Síðari hluti ísaldar (söguslef 14)

Af hagkvæmisástæðum eru stundum sett skil milli fyrri og síðari hluta ísaldar við umpólun segulsviðs jarðar fyrir um 780 þúsund árum og nefnt var í síðasta slefi. Enn er það myndin góða úr grein Zachos og félaga (2000).

Sama mynd og í fyrra slefi nema hvað hér er einungis litið á síðustu milljón árin. Rauða strikalínan er við segulumskiptin áðurnefndu. Samsætugildin eru talin vitnisburður um það magn vatns sem bundið var í jökli á hverjum tíma. Athugið að kvarðinn er hér hafður öfugur (eins og áður). Því stærra sem samsætuvikið er - því stærri jöklar (mest neðst á ferlinum). Tölurnar sýna númer sjávarsamsætuskeiðanna  (MIS) þar sem oddatölur eru hlýskeið og sléttar tölur jökulskeið. Um það var fjallað í fyrra bloggi - notið leitarreitinn á síðunni til að finna það.

Fyrri hluti ísaldar einkenndist af 40 þúsund ára sveiflum í ísmagni, en það er nærri sveiflutíma möndulhalla jarðar. Fyrir rúmum milljón árum fór það að breytast og sveiflur sem standa í 100 þúsund ár hafa orðið meira áberandi. Þessi háttur var að mestu kominn á fyrir um 700 þúsund árum. Þá gerðist það furðulega: Sveiflurnar stækkuðu, jöklar urðu minni á hlýskeiðum heldur en áður hafði verið en jafnframt meiri á kuldaskeiðum.

Hvað það er sem veldur þessari breyttu hegðan veit enginn með vissu. Hringvikssveifla jarðbrautarinnar er um 100 þúsund ár að lengd. Hún getur þó ein og sér trauðlega ráðið ísmagninu. Sveiflusinnar hafa nú í 35 ár leitað logandi ljósi að skýringum. Þeir sem hafa horft á sveiflurit vita að þegar tvær (eða fleiri) sveiflur með mismunandi sveiflutíðni eru í gangi kemur að því að þær ýmist magna eða deyfa hvor aðra og þá skiptast á tímabil með stórri spönn og önnur þar sem hún er minni.

Hugsanlegt er að sveiflurnar í mótunarþáttunum hegði sér þannig. Ekki hefur þó tekist að sýna fram á að svo sé. Þá grípa sveiflusinnar til næsta ráðs: Að leita að minni í kerfinu. Minnið getur bæði verið í sjó, á landi og í jöklum. Það er alla vega víst að jökulskildirnir miklu bráðna og myndast ekki á örskotsstund. Því má segja að minni þeirra sé alla vega ámóta langt og sveiflutími t.d. sólnándarreksins eða jarðmöndulhallans. Sömuleiðis eru sveiflur hugsanlegar í djúpsjávarhringrásinni - en þannig sveiflur eru einkum notaðar til að skýra styttri sveiflur og er það líklegra.

Margar mótunar- og minnisþáttasveiflur hafa séð dagsins ljós - þær eiga flestar sameiginlegt að falla ákaflega vel að gögnunum - þótt engin sé eins í grundvallaratriðum. Enda er það svo að um leið og farið er að herma gögn með sveiflum af margskonar tíðni sem valin er af hermiforriti er varla hjá því komist að finna samsvörun. Þessu fylgir mikil mæða. Í raun verða einhver eðlisfræðileg rök að styðja val á sveiflum. Jarðbrautarsveiflurnar hafa þann stóra kost að þær eru bæði raunverulegar og að áhrif þeirra á dreifingu sólgeislunar eru reiknanleg. Telja má fullvíst að þær koma við sögu í fornveðurfari. En aðrar sveiflur? Ekki veit ég.

Það er vel hægt að hugsa sér að verði stórjökulhvelin nægilega stór þurfi sameiginlegt átak fleiri sveifluþátta til að losna við þau aftur. En hvers vegna skyldu þá hlýskeiðin verða hlýrri? Jökull sem er horfinn hefur ekkert minni - er það?

Ein kenningin er sú að við endurteknar ísaldir 40-þúsund ára sveifluskeiðsins hafi smátt og smátt undirbúið þær síðari með því að búa til sífrera sem lifði af hlýskeiðin og smátt og smátt náði dýpra. Stórjöklar þessara fornu jökulskeiða hafi staðið á hlýrra landi og þess vegna bráðnað mikið að neðan. Endurtekningin hafi þó smám saman myndað þykkari og þykkari sífrera og undirlagið þess vegna borið miklu þykkari jökla síðari jökulskeiða.

Hér má minna á að samsætuvikin á myndinni sýna ísmagn en ekki hita. Jafnkalt hefði þá getað verið á  þessum stuttu skeiðum og á þeim síðari og lengri. En sami hnífurinn stendur enn í kúnni, hvað með þessi hlýrri hlýskeið?

En áður en við yfirgefum myndina má taka eftir því að jökulmagn virðist aðeins fjórum sinnum hafa orðið jafnmikið eða meira og var við hámark síðasta jökulskeiðs. Talið er að ísmagnið hafi orðið mest á samsætuskeiði 12 (sjá grein Ehlers og Gibbard). Þá lá við að ís hafi þakið allar Bretlandseyjar og vantaði ekki nema tvö til þrjú hundruð kílómetra upp á að ná suður til Svartahafs. Aðeins 200 km voru á milli meginjökulsins og þess mikla jökulhvels sem þakti Alpalöndin. Menn telja að Grænlandsjökull hafi orðið einna mestur á samsætuskeiði 6 (næstsíðasta jökulskeiði).

Nokkur hlýskeið hafa komið þar sem ísmagn var jafnlítið og nú er. Heldur minni ís var á síðasta hlýskeiði (Eem, samsætuskeið 5e), en ekki miklu minna, munar 5-8 metrum á sjávarstöðu. Það þýðir að Grænlandsjökull hefur verið minni en nú. Talið er að samsætuskeið 11 hafi verið mest og lengst hlýskeiðanna og hafi sjávarstaða þá verið 20-29 metrum hærri en nú. Menn velta vöngum yfir því hvort allstór hluti vesturjökuls Suðurskautslandsins hafi horfið og hugsanlegt er einnig talið að jökull hafi hörfað talsvert inn til landsins á Suður-Grænlandi þannig að skógar gátu vaxið á þeim slóðum. Ítarlegri umfjöllun um Grænlandsjökul var í söguslefi 11 og í greininni sem það byggðist á (sjá þar).

Ég mun síðar slefa meira úr veðurfarssögunni eftir því sem þrek og tími leyfir, en miðilsins vegna er óhjákvæmilegt að nokkuð verði um endurtekningar.

Efnið er fengið úr:

Ehlers, J. and P.L. Gibbard (2007), The extent and chronology of Cenozoic Global Glaciation. Quarternary International, 164-165, s.6-20.  

Zachos, J., M. Pagani, L. Sloan, E. Thomas, and K. Billups.  2001. Trends, Rhythms, and Aberrations in Global Climate 65 Ma to Present. Science,  Vol. 292, No. 5517, pp. 686-693.

 

Athugasemdir

[Gunnar Th. Gunnarsson, 17.1.2011 kl. 11:01]

Fróðlegt. Hvar erum við stödd í sveiflunni núna? Hlýnandi eða kólnandi?

[Þorkell Guðbrandsson (IP-tala skráð) 17.1.2011 kl. 15:13]

Tímaskeið, sem nær "einungis" yfir milljón ár er ekki nógu langt er það, til þess að landrek hafi áhrif á sjávarstrauma? Í öðru lagi, getur verið svo mikill munur á rakainnihaldi andrúmsloftsins að það hafi sjálfstæð áhrif á sveiflurnar?

[Trausti Jónsson, 17.1.2011 kl. 23:23]

Gunnar. Við erum á skeiði þar sem breytingar á jarðbrautarþáttunum eru til kólnunar. Talað er um 0,1°C eða rúmlega það á hverjum þúsund árum. Menn greinir nokkuð á um það hvenær nýtt jökulskeið hefjist. Ég mun e.t.v. taka eitthvað saman um það síðar.

Þorkell Svo er að sjá að síðustu milljón árin hafi ekki orðið það miklar breytingar á landaskipan að hún skýri breytingar. Almennt er talið að rakainnihald andrúmsloftsins fari aðallega eftir hita þess. Aukinn raki fylgi því hlýskeiðum, bæti í hlýindin, en komi þeim ekki af stað. Ég mun vonandi síðar fjalla nánar um það mál og nokkra útúrdúra þess.  

[Sveinn Atli Gunnarsson, 17.1.2011 kl. 23:34]

Það má lesa athyglisverðan pistil Einars Sveinbjörnssonar á loftslag.is um Veðurfar Norðurheimskautsins frá upphafi okkar tímatals. Þar segir Einar m.a. eftirfarandi:

Nú eru það svo sem engin ný tíðindi að loftslag hafi farið kólnandi á norðurhveli jarðar síðasta árþúsundið eða svo ef 20. öldin er undanskilin. Hin svokallaða fjölvitnaröð Moberg og hinn frægi hokkístafur Mann hafa sýnt svipaða þróun, en báðar byggja þær á ýmsum gerðum veðurvitna.

[Trausti Jónsson, 18.1.2011 kl. 02:23]

Svo virðist sem veðurfar hafi farið kólnandi í 4 til 6 þúsund ár að minnsta kosti. Einfaldasta skýringin eru margnefndar breytingar á jarðbrautarþáttunum sólnándarreki og halla jarðbrautarinnar. Kólnunin hefur ekki orðið jafnt og þétt og einnig hefur hún verið misjöfn eftir árstímum.  Vetur hafa lítið kólnað eða ekki en aftur á móti hafa sumur kólnað talsvert. Greina má tímabil þar sem kólnunin virðist stöðvast eða þá að það hefur hlýnað um stund. Í pistli á vef Veðurstofunnar fjalla ég nánar um þessa nýlegri kólnun. Pistillinn heitir: Um hitafar á Íslandi og á norðurhveli frá landnámi til 1800. Þar er fjallað um sjö mismunandi skýringar á breytingum á hitafari síðustu 500 til 2000 ára.

[Höskuldur Búi Jónsson, 18.1.2011 kl. 09:43]

Sæll Trausti, takk fyrir slefið - en ég les það alltaf af áhuga. Ég gæti verið að fara nokkuð á undan mér núna og ætti að bíða eftir næstu slefum, en hér er samt spurning tengt efninu:

Er skilningur þinn svipaður og minn, að það hafi verið hægfara kólnun undanfarin nokkur þúsund ár - sem svo var rofin með hlýnun sem sé hnattrænt séð orðin meiri en á hámarki nútíma (holocene maximum - climatic optimum)? Ég miða alltaf við ágæta mynd, sem fengin er með ýmsum veðurvitnum (núið er sýnt með ör vinstra megin sem bendir á hitastig 2004): 

[Trausti Jónsson, 18.1.2011 kl. 12:04]

Höski. Ég skil málið þannig að hægfara kólnun hafi verið í gangi í 4 til 8 þúsund ár. Algengast er að kenna sólnándarrekinu um hana. Mikilvægt er að sem bestar upplýsingar fáist um hita á bestaskeiði (climatic optimum), það gefur á möguleika á að magnsetja áhrif reksins. Þrátt fyrir mikla hlýnun síðustu áratugi er ekki talið orðið jafnhlýtt á okkar slóðum og var á bestaskeiði. Hugsanlega er orðið jafnhlýtt á einhverjum öðrum stöðum í heiminum - ég veit það ekki. Þegar hiti nú og á bestaskeiði er borinn saman verður að hafa í huga að núverandi hæstu hæðir í hita hafa aðeins staðið í 10-15 ár. Ekki er nokkur leið að bera þann tíma saman við fyrri skeið vegna þess að upplausnin í gögnum sem ná yfir eldri tíma leyfir það ekki. Þannig er hugsanlegt að einhver 10 ár á bestaskeiði hafi verið mun hlýrri en nú, en við vitum hins vegar að 1-4 þúsund ár voru að meðaltali jafnhlý eða hlýrri en nú er.

[Höskuldur Búi Jónsson, 18.1.2011 kl. 14:18]

Takk Trausti.

Veistu um einhverjar rannsóknir þar sem reynt er að taka saman hitabreytingar á bestaskeiði (holocene) og bera saman við núverandi hlýnun? Ég er að meina hnattrænt, staðbundið eru sveiflurnar alltof miklar til að hægt sé að reyna að alhæfa nokkuð.

[Trausti Jónsson, 19.1.2011 kl. 00:50]

Sá tími sem núverandi hlýnun hefur staðið er varla nógu langur til að bera saman við hlýindi bestaskeiðs. En sjálfsagt er að reyna. Langbesta bókin (af nokkuð mörgum) sem ég hef séð um veðurfar á síðari hluta síðasta jökulskeiðs og á nútíma er Climate Change in Prehistory eftir William J. Burroughs, gefin út af Cambridge UP 2005. Þetta er líka besta bókin sem ég hef séð eftir þennan höfund en hann hefur skrifað nokkrar mjög aðgengilegar bækur um veðurfar og veðurfarsbreytingar. Ég mæli með þeim öllum.