Þegar jörðin leit út eins og snjóbolti

Fyrirsögnin ætti e.t.v. að vera: Hefur jörðin einhvern tíma litið út eins og snjóbolti? Um það er deilt, en margt virðist þó benda til þess að jöklar og hafís hafi náð vel inn í hitabeltið fyrir 600 til 900 milljónum ára. Hvort jörðin varð öll hvít er ekki vitað með vissu og ekki heldur hvort um eitthvað samfellt ástand hafi verið að ræða eða hvort það hafi gerst ítrekað.

Fyrir 40 til 50 árum var farið að reyna að herma geislunarjafnvægi lofthjúpsins í líkönum sem á vissan hátt eru einföld, en eru það samt ekki þegar nánar er skoðað. Í fyrstu líkönum af þessu tagi kom í ljós að hægt var að stilla geislunina og þá þætti sem ráða jafnvægi hennar þannig að hiti hélst nokkurn veginn í jafnvægi fyrir jörðina í heild eftir að tillit hafði verið tekið til eðlilegs endurskinshlutfalls og efnasamsetningar lofthjúpsins.

Ef fiktað var í endurskinshlutfallinu fór veðurfar að rása mikið til en hélst samt í aðalatriðum ekki fjarri því sem nú er. Væri endurskinshlutfallið hins vegar aukið upp í endurskinshlutfall snævar og íss kom í ljós að þar var líka annað jafnvægi, jörð hulin ísi og snjó. Þetta var auðvitað mjög athyglisvert fræðilega, en ekki talið mjög raunverulegt vegna þess að til að koma ástandi sem þessu á þarf fyrst umtalsverða minnkun á sólgeislun. Ef ástandið kæmist framhjá þeim hjalla gat það hins vegar haldið áfram við núverandi geislun frá sól. 

Menn hafa lengi vitað af miklum ísaldarskeiðum á fornlífsöld jarðar, um það eru jarðfræðilegar minjar. Yfirleitt tengjast þessar leifar þó breiddarstigum eðlilegrar jökulskjaldamyndunar, það er norður- og suðurslóðum. Einnig eru minjar um miklu eldri ísaldarskeið. Þar á meðal frá því fyrir 600 til  800 milljón árum eins og minnst var á að ofan. Fyrir rúmum 20 árum eða svo fór að koma í ljós að sumar minjarnar voru frá svæðum sem talin hafa verið staðsett nærri miðbaug. Þá vandast málið. Fyrsta mótbáran er auðvitað sú að þessi svæði hafi alls ekki verið nærri miðbaug á þessum tíma. Ekki er auðvelt að sanna hvernig horfin meginlönd hafi legið fyrir 600 milljón árum.

En - fleiri og fleiri virðast þó komast á þá skoðun að jöklar hafi eitt sinn komist nærri miðbaug. Líkön af þróun sólar benda til þess að hún sé hægt og bítandi að bæta í ofninn, um 1% á 100 milljónum ára. Fyrir 600 milljón árum hafi hún verið um 6% veikari en nú. Líkur á óðajöklun vaxa að mun nái ís inn að hvarfbaugum við daufari sól.

Þá kemur upp öfugt vandamál, nefnilega það að þrátt fyrir að sólin hafi verið enn daufari fyrir 3000 milljónum ára eru engin merki um óðajöklun þá. Hvað er þá í gangi? Björgunarlið er þá kallað til, okkar ágætu gróðurhúsalofttegundir. Ætlan manna er sú að koltvísýringur hafi verið miklu meiri en nú er fyrir 3000 milljónum ára og líka talsvert meiri en nú er fyrir 600 milljónum ára. Það mál er utan efnisins í pistli dagsins - ef til vill fjalla ég um það síðar (?).

Á ensku er aljöklaástandið kallað (hard) snowball earth. Mjög myndræn lýsing, alhvítur hnöttur speglandi megninu af sólgeislunum beint út í geiminn aftur, allt hvítt nema öskugeirar frá einhverjum eldfjöllum. Komist svona ástand á er hætt við að það verði viðvarandi. Reiknað hefur verið út að til að ná jörðinni út úr aljöklun með 6% lægri sólfasta en nú er þyrfti hundrað- til þúsundfalt núverandi koltvísýringsmagn. Þar sem ekkert getur bundið koltvísýring þegar lokað er á samskipti lofthjúpsins annars vegar og hafs og lands hins vegar safnast sá sem berst lofthjúpnum smám saman fyrir og setur bráðnun í gang um síðir.

Líklegra er talið að ísaldarskeiðið fyrir 600 til 900 milljón árum hafi verið mýkri gerð snjóbolta (krapabolti, slush eða soft snowball), en ekki aljöklun. Einhver hafsvæði hafi verið auð og þar að auki hafi þurr svæði langt inni á meginlöndum verið auð líka. Mun minna koltvísýringsmagn þar til að ljúka þannig ástandi. Snjóboltinn og aljöklunin verða væntanlega áfram til umræðu á næstu árum.

Flestar vísindagreinar um málefnið eru heldur tæknilegar en margs konar upplýsingar koma fram ef orðin snowball eartheru gúggluð. Efst á blaði er skínandi ítarleg grein á Wikipedia. Þar er miklu meira en ég kann.

Mér er kunnugt um eina bók fyrir almenning um málið og heitir hún einfaldlega Snowball Eartheftir Gabrielle Walker - nokkuð froðukennd bók en engu að síður er hún vel þess virði að vera lesin. Þar er m.a. fjallað um rannsókn jarðlaganna sem nefnd voru að ofan - athyglisverð lesning. Fæst fyrir nokkra dollara á Amazon. Sami höfundur skrifaði aðra bók sem mæla má með: An ocean of air. Þar er fjallað um nokkur atriði úr sögu loftslagsfræða. Þriðju bók höfundar mæli ég ekki með, en sú fjallar um hlýnun jarðar og gróðurhúsaáhrifin - ég skil ekkert í frú Walker eftir tvær ágætar bækur.

 

 

 

Athugasemdir

[Þorkell Guðbrands (IP-tala skráð) 17.10.2010 kl. 10:30]

Þetta eru athyglisverðar pælingar. Biðst fyrirfram afsökunar ef spurningar mínar eru fávíslegar, en það eru tvær breytur, sem mig langar til að spyrjast frekar fyrir um. Í fyrsta lagi er það landrekið, sem þýðir væntanlega að núverandi meginlönd hafa ekki verið á sama stað á hnettinum fyrir 600 millj. ára og nú og svo hitt, hvort möguleiki sé á því að pólarnir hafi ekki alla tíð verið þar, sem þeir eru nú?

[Trausti Jónsson, 17.10.2010 kl. 23:56]

Það er einmitt óvissa vegna landreks og færslu pólanna sem veldur því að langan tíma hefur tekið að sannfæra aðra en kenningasmiði sjálfa um réttmæti tilgátunnar um aljöklun. Enn eru ekki allir sannfærðir.