Klimaendringer og istidsteori

En kronikk om global oppvarming i historisk lys, forfattet av Arne W. Grønhaug i august 2002 til Aftenposten. Redaksjonen anfører at konklusjonen er minst like gyldig i dag. Redaktør P. E. Hegge svarte i 2002 i et håndskrevet brev at kronikken holdt kravene, men det var ikke aktuelt å trykke den.

Betydningen av klimaendringer

Forestillingen om at det for tiden foregår klimaendringer på jorden er sterkt grunnfestet. I den offentlige debatt blir påstanden om at den er menneskeskapt tatt som en selvfølge som ingen tør å bestride riktigheten av. I-landene synes nå så opptatt av å motvirke klimaendringer at de vil bevilge 100 Mrd årlig til U-landene i tillegg til å betale for tiltak hjemme. Dette synes ikke å avskrekke.

Hva vet vi nå egentlig om klimaet i fortiden? Hva kan være årsakene til endringer i klimaet? Og for det tredje, dersom endringer er forårsaket av menneskelig virksomhet, kan de i tilfelle motvirkes?

Teorien om at klimaet i fortiden har vært betydelig kaldere, ble lansert for 200 år siden. Etter kunnskaper og filosofi på begynnelsen av 1800-tallet var dette grotesk påstand. Selv om det på den tid var midt i det vi nå kaller den lille istid, som satte inn ca. år 1300 og kulminerte midt på 1700-tallet, var det ingen som forestilte seg omfanget av datidens klimaendringer. Forestillingen om at verden var blitt til som følge av en skapelsesprosess som hadde funnet sted som en engangsforeteelse var dypt forankret i datidens oppfatning. Det var derfor uforståelig at det underveis kunne oppstå dramatiske episoder som forandret denne naturens orden.

Vitenskapelig nyorientering

Men denne oppfatning var allerede under endring. En omfattende og sterkt engasjert debatt om hvordan verden var oppstått og hvilke prosesser som hadde formet jorden foregikk i forskermiljøene fra slutten av 1700-tallet. Den nye innsikt som var grunnlag for debatten var at meninger ikke lenger ble akseptert på grunnlag av påstander eller filosofering. Det ble nå krevet at påstander først og fremst måtte bygge på observasjoner og undersøkelser i naturen og tolkning av disse.

De mest sentrale emner som ble debattert var hva jorden var sammensatt av, og hvorledes den var oppstått. Andre emner var opprinnelsen til jordskjelv, vulkaner, elver, kilder, malmer, mineraler, landhevninger og senkninger. Skotten James Hutton, som regnes for grunnleggeren av den moderne geologien, viste at ethvert landskap er utformet som et resultatet av langsomtvirkende oppbyggende og nedbrytende prosesser i naturen. De samme prosesser som også foregår idag har skapt alle geologiske formasjoner. Senere formulerte en av hans tilhengere, Charles Lyell, det såkalte aktualistiske prinsipp slik: «Nåtiden er nøkkelen til fortiden». Huttons elev, John Playfair, tok etter hans død opp arbeidet med å beskrive teorien i sin sammenheng. Dette verket kalte han «Illustrations to the Huttonian Theory», som altså kom ut i 1802.

Istidsteorien unnfanges

Mange geologiske observasjoner ble diskutert. Et av dem var opprinnelsen til alle de gåtefulle, runde steinene og blokkene som finnes spredt høyt og lavt i landskapene i Nord-Europa. Ikke underlig at gammel norsk folkelig tradisjon gikk ut på at disse steinene var kastet dit av troll, med den onde hensikt å treffe kirker og lignende. En anskuelse, kalt diluvium-teorien, gikk ut på at blokkene var lagt ut av en flom av katastrofalt omfang, en annen, kalt drift-teorien, var at de var lagt ut av drivis, i et verdensomspennende hav.

Alpeforskeren Horace-Benedicte de Saussure påviste i 1796 granittblokker i Jurafjellene som må ha kommet fra fjerntliggende områder i Alpene. Playfair skriver at «for å bortføre steinmasser er den mest kraftfulle maskin uten tvil isbreene», dvs at isbreene engang dekket de store områdene der flyttblokker er funnet. Teorien hadde som konsekvens at dekket av tykke ismasser måtte ha hatt en enorm utstrekning. Isbre-teorien var under opphetet og langvarig debatt i tidens naturvitenskapelige fora, men det manglet mer detaljerte undersøkelser for å fremskaffe endelig bevis for teorien.

Han beskriver flyttblokker i ulike deler av landet, hvorledes de forekommer og hvor de kommer fra. Spesielt legger han vekt på «Vassryggen», nå kalt Esmark-morenen, som demmer opp Haukelivann i Lysefjorden,. Han påviser at denne er en «Gletcher-Vold som havde overspændt en heel Dal». Imidlertid var det ingen av forkjemperne for istids-teorien som hadde den faglige autoritet som krevdes for å få gjennomslag for teorien. Det gikk derfor enda noen decennier før sveitseren Luis Agassiz i et foredrag i 1847 oppnådde å få tatt teorien alvorlig.
Allerede på 1700-tallet var det i Skandinavia kjent at landet hadde steget, eller som det het den gang, at havet hadde sunket. For eksempel kunne sognepresten i Eiker, Hans Strøm, berette om hauger av skjell i leirmassene i prestegjeldet. Dette var i samsvar med viten helt fra antikkens tid om at Middelhavet var under senkning. Oppdagelsene førte til en intens debatt bl.a i Sverige om «Vattuminskningen» med fremstilling av skrekk-scenarier om at verdenshavene kom til å tørke ut.

«Landisteorien» ble videre underbygget av Theodor Kjerulf, som bl.a. utforsket forekomster av strandlinjer og skjellbanker. Disse avsetningene viste at landet hadde ligget «Ca 600 fod lavere end nu» (1858). Årsaken til landhevningen ble tillagt jordskorpens respons på at isvekten ble fjernet. Sammen med Michael Sars utarbeidet han en oversikt over «Om de i Norge forekommende fossile dyrelevninger fra kvartærperioden». Artene av skjell ble klassifisert i fem grupper, fra arktiske arter som idag forekommer ved Svalbard, til arter som nå lever i Middelhavet.

I begynnelsen av 1870-årene utførte Axel Blytt studier av planterester i torvmyrer. Studiene viste at han kunne inndele avsetningene etter plantesamfunn som hørte hjemme i ulike klimasoner. Denne oppdagelsen la grunnlaget for de såkalte Blytt-Sernanderske klimaperiodene i postglasial tid, dvs tiden etter siste istid. Stubbemyrene i høyfjells-strøkene har vært kjent lenge, og etterhvert ble det på grunnlag av undersøkelser funnet at skoggrensen i tidligere tider hadde ligget 250-300 m over nåtidens. Disse studiene støttet funnene fra skjellbankene om store variasjoner fra arktisk til middelhavsklima siden istiden. Interessant er det også at Blytt allerede i 1883 forsøkte å forklare årsaken til klimavekslingene med «Ændringer i jordbanens ekscentricitet». Han mente at dette førte til endringer i varmestrømmen fra solen, en teori som senere er utredet av Milutin Milanković.

Spørsmålet om relativ og absolutt alder på avsetningene er sentral i geologisk forskning, og i 1884 kunne svensken Gerhard De Geer påvise at leire avsatt på sjøbunn kunne dateres på grunnlag av årslag. Etterhvert kunne han presentere sin definisjon av istidens avslutning til 6800 f.Kr.

Nyere og bedre analysemetoder

Etterhvert er det innsamlet store mengder med observasjoner som har gitt et meget detaljert bilde av klimavekslingene, ikke bare i postglasial tid, men også i tidligere geologiske perioder. Et viktig hjelpemiddel er studiet av mikrofossiler, som kan være bedre bevart og mer utbredt i avsetningene enn skjell og torvrester. Først kom pollen-analysen, innført av svensken Lennart von Post i 1916. Den baserer seg på at hver planteart har et karakteristisk blomsterstøv. I prøver av sjøsedimentene er det nå mulig å registrere når landet ble bevokst av ulike vekster, for eksempel når korndyrking begynte i et område.

Skall av foraminiferer, plankton eller bunndyr i havet, gir et godt supplement til tidligere metoder. Ytterligere forbedring av teknikken for temperaturmålinger skjedde da det omtrent samtidig ble oppdaget at forholdet mellom to oksygen-isotoper i vann er bestemt av omgivelsenes temperatur. Ved undersøkelser av dette forholdet, f.eks. i rester av skall, vil temperaturen i miljøet der organismen levde, kunne bestemmes.

Etter hvert er det kommet til flere dateringsmetoder og også metoder for å kartlegge temperatur-forholdene under de ulike perioder i stor detalj. Denne forskningen har til nå avdekket en rekke oppsiktsvekkende forhold i utviklingen i jordens historie. For de som ønsker å få en oversikt over forming av landskapene og klimavekslinger i Norge anbefales praktverket av Bjørn G. Andersen: «Istider i Norge.» (Red.anm. Utsolgt fra forlaget men kan leses i Nasjonalbibliotekets nettløsning.)

Kritt-tiden (146-66 mill.år tilbake i tid, red.anm) må ha hatt stabilt klima og temperaturen i Nord-Europa har vært 12–15^oC høyere enn i dag. På slutten av en påfølgende Tertiær-tiden startet en gradvis nedkjøling, og ved inngangen til Kvartær-tiden for ca. 2 millioner år siden, oppsto det dramatiske klimaskifter. Disse førte til dannelse av veldige isdekker over landområdene fra polene og ned til det som nå er tempererte områder. Videre undersøkelser, f.eks. av de opptil 500 m tykke avleiringene i Rhin-deltaet i Nederland, har vist at det ikke bare hadde vært 6 hovedistider, men også mellomliggende interglasialtider tildels med meget varmt klima.

Men, som om dette ikke er nok, innen hver periode har det vært mange nedisninger og varmetider, totalt opptil ca. 30, avhengig av hvorledes disse blir definert. Men mest dramatisk er imidlertid oppdagelsen av hvor raskt klimaskiftene har funnet sted og at dette synes mer å være regelen enn det uvanlige. For eksempel viser borekjerner fra Nordsjøen at det for ca. 8000 år siden fant sted en klimaendring tilsvarende dagens endring fra Reykjavik- til Madrid-klima, på bare ca. 25 år. Andre undersøkelser viser at isdekkene vokste eller smeltet ned med en utrolig høy hastighet.

I den overveldende del av jordens historie har polområdene vært isfrie og klimaet betydelig varmere enn i dag. Selv om Nord-Amerika og Nord-Europa for tiden er isfrie, tilhører dagens varmetid bare en mindre episode av istidsperioden, Kvartærtiden. Geologisk forskning har vist at det for 9000 år siden inntraff en varmetid som varte i 6500 år. Middeltemperaturen i denne tiden var høyere enn nåtidens, og i lange perioder i Norge tilsvarende et sør-europeisk klima. Etter mindre klimaendringer inntraff så en varmere periode i vikingtiden. Fra 1300-tallet, og frem et godt stykke inn på 1900-tallet, kom så en kald periode som kalles «den lille istid», og som kulminerte midt på 1700-tallet.

Temperatur som klimaindikator

Beregning av en retningsgivende middeltemperatur for definisjon av en klimaendring, er etter det foranstående meget problematisk. Regnes middelet ut fra de siste 700 år, reduseres gjennomsnitts-temperaturen i forhold til normalen fra temperaturmålinger foretatt i de siste 140 år. Velges middelet ut fra de siste 120 000 år, blir middelet enda lavere. I begge tilfelle kan det påståes at det har funnet sted en sterk oppvarming. Mer relevant for beregning av middeltemperaturen må gjennomsnittet for den postglasiale periode være. Dette er den geologiske periode vi befinner oss i, og strekker seg over de siste 9000 år. Fra dette ståsted har vi ingen kunstig endring i klima, men gradvis på vei mot det normale postglasiale klimaet.

Konklusjon

Det er enighet om at den hele og fulle årsak til klimaendringene ikke er funnet. Det er i de siste 150 år fremkommet dusinvis av forslag for å forklare mekanismen bak klimaendringene. Det er imidlertid enighet om at Milankovićs teori om endringer i varmestrålingen fra solen på grunn av periodiske endringer i jordens bane, har en avgjørende betydning. Denne teorien gir et meget godt samsvar med is- og varmetidene på den nordlige halvkule, men den løser ikke alle spørsmål. Vekslinger i solens utstråling, spesielt i forbindelse med dannelsen av solflekkene, atmosfærens endringer i vanninnhold, og endringer i havstrømmer må også virke inn på klimaet.