30 september 2011

Klimathistoria - långa perspektivet

För 20 000 år sedan inträffade den senaste istidens kallaste period. Havsytan låg 120 meter under den nuvarande och medeltemperaturen var cirka sex grader lägre än 1950 års värden. Sydpolen började bli varmare för 18 000 år sedan men på Grönland var det fortsatt kallt tills det plötsligt började bli varmare för 11 000 år sedan.

Sedan 2,5 miljoner år tillbaka har istider avlösts av mellanistidsperioder med en viss regelbundenhet. Under de senaste 500 000 åren har det varit fyra korta mellanistider - oräknat den vi befinner oss i nu. Och om det inte blir någon mer istid de närmaste 400 000 åren kan inte den nuvarande perioden kallas mellanistid. Mellanistider varar normalt 10-30 000 år.

Jag använder mig främst av David Archers "Töväder" som källa till detta. Han är geofysiker och oceanograf. Huvudbudskapet i boken är att de nuvarande utsläppen av koldioxid kommer att påverka klimatet i hundratusentals år. Här tänkte jag främst försöka sammanfatta det han skriver om de senaste 60 miljoner åren.

En viktig metod för att studera istäckenas utbredning över långa tidsperioder är att mäta halterna av syreisotoper i is och i avlagringar av kalciumkarbonat, dvs kalk, som bildar mineralen kalcit och aragonit. När vatten avdunstar sker en destillation då vatten med vanligt lätt syre (0-16) dunstar fortare än vatten med tungt syre (O-18). När vattenångan kondenseras till regn och faller tillbaka i havet blandas det igen men när molnen blåser ut mot polerna och faller som snö och bildar is så fångas relativt mer O-16 i isen. När klimatet är kallare destilleras vattenångan med avseende på isotoper på lägre breddgrader, dvs globalt sett mer. Istäckena är isotopiskt lätta och vattnet i havet är isotopiskt tungt. Fördelningen av syreisotoper i havet kan avläsas när syret binds till karbonat (eller andra salter som silikater och fosfater) i blötdjur (musslor mm) och andra organismer (ex. encelliga foraminifer, koraller) som sedan avlagras.

Lägre temperatur och mera is ger en lägre kvot 0-18/O-16 i isen från en viss tidsperiod och därmed en högre kvot i karbonatavlagringar från samma period. Se http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Paleoclimatology_OxygenBalance/

Mätningarna kan även göras på stalagtiter som växer med tiden, kopplat till en tidsbestämning baserad på radioaktivt sönderfall av uran.

Det finns andra sätt att mäta temperaturen långt tillbaka i tiden. Ett sätt är pollenanalys. Pollen från fjällsippa (Dryas octopetala) är en indikator på kallare klimat ifall man hittar pollenet nedanför sippans nuvarande utbredning. En tillfällig kallperiod för cirka 11 000 år sedan, som avbröt den begynnande mellanistiden, kallas därför för Yngre Dryas. De olika metoderna kan jämföras med varandra vilket ökar möjligheterna att tidsbestämma olika förlopp.

Syreisotopmätning i karbonat har använts för att ta fram data kring den senaste dramatiska värmeperioden, som fått beteckningen PETM, vid övergången från Paleocen till Eocen för 57 miljoner år sedan. Det var en varm planet, ythavstemperaturen vid nordpolen kan ha nått upp till + 24 grader Celcius.

 Den storskaliga fördelningen av kontinenterna var då på väg att likna den nuvarande, den indiska plattan hade nått Asien, och däggdjuren hade blivit betydelsefulla efter dinosauriernas utdöende 8 miljoner år tidigare. Arabiska halvön nådde Asiatiska plattan senare, för ungefär 35 miljoner år sedan. Då var det kallare, och östra Antarktis hade börjat täckas av glaciärer. Sedan dess har det funnits is på jorden. Värmeperioden PETM tror man orsakades av växthusgaser. Metan kan ha frigjorts av geologiska processer över tiotusen år och ombildats till koldioxid, som i sin tur skapat positiva återkopplingar som frigjorde ännu mera växthusgaser. Under någon period var haven så sura att all karbonat fanns i lösning och inga karbonatavlagringar avsattes som man kan mäta syreisotoper i. David Archer spekulerar i att även vår nära framtid kan kommer att synas geologiskt som en avsaknad av karbonatsediment.

Inga kommentarer:

Skicka en kommentar