Istider och värmeperioder – vad styr jordens ... - Skolverket
Istider och värmeperioder – vad styr jordens ... - Skolverket
Istider och värmeperioder – vad styr jordens ... - Skolverket
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Istider</strong> <strong>och</strong> <strong>värmeperioder</strong> <strong>–</strong> <strong>vad</strong> <strong>styr</strong> <strong>jordens</strong> föränderliga klimat ?<br />
Dan Hammarlund<br />
Kvartärgeologi<br />
Geologiska institutionen<br />
Lunds universitet<br />
INLANDSIS<br />
Nordamerika för ca 20 000 år sedan
57 år<br />
9400 år före nutid
0 50 100 150<br />
μg bly / g sed.<br />
NUTID<br />
1250 AD
Jorden har en unik position i solsystemet
Jordens klimatsystem: komplexa processer<br />
Ruddiman (2001)
Marshak (2001)<br />
Plattektoniska förändringar
Marshak (2001)<br />
Plattektoniska förändringar<br />
Ruddiman (2001)
Tidigare nedisningar i <strong>jordens</strong> historia<br />
Ruddiman (2001)
Miljoner år före nutid<br />
2.6<br />
Från växthusvärld till istidsvärld<br />
Jordens medel-<br />
Temperatur<br />
Kallt Varmt<br />
Ruddiman (2001)
Miljoner år före nutid<br />
2.6<br />
Från växthusvärld till istidsvärld<br />
Jordens medel-<br />
Temperatur<br />
Kallt Varmt
Global isvolym<br />
Liten<br />
Stor<br />
Inledningen av kvartärperioden<br />
Istid Värmetid Avsaknad av inlandsis i norr<br />
Miljoner år före nutid<br />
Syreisotoper i<br />
djuphavssediment
Jordbanans<br />
ellipticitet<br />
Solståndens<br />
precession<br />
Milankovitch-teorin (orbitala förändringar)<br />
Tre huvudsakliga astronomiska cykler<br />
<strong>styr</strong> solenergins fördelning på Jorden:<br />
Jordaxelns<br />
lutning<br />
0<br />
Ellipticitet<br />
Precession<br />
Lutning<br />
200 400 600 800<br />
1000-tal år före nutid<br />
Frekvenser<br />
(1000-tal år)
Orbitala förändringar<br />
Andréasson (red.) (2006), efter Marshak (2005)
Orbitala förändringar<br />
Utbredning av inlandsis under<br />
senaste istidsmaximat för<br />
20 000 år sedan<br />
Ruddiman (2001)
Global isvolym<br />
Liten<br />
Stor<br />
Inledningen av kvartärperioden<br />
Istid Värmetid Avsaknad av inlandsis i norr<br />
Miljoner år före nutid<br />
Syreisotoper i<br />
djuphavssediment
Människans utveckling under kvartärperioden<br />
deMenocal (2004)
Jordens klimatsystem: principiell uppbyggnad<br />
<strong>och</strong> funktion<br />
Yttre påverkan Intern samverkan Klimatförändringar<br />
Ruddiman (2001)
Responstider hos olika klimatkomponenter<br />
Ruddiman (2001)
Andréasson (red.) (2006)<br />
Exempel på återkopplingar i klimatsystemet<br />
Positiv återkoppling<br />
Negativ återkoppling
Klimatförändringar över olika tidsskalor<br />
Ruddiman (2001)
Naturliga<br />
klimatarkiv
Naturliga klimatarkiv med årlig upplösning
Cyklicitet i temperatur, CO 2 -halt <strong>och</strong> landisvolym<br />
under de senaste 400 000 åren<br />
• Variation i takt med 100 000årscykeln<br />
men även ca 41 000 år <strong>och</strong><br />
23 000 år<br />
• 100 000-årscykler i fas med variation<br />
i instrålning på höga, nordliga<br />
breddgrader<br />
• Klimatvariationer orsakade av<br />
orbitala förändringar<br />
• Likartade responser hos flera<br />
komponenter tyder på intern<br />
samverkan <strong>och</strong> återkopplingar i<br />
klimatsystemet<br />
• Trolig händelsekedja: ökad<br />
instrålning → högre temperatur i<br />
atmosfären <strong>och</strong> haven → mer CO 2 i<br />
atmosfären (positiv återkoppling) →<br />
minskad isvolym på land<br />
Rundgren & Björck (2007)
Abrupt kallperiod kring Nordatlanten ca 12 800-<br />
11 700 år före nutid (yngre dryas)<br />
Andréasson (red.) (2006)<br />
Fjällsippa<br />
Dryas octopetala<br />
Syreisotopdata från<br />
grönländsk isborrkärna<br />
yngre dryas<br />
Ruddiman (2001)
Yngre dryas ”Istidens sista suck”<br />
tydliga spår, t.ex. i sjösediment<br />
under torvmosse i norra Tyskland<br />
yngre dryas<br />
12 800-11 700<br />
år före nutid
Abrupt kallperiod kring Nordatlanten ca 12 800-<br />
11 700 år före nutid (yngre dryas)<br />
Ruddiman (2001) Marshak (2005)<br />
• Mycket snabb klimatförändring<br />
• Likartade responser hos flera<br />
komponenter: intern samverkan i<br />
klimatsystemet<br />
• Klimatförändringen troligen primärt<br />
orsakad av långsamma orbitala<br />
förändringar (ökad sommarinstrålning<br />
i norr) som genom<br />
negativ återkoppling i klimatsystemet<br />
resulterade i snabb<br />
nedkylning<br />
• Trolig händelsekedja: ökad<br />
instrålning → högre temperatur i<br />
atmosfären → minskad isvolym på<br />
land → stor <strong>och</strong> snabb tillförsel av<br />
smältvatten till Nordatlanten →<br />
minskad djupvattenbildning →<br />
försvagad Golfström → nedkylning<br />
av angränsande landområden
Vad krävs för att skilja på naturliga <strong>och</strong> mänskligt<br />
orsakade klimatförändringar?<br />
• Kunskap om hur klimatsystemet fungerar<br />
• Kunskap om klimatets naturliga variationer i olika tidsperspektiv<br />
• Kunskap om förändringar hos klimatpåverkande faktorer<br />
• Kännedom om mänskliga aktiviteter som kan påverka klimatet<br />
• Klimatmodeller<br />
Exempel på hur geologin kan bidra till vår kunskap:
Ett geologiskt perspektiv på den pågående<br />
klimatförändringen<br />
• Klimatet ändrar sig ständigt<br />
• De klimatiska förutsättningarna är aldrig identiska<br />
• Klimatutvecklingen <strong>styr</strong>s av ett stort antal samtidigt aktiva processer<br />
• Dessa processer verkar över olika skalor i tid <strong>och</strong> rum <strong>och</strong> kan<br />
samverka med varandra.<br />
• Klimatsystemet är mycket komplext<br />
• En klimatförändring kan sällan knytas till en enskild påverkande<br />
faktor eller process<br />
• Tidigare klimatförändringar kan inte användas som direkta analogier<br />
till det som händer idag, men de kan ses som naturliga experiment<br />
som visar hur klimatsystemet fungerar <strong>och</strong> reagerar på olika former<br />
av påverkan<br />
• Jämfört med de flesta tidigare klimatförändringar är den nu<br />
pågående mycket snabb<br />
• Den pågående klimatförändringen sammanfaller med en mänskligt<br />
förstärkt växthuseffekt
Atmosfärens CO 2 -halt<br />
Global<br />
medeltemperatur<br />
Stora vulkanutbrott <strong>och</strong><br />
El Niño-variationer<br />
leder till kraftiga förändringar<br />
i <strong>jordens</strong><br />
energibalans<br />
Man ska inte förvänta<br />
sig ett linjärt samband<br />
mellan ökande<br />
koldioxidhalt <strong>och</strong><br />
stigande temperatur!
Kraftig El Niño<br />
1998
Koldioxid<br />
Metan<br />
Vad kan man förvänta sig i framtiden ?<br />
Solinstrålning (65°N)<br />
Temperatur (isotopdata)<br />
Minimum i ellipticitet de<br />
närmaste 100 000 åren<br />
Sannolikt ingen ny istid förrän<br />
tidigast om 60 000 år<br />
Klimatsystemet är nu extra<br />
känsligt för påverkan av<br />
växthusgaser<br />
Pågående experiment i<br />
global skala <strong>–</strong> överraskningar<br />
kan inte uteslutas!
Change language