Mæliskilin þar sem hægar breytingar verða hraðari

Tvær útskýringar á skyndilegum loftslagsbreytingum.

A. Skyndileg breyting á veðri er þegar breytingin er hraðari en það sem veldur henni. Breytingin er svo hröð að fólk og náttúra eiga erfitt með að venjast henni. Þessar skilgreiningar styðja hvor aðra: sú fyrri veitir innsýn í hvernig skyndilegar loftslagsbreytingar verða til. B. Sú síðari útskýrir hvers vegna svo miklum rannsóknum er varið í þær. Hvers vegna þær eru innblástur fyrir hamfaramyndir og gæti jafnvel verið ástæðan fyrir því að þú ert að lesa þessa síðu.

Hvaða vísindalegu sannanir höfum við fyrir því að skyndilegar loftslagsbreytingar hafi átt sér stað áður?

Við vitum um skyndilegar loftslagsbreytingar úr mörgum áttum.

Vísindamenn rannsaka marga hluti til að sjá breytingar á loftslagi. Þeir rannsaka til dæmis:

• jökla
• ískjarna
• frjókorn
• set í vötnum og sjó
• trjáhringi
• kórala
• dropasteina

Við erum risar um breytingarnar ef við finnum sömu upplýsingar á mörgum stöðum og ef við finnum þær í mismunandi rannsóknum.

Það er auðvelt að sjá margar skyndilegar breytingar. Þær urðu eftir að síðasta jökulskeið var sem stærst.

Nú skoðum við tvö dæmi. Orsakir og afleiðingar eru mjög ólíkar í þessum dæmum.

1. Yngra Dryas

Hvað er Yngra Dryas?

Holtasóley (Dryas octopetala)

Atburður sem átti sér stað fyrir um 12.800 árum, nefndur Yngra Dryas.

Sígilt dæmi um skyndilega loftslagsbreytingu.

Hún sést best í ískjörnum frá Grænlandi, þótt hún hafi haft mjög áberandi afleiðingar í Evrópu, Norður-Ameríku og allt til Nýja-Sjálands.

Yngra Dryas er ómetanlegt tilviksrannsóknarefni:

það gerðist nógu nýlega til að heimildir um það séu vel varðveittar og virðist hafa skilið eftir sig ummerki um allan heim.

Lítum á hitastigið yfir Grænlandi síðustu 18.000 árin:

Fyrir um 15.000 árum tók jörðin að hlýna snögglega eftir um 100.000 ára

ísöld

Þetta er þekkt sem jökulskeiðslok.

Stóru íshellurnar, sem þöktu stóra hluta Norður-Ameríku og Evrópu, tóku þar af leiðandi að bráðna.

Stuttu síðar, fyrir um 14.700 árum, náðist hámarkshlýnun sem þekkt er sem

Bølling-Allerød.

Hins vegar, frá og með um 12.800 árum fyrir nútíma, sneri jörðin mjög hratt aftur til aðstæðna sem líktust jökulskeiði.

Það er kulda, þurrks og vinda) og hélst þannig í um 1.200 ár.

Þetta tímabil er þekkt sem yngra dryas (YD).

Þar sem það er síðasta tímabilið þar sem planta sem er einkennandi fyrir kalt loftslag.

Holtasóley, fannst í Skandinavíu.

Það sem er mest sláandi við yngra dryas er að því lauk afar snögglega (fyrir um 11.600 árum).

Þótt ekki sé hægt að vita nákvæma dagsetningu er það áætlað út frá árlega lagskiptum ískjörnum frá Grænlandi.

Meðalhiti ársins hafi hækkað um allt að 10 °C á 10 árum.

Hvers vegna varð yngra dryas?

Margir vísindamenn rannsaka þetta mál núna.

Ein skýring er að hringrás hafsins hafi stöðvast. Hringrás hafsins er þegar sjór hreyfist um allan heim.

Þetta gerðist af því að mikið af fersku vatni fór í sjóinn úr stóru vatni. Þetta vatn hét Agassiz-vatn.

Þess vegna flutti hafið minni hita norður. Það varð skyndilega mjög kalt í Norður-Evrópu og Norður-Ameríku.

Þess vegna fylgjast margir með hringrásinni í Norður-Atlantshafi.

Bæði vísindamenn og fólk sem gerir kvikmyndir í Hollywood fylgist með.

En það er mikilvægt að muna eitt. Við erum að búa til gróðurhúsaheim með því að brenna olíu og gasi. Þessi heimur er kannski ekki eins og jörðin var fyrir 12.800 árum.

Þess vegna er ekki víst að þetta gamla dæmi eigi við um loftslagsbreytingar í framtíðinni.

Vandamál við þessa tilgátu er tímasetning leysingavatnsflóða sem eiga að hafa stöðvað THC:

í ljós kom að annað leysingavatnsflóð, þótt aðeins minna væri en það fyrra, átti sér stað í lok YD (Fairbanks, 1989).

Hvers vegna kom það ekki af stað svipaðri keðjuverkun í loftslagskerfinu?

Önnur skýring (Clement o.fl., 2001).

Vísar til skyndilegrar stöðvunar á El Niño-suðursveiflunni til að bregðast við breytingum á brautarstærðum jarðar.

Þótt enn eigi eftir að útskýra hvernig slík breyting myndi hafa áhrif á svæði utan hitabeltisins.

Broecker (2003) hefur lagt fram kosti beggja tilgáta.

Málið er langt frá því að vera útkljáð og er virkilega rannsakað hjá Lamont og víðar.

Hafa aðrir svipaðir atburðir átt sér stað?

Mörg önnur dæmi eru um skyndilegar loftslagsbreytingar á síðustu 50.000 árum sem bera hin dulúðlegu nöfn Heinrich- og Dansgaard/Oeschger-atburðir.

Myndin hér að neðan (mynd 2) sýnir hvar Dansgaard/Oeschger (DO) atburðir hafa verið skráðir.

Af þessari innskotnu mynd er ljóst að yngra dryas var mjög öflugur atburður.

Það er líka augljóst að hann var aðeins sá nýjasti í röð stórra og snöggra loftslagssveiflna sem áttu sér stað ítrekað á síðasta jökulskeiði.

Og voru skráðar víða um heim, eins og fjöldi rauðra punkta á myndinni ber vitni um.

Þrátt fyrir að þær séu talsvert áhugaverðar frá fræðilegu sjónarmiði áttu allar þessar sveiflur (þar á meðal yngra dryas) sér stað á tíma þegar hlutar af meginlöndum norðurhvels voru þaktir jökulhettum og heimskautahöfin voru þakin hafís á veturna.

Þetta gerir slík tilvik minna viðeigandi til að skilja hvað gæti gerst í gróðurhúsaheimi okkar vegna mannlegra athafna.

Betri hliðstæða væri hitahámarkið á síð-paleósen (fyrir um 55 milljónum ára, þegar jörðin var mjög hlý).

En upplýsingar um þetta tímabil eru því miður af skornum skammti vegna þess hve fjarlægt það er í tíma.

Við skulum þá snúa okkur að öðru, nýlegra og samfélagslega dramatískara dæmi:

2. Hrun Akkadíuveldisins (Mesópótamía, fyrir 4200 almanaksárum)

Fyrsta stóra ríkið var stofnað fyrir um 4300 árum.

Það var ríki Sargons frá Akkad. Þetta var á svæði milli ánna Tígris og Efrat.

Ríkið tengdi saman tvö svæði í Mesópótamíu sem eru í Mið-Austurlöndum.

Í norðri voru svæði þar sem rigningin vökvaði akrana. Í suðri voru borgir þar sem fólk notaði árnar til að vökva akrana.

Ríkið var öflugt í um 100 ár. Svo hrundi það skyndilega fyrir um 4200 árum.

Fornleifafræðingar hafa rannsakað þetta. Þeir sjá að fólk yfirgaf akrana í norðri.

Mikið af fólki flúði til suðurs. Þess vegna fjölgaði fólki þar.

Stór veggur var byggður í miðri Mesópótamíu. Veggurinn var 180 kílómetra langur. Hann átti að stöðva fólk sem reyndi að komast til suðurs.

Fólk byrjaði að byggja ný lítil þorp á norðursvæðinu aftur. Það gerðist um 300 árum eftir að ríkið hrundi.

Á einum stað í Sýrlandi er þykkt lag af ryki í jörðinni. Þetta lag sýnir hvenær ríkið hrundi. Rykið bendir til þess að það hafi orðið mjög þurrt allt í einu.

Fólkið í Akkadíuveldi kunni að geyma korn. Það kunni líka að stjórna vatni. Samt hrundi ríkið.

Fólkið notaði þessa tækni til að búa sig undir misjafna rigningu. Stundum rigndi mikið og stundum lítið.

Nýlega kom fram ný hugmynd. Hugmyndin er að langt þurrkatímabil hafi valdið hruninu. Þetta tímabil byrjaði fyrir um 4000 árum.

Vísindamenn rannsökuðu gjóskubrot úr eldfjalli

Gjóskubrotin fundust á tveimur stöðum. Annar staðurinn heitir Tell Leilan. Hinn staðurinn er á hafsbotni.

Vísindamenn komust að því að gjóskubrotin voru eins. Þetta sýnir að Akkadaveldið féll á sama tíma og loftslagið breyttist.

Það varð líka meiri þurrkur á svæðinu. Það sést á sandi sem fauk í Vanvatn. Vanvatn er nálægt upptökum árinnar Tígris. (Lemcke og Sturm, 1997).

Og í loftslagssögulegum gögnum frá Austurlöndum nær (Bar-Matthews o.fl., 1997).

Af hverju hrundi þetta flókna samfélag?

Vísindamenn hafa skoðað fornleifar og sögu loftslags. Þeir telja að skyndilegar breytingar á loftslagi hafi verið aðalástæðan. Fyrir um 4100 árum byrjaði mikill þurrkur í landi sem hét Mesópótamía. Á sama tíma kólnaði mikið á Norður-Atlantshafi.(Bond o.fl., 1997; deMenocal o.fl., 2000).

Á meðan á þessum atburði stóð, sem nefndur er Holósen-atburður 3 (mynd 5, hér að neðan).

Sjórinn efst í Atlantshafinu varð kaldari.

Þetta gerðist á köldum og hlýjum svæðum. Sjórinn kólnaði um 1 til 2 gráður.

Hvað sýna töflurnar?

Tafla A sýnir hvernig hitastigið var þegar það rigndi eða snjóaði á Grænlandi.

Tafla B sýnir hversu mörg grjótkorn voru í sjónum í norðurhluta Atlantshafsins. Það segir okkur hversu margir ísjakar losnuðu þar.

Tafla C sýnir hversu heitur sjórinn var við norðvesturströnd Afríku.

Áin Tígris og áin Efrat fá vatn úr rigningu. Rigningin kemur frá Miðjarðarhafinu á veturna.

Nýjar mælingar sýna eitt. Það verður minna vatn í Mesópótamíu þegar sjórinn er kaldur. Mesópótamía er svæðið þar sem árnar Tígris og Efrat eru.

Þetta gerist þegar sjórinn er óvenju kaldur í norðvesturhluta Atlantshafsins.

Fyrir 4200 árum varð eyðimörk í Mesópótamíu. Það gæti verið vegna þess að sjórinn í Norður-Atlantshafi varð kaldari.

Samt vitum við ekki alveg af hverju sjórinn varð kaldari.

Við vitum heldur ekki af hverju það urðu ekki þurrkar þegar sjórinn kólnaði á öðrum tímum.

Dæmi um slíkan

risavaxinn þurrk

Skelfilegar afleiðingar sýna hvað samfélög eru viðkvæm

Samfélög eru viðkvæm fyrir skyndilegum breytingum á veðri. Margir halda að veðrið sé mjög stöðugt en það er ekki alltaf rétt.

jökulaldar.

Af töflu A á mynd 5 mætti ætla að síðustu 11.000 ár hafi verið fremur tíðindalítil,

og það er nokkuð rétt hvað varðar hitabreytingar á Grænlandi.

Hins vegar sjáum við hér að það kom ekki í veg fyrir verulegar,

svæðisbundnar breytingar á úrkomu sem spönnuðu heila áratugi, eða jafnvel aldir í þessu tilfelli.

Til að staðfesta enn frekar mikilvægi slíkra skyndilegra loftslagsbreytinga fyrir nútímann

sýnum við hér að neðan kort af áætlaðri stærð kanadíska ríkisins:

Hvað ef miklir þurrkar yrðu í Miðausturlöndum í dag?

Fyrir löngu var svæði sem hét Mesópótamía. Þetta svæði er núna hluti af Miðausturlöndum. Ástandið þar er mjög viðkvæmt.

Ef miklir þurrkar yrðu þar í dag hefði það mjög slæmar afleiðingar fyrir fólkið sem býr þar. Það gæti líka haft slæmar afleiðingar fyrir önnur lönd í heiminum.

Heimildir

Bar-Matthews M., A. Ayalon, A. Kaufman, Late Quaternary Paleoclimate in the Eastern Mediterranean Region from Stable Isotope Analysis of Speleothems at Soreq Cave, Israel, Quat. Res. 47, 155 (1997)Bond G, Showers W, Cheseby M, Lotti R, Almasi P, deMenocal P, Priore P, Cullen H, Hajdas I, Bonani G, A pervasive millennial-scale cycle in North Atlantic Holocene and glacial climates, Science, 278 (5341): 1257-1266 NOV 14 1997.Broecker, WS., Does the trigger for abrupt climate change reside in the oceans or in the atmosphere? Science 300 (5625): 1519-1522 JUN 6 2003.

Clement AC, Cane MA, Seager R, An orbitally driven tropical source for abrupt climate change, Journal of Climate, 14 (11): 2369-2Weiss et al., 19935 2001

Committee on Abrupt Climate Change, National Research Council, “Abrupt Climate Change: Inevitable Surprises“, 244 pages, 2002.

Cullen H. et al, Climate change and the collapse of the Akkadian empire: Evidence from the deep sea, Geology, 28, Weiss et al., 19939, 2000. Cullen, H. and P.B. deMenocal, Int. J. Climatol., 20, 853, 2000.

deMenocal, P.B., J. Ortiz, T. Guilderson, and M. Sarnthein, Coherent High- and Low-Latitude Climate Variability During the Holocene Warm Period, Science, 288 (2000), 2198-2202, 2000deMenocal, P.B.,

Cultural responses to climate change during the late Holocene, Science, 292, 667-673, 2001.

Fairbanks RG, A 17,000-year glacio-eustatic sea-level record – influence of glacial melting rates on the Younger Dryas event and deep-ocean circulation, Nature 342 (6250): 637-642 DEC 7 1989Lemcke G., M.

Sturm, in Third Millennium B.C. Climate Change and Old World Collapse, N. Dalfes, G. Kukla, H. Weiss, Eds., vol. 49 of NATO ASI Series I (Springer, Berlin, 1997), pp. 653-678.Postgate, J.N, „Early Mesopotamia“, Routledge, New York, 1992.

Weiss, H, Courty, M.A., Wetterstrom, W., Guichard F., Senior L., Meadow R., Curnow A., The genesis and collapse of third millenium north millenium mesopotamian civilization, Science, 261 (5124): 995-1004 AUG 20 1993.

Weiss, H., in “Engaging the Past to Understand the Future“, G. Bawden, R. Reycraft, Eds. (Univ. of New Mexico Press, Albuquerque, 2000), pp. 75-98.

---

Heimild: Háskóli Kólumbíu (Columbia University)

Þýðendur: Friðrik Kjartansson og erlendur.is (Málstaður)

Skráning: Friðrik Kjartansson

Yfirlestur: malfridur.is (Málstaður)