tusinde års snefald, og at man derfor kan genskabe temperaturvariationerne mange tusinde år tilbage i tiden ved at studere isen. Side 23 af 25
Klimaforbedring? De første iskerneanalyser viste, at det var blevet varmere i starten af det 20. århundrede. Opvarmningen havde ført til et blomstrende torskefiskeri i Grønland og blev derfor ofte omtalt som en "klimaforbedring". De første iskerneanalyser De første iskerner, der blev udboret i 1950'erne var kun 10-20 meter lange og indeholdt kun få årtiers nedbør. Men alligevel kunne de indeholde overraskende oplysninger om klimaets opførsel. Willi Dansgaard analyserede nogle af kernerne og viste, at temperaturen i Grønland var steget i starten af det 20. århundrede. Dette var forskerne allerede klar over, da man både havde målt denne temperaturstigning direkte og havde observeret en betydelig tilbagetrækning af gletscherne i Grønland. Men iskernerne afslørede også, at temperaturen siden 1940 igen var begyndt at falde noget der kunne få alvorlige konsekvenser for det Grønlandske samfund. Klimaforbedringen Opvarmningen i starten af det 20. århundrede betød, at atlanterhavstorsken var trukket mod nord og nu kunne fanges i stort antal i de grønlandske farvande. Det rige torskefiskeri betød øget velstand for hele det Grønlandske samfund, der var inde i en rivende udvikling i årene efter anden verdenskrig. Men udviklingen var afhængig af den klimaforbedring som man kaldte opvarmningen der havde skabt de gunstige forhold for torskefiskeriet. Side 24 af 25
Side 25 af 25