Mæliskilin þar sem hægar breytingar verða hraðari

Tvær útskýringar á skyndilegum loftslagsbreytingum.

A. Frá sjónarhóli eðlisfræðinnar er það breyting á veðurfarskerfinu yfir í annað ástand.

Á tímaskala sem er hraðari en áhrifavaldurinn sem ber ábyrgð á henni.

Hvað varðar áhrif.

Er skyndileg breyting sú sem á sér stað hratt.

Svo óvænt að mannleg eða náttúruleg kerfi eiga erfitt með að laga sig að 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?

Vísbendingar um skyndilegar loftslagsbreytingar koma úr alls kyns heimildum.

(jökulruðningi, ískjörnum frá hitabeltinu og heimskautasvæðum, frjókornum, vatna- og sjávarseti, trjáhringjum, kóröllum, dropasteinum o.s.frv.).

Traust á greiningu slíkra breytinga eykst þegar fleiri en ein gagnaheimild, og á fleiri en einu svæði, skrásetja atburðinn.

Auðvelt er að greina margar skyndilegar breytingar frá því að síðasta jökulskeið náði hámarki.

En við skulum skoða tvö dæmi með mjög ólíkar orsakir og afleiðingar.

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?

Þetta er viðkvæmt efni sem er nú í brennidepli margra rannsókna.

Ein skýringin felur í sér stöðvun á veltuhringrás hafsins (THC).

Fór í gang vegna gríðarlegrar losunar á ferskvatni úr Agassiz-vatni (mynd 2).

Afleiðingin er hröð minnkun á varmaflutningi hafsins til norðurs, sem leiðir til skyndilegrar kólnunar yfir Norður-Evrópu og Norður-Ameríku.

Þess vegna beinist svo mikil athygli að hegðun hringrásar Norður-Atlantshafsins.

Ekki aðeins af hálfu vísindamanna, heldur einnig handritshöfunda í Hollywood.

Hafðu þó í huga að gróðurhúsaheimurinn sem við erum að skapa með brennslu jarðefnaeldsneytis hegðar sér kannski alls ekki eins og jörðin fyrir 12.800 árum.

Þanning að þessi atburðarás gæti verið óviðkomandi framtíðarloftslagsbreytingum.

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)

Undir stjórn Sargons frá Akkad var fyrsta heimsveldið stofnað fyrir um það bil 4300 til 4200 almanaksárum.

(fyrir nútíð) á breiðri, flatri árframburðarsléttu milli ánna Tígris og Efrat (Weiss o.fl., 1993).

Yfirráð Akkadíuveldisins á svæðinu tengdu saman frjósöm en afskekkt regnháð landbúnaðarsvæði í norðurhluta Mesópótamíu við áveitulandbúnaðarsvæði borga í suðurhluta Mesópótamíu.

Eftir um hundrað ára velmegun hrundi Akkadíuveldið hins vegar skyndilega fyrir 4170 ± 150 almanaksárum (Weiss o.fl., 1993; Postgate, 1992).

Fornleifarannsóknir sýna fram á víðtæka yfirgefningu landbúnaðarsléttna í norðurhluta Mesópótamíu.

(Weiss o.fl., 1993) og mikinn straum flóttamanna til suðurhluta Mesópótamíu, þar sem íbúafjöldi jókst (Weiss o.fl., 1993, Weiss, 2000).

180 km langur veggur, vörn Amóríta, var reistur þvert yfir Mið-Mesópótamíu til að stemma stigu við innrásum hirðingja til suðurs.

Endurbyggð smærri, stöðugra byggða hófst á norðursléttunum um 3900 almanaksárum fyrir nútíð.

Um 300 árum eftir hrunið.

Jarðlagið sem táknar hrunið við Tell Leilan í Norðaustur-Sýrlandi er þakið metraþykku lagi af fínkornuðu foki, sem bendir til skyndilegrar breytingar yfir í þurrari aðstæður.

Samfélagshrunið átti sér greinilega stað þrátt fyrir fornleifafræðilegar sannanir um að Akkadíumenn hefðu innleitt tækni til korngeymslu og vatnsstjórnunar.

Svo hægt væri að verjast miklum sveiflum í úrkomu milli ára sem einkenna þetta svæði (Weiss o.fl., 1993).

Nýlega hefur verið sett fram sú tilgáta (Cullen o.fl. 2000) að endalok þessa flókna menningarsamfélags megi rekja til langvarandi þurrkatímabils sem hófst fyrir 4025 ± 150 árum.

Fornloftslagsgögn eru sýnd á mynd 4.

Jarðefnafræðilegur skyldleiki gjóskubrota úr eldfjalli sem fundust í Tell Leilan og í djúpsjávarsetkjarna veitti frekari sönnun þess að fall Akkadaveldisins og loftslagsbreytingar hafi átt sér stað á sama tíma (Cullen o.fl., 2000).

Aukinn svæðisbundinn þurrkur kemur einnig fram í aukinni áfokseti kvars í Vanvatni í grenndinni.

Eða við upptök Tígrisfljóts (Lemcke og Sturm, 1997).

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

Samanlagðar fornleifafræðilegar og loftslagssögulegar sannanir benda eindregið til þess að skyndilegar loftslagsbreytingar hafi verið lykilþáttur í falli þessa afar flókna samfélags.

Upphaf skyndilegra þurrka í Mesópótamíu fyrir um 4100 almanaksárum fór saman við útbreidda kólnun 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).

Þá kólnaði yfirborðssjór á heimskauta- og hlýtempruðum svæðum Atlantshafsins um 1° til 2°C.

Tafla/mynd A sýnir staðgengil fyrir hitastig úrkomu yfir Grænlandi.

Tafla B sýnir hlutfall grjótkorna á hvert gramm í norðanverðu Norður-Atlantshafi.

Sem er túlkað sem staðgengill fyrir losun ísjaka þar.

Tafla C sýnir staðgengil fyrir yfirborðshita sjávar (SST) undan norðvesturströnd Afríku. (Heimild: deMenocal, 2001)

Upptök Tígris- og Efrat-fljótanna nærast á úrkomu frá Miðjarðarhafi að vetrarlagi sem fellur í mikilli hæð.

Greining á nútímamælingum sýnir að mikil (50%) skerðing á vatnsbirgðum í Mesópótamíu

milli ára verður þegar yfirborðshiti sjávar á norðvesturhluta Atlantshafsins, nærri heimskautasvæðum, er óvenju kaldur (Cullen og deMenocal, 2000).

Eyðimerkurmyndun í Mesópótamíu fyrir um 4200 almanaksárum

gæti því hafa tengst upphafi kaldara yfirborðshitastigs sjávar í Norður-Atlantshafi, en endanleg orsök þess hefur ekki enn verið skýrð.

Jafn óljóst er hvers vegna svipaðar kólnanir (1 og 2 á línuritinu hér að ofan) ollu ekki sambærilegum þurrkum.

Dæmið um slíkan

risavaxinn þurrk

og skelfilegar afleiðingar hans er sérstaklega afhjúpandi fyrir viðkvæmni flókinna samfélaga

fyrir skyndilegum breytingum á núverandi loftslagi okkar, sem oft er talið mun stöðugra en loftslag

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:

Fljótur samanburður við kort af Miðausturlöndum nútímans leiðir í ljós að ef slíkir megaþurrkar ættu sér stað í dag yfir fyrrum Mesópótamíu,

sem nú er svæði með afar viðkvæma landfræðilega stöðu, myndi það enn hafa djúpstæðar afleiðingar fyrir fólk á svæðinu.

Miðað við sögu síðustu þriggja ára myndi það einnig hafa alþjóðlegar hernaðarlegar afleiðingar.

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)