Af hlýskeiðum - ísaldar (söguslef - nýr flokkur)

Hér er lauslega sagt frá nýlegri grein í tímaritinu Review of Geophysics (tilvitnun í pistilslok). Greinin heitir „Interglacials of the last 800.000 years“, og skrifar vinnuhópur kallaður er „Past Interglacials Working Group of PAGES“ sig fyrir henni. Í hópnum eru heimsþekktir vísindamenn á þessu sviði. Eins og nafnið bendir til er fjallað um hlýskeið ísaldar. Óhætt er að mæla með þessari grein, hún er auðfundin með aðstoð leitarvéla. 

Þegar litið er á síðustu 50 milljón ár jarðsögunnar má segja að hægfara kólnum hafi átt sér stað - um hana hafa hungurdiskar fjallað áður í pistlaflokki sem valið var nafnið „söguslef“ - og áhugasamir geta rifjað upp. Stöðugar skemmri sveiflur hafa verið í gangi allan þennan tíma - og mismiklar. Þáttaskil urðu í kólnuninni fyrir um 2,6 milljónum ára þegar stórar jökulbreiður fóru að myndast á meginlöndum norðurhvels - en þær hurfu alltaf skjótt aftur á hlýskeiðum þess á milli. 

Svo virðist sem lengi vel hafi meðaltími á milli hlýskeiða verið um 40 þúsund ár, en fyrir á að giska 800 þúsund árum skipti nokkuð um. Sveiflurnar urðu stærri en áður, jökulskeiðin urðu lengri - og tíminn á milli hlýskeiða varð um 100 þúsund ár. - Jafnframt urðu hlýskeiðin hlýrri - þótt lengra væri milli þeirra. Ekki er þó hægt að negla niður nákvæmlega hvenær eða hvernig þessi gírskipti, 40 þúsund yfir í 100 þúsund ár urðu - þó 800 þúsund ár séu nefnd. 

Margt er óljóst um ástæður þessarar hegðanar veðrakerfisins, sumar eru þó að vísu all vel þekktar. Þar á meðal þykir fullvíst að sveiflur í afstöðu jarðar og sólar gefi takt - ef svo má segja - svonefndar Milankovic-sveiflur. 

Hlýskeiðagreinin fjallar nokkuð um þann vanda að skilgreina hugtakið „hlýskeið“. Á erlendum málum er talað um „interstadial“ - eitthvað sem gerðist á milli þess að stórjöklar Evrópu og Norður-Ameríku voru í framrás. Jarðsögurannsóknir sýndu snemma að jökulskeiðin voru fleiri en eitt - og að stórjöklarnir hörfuðu hátt til fjalla á milli. 

Lengi vel var hugmynd um að á að giska fjögur jökulskeið hefðu gengið yfir Evrópu - tímasetningar voru óljósar. Ekki eru mjög margir áratugir síðan menn fóru að átta sig á því að þau hlytu að hafa verið að minnsta kosti tíu - þegar ritstjóri hungurdiska var í námi fyrir 40 til 50 árum var alla vega stutt síðan að jökulskeiðum fór að fjölga að ráði. Einkennilegt hvað allt hefur breyst á þessum tíma - sem ritstjóranum finnst undrastuttur. 

Þegar farið var að greina langa borkjarna af sjávarbotni komu í ljós sveiflur í súrefnissamsætuhlutfalli leifa örsmárra sjávarlífvera - sveiflur sem vart var hægt að skýra til fullnustu nema með því að samsætuhlutföll heimshafanna allra hefðu breyst vegna söfnunar jökulíss á landi. Vatn sem inniheldur léttar samsætur súrefnis og vetnis gufar auðveldar upp en það þyngra og smám saman vex hlutur þungu samsætanna á kostnað hinna. - Lífverur nota svo vatnið til kalkmyndunar og samsætuhlutfallið á hverjum tíma skilar sér í leifar þeirra. 

Hugmyndin er þá sú að gróflega sé samband á milli samsætuhlutfallsins og heildarmagns jökulíss á hverjum tíma. Þegar farið er í smáatriði kemur þó allskonar flækja í ljós - sem við látum alveg eiga sig hér. 

En lítum á mynd sem sýnir hlutfallsbreytingar þungu súrefnissamsætunnar 18-O - þetta er að grunni til úrklippa úr mynd 2 úr greininni áðurnefndu. 

Lárétti ásinn sýnir tíma. „Við“ erum stödd lengst til vinstri á myndinni - við núllið - en kvarðinn gengur svo aftur í tímann og endar fyrir 800 þúsund árum - lengst til hægri. Lóðrétti ásinn (einingar til hægri) sýnir djúpsjávarhlutfallsvik („benthic“) þungu súrefnissamsætunnar 18-O. Kvarðinn er öfugur - ástæðan er sú að við viljum að ferill myndarinnar sé neðarlega á henni þegar vikið er hátt - mikið af vatni er bundið í ís. 

Vikið fer upp í um 5 prómill þegar jöklar eru mestir - en nálgast 3 prómill þegar þeir eru rýrastir - það er á hlýskeiðunum. Þetta línurit hefur verið borið saman við óháð gögn um sjávarstöðu á hverjum tíma (það er ekki auðvelt) - og gott samræmi fundist. - Sveiflurnar eru raunverulegar - og samsætuvikið er góður vísir á þær. 

Fyrst þegar jökul- og hlýskeið fóru að finnast í jarðlögum var farið að gefa þeim nöfn - gjarnan staðbundin (og eru þau enn notuð þar sem það á við) - en satt best að segja er þetta óskaplega erfiður nafnagrautur. Þar sem sjávarsamsætubreytingarnar ná um (mestöll) heimshöfin á „svipuðum“ tíma þótti hentugt að velja helstu vendipunktum ferilsins númer - nefnda tölu - [svo notuð sé skilgreining úr kennslubók Elíasar Bjarnasonar] sjávarsamsætuskeið [marine isotope stage eða MIS].

Hlýskeið taka oddatölur - en jökulskeiðin sléttar - eða það var hugmyndin. - En þegar farið er að skoða ferilinn í smáatriðum kom í ljós að skilgreining á því hvað er hlýskeið er alls ekki svo auðveld. Hér er ekki rúm til þess að rekja sögu númeragjafarinnar - nema hvað sjávarsamsætuskeið 3 (við skulum bara segja MIS-3) reyndist ekki vera það sem við tölum nú um sem síðasta hlýskeið - það eina sem við skulum nefna með nafni hér - „Eem“ - kallast það í Evrópu.

Eem reyndist við nánari athugun (Grænlandsborkjarnar komu þar við sögu) vera MIS-5 - og ekki allur vandi þar leystur - því sá tími sem merktur hafði verið sem 5 reyndist ná vel inn í síðasta jökulskeið á Grænlandi. Því var gripið til bókstafa - til að merkja undirskeið, a, c og e eru hlýrri en b og d. Þegar upp var staðið var Eem „bara“ MIS-5e. 

Þegar haldið er lengra aftur í tímann kemur upp svipaður vandi - og eru þá skeið greind í undirbókstafi. Sá siður er um það bil að verða alveg ofan á (þó verða menn aðeins að vara sig) að e sé alltaf eldra en a, MIS-19c er því eldra en MIS-19a. - Já skeiðin eru orðin mörg - tölurnar í notkun aftur til 2,6 milljóna ára (upphafs pleistocene-skeiðs) eru nú orðnar eitthvað um 100 - jökulskeið þá helmingurinn af því. 

Um myndina þvera eru dregnar tvær láréttar strikalínur, þær marka harða og vægari skilgreiningu á hlýskeiði. Ef sú krafa er sett að til að teljast með verði hlýskeið að vera jafníslítið eða ísminna en það núverandi eru þau ekki nema 4 á myndinni. - Þau með tölurnar 1, 5e, 9e og 11c - það er mikil kröfuharka. - En dálítið umhugsunarvert samt í ljósi þeirrar gömlu skoðunar að jökulskeiðin hafi verið fjögur. 

Við efri strikalínuna fara fleiri hlýskeið að koma inn - og til að þau fái að taka einhvern tíma er óhætt að fara með skilgreiningu niður að neðri línunni - en sé farið mikið niður fyrir það fjölgar hlýskeiðum umtalsvert - 5a og 5c bætast t.d. við - við sjáum á næstu mynd hvers vegna varla er hægt að ganga svo langt. - En á bilinu milli strikalínanna breytist fjöldi hlýskeiða í „hópnum“ lítið - það telja höfundar benda til þess að talning þeirra haldi vatni.

En í greininni eru reyndar reifaðar sjö mismunandi skilgreiningar á hlýskeiði (og fleiri séu afbrigði þeirra talin með). Þetta er sum sé ekki auðvelt mál - en til nánari skoðunar velja greinarhöfundar þó þau sjávarsamsætuskeið úr sem merkt eru á myndinni. 

Hlýskeið síðustu 800 þúsund ára eru þá kannski 11: 1, 5e, 7a-c, 7e, 9e, 11c, 13a, 15a, 15e, 17c og 19c. Nú æ-a sjálfsagt sumir, er ástæða til að telja MIS-7 í bútum? Það er nú það - sitt sýnist hverjum, MIS-7 er ósköp aumingjalegt hlýskeið yfirleitt - eða hvað? 

En til nánari skýringa skulum við líta á aðra mynd - ekki úr greininni. Hér er tímakvarðinn aðeins síðasta jökulskeið - aftur til Eem.

Hér er okkar tími lengs til hægri - en Eem-skeiðið (MIS-5e) lengst til vinstri. Rauði ferillinn sýnir sjávarstöðuna - vik frá núverandi stöðu (í metrum) eru sýnd á lóðréttum kvarða til hægri. Hann er í grófu samræmi við ferilinn á fyrri mynd - afgerandi lágmark er fyrir um 20 þúsund árum - mun lægri sjávarstaða heldur en t.d. fyrir 70 þúsund árum.

Grái kvarðinn sýnir samsætuvik í grip-kjarnanum frá Grænlandsjökli - þau eru talin sveiflast með hita. Hér má sérstaklega taka eftir því að lágmarkið fyrir 20 þúsund árum  - sem vissulega er það lægsta á tímabilinu er samt ekki mikið lægra en það fyrir 60-70 þúsund árum - þegar sjávarstaða var töluvert hærri en síðar varð. 

Þetta segir okkur almennt að ekki er beint samband á milli heildarmagns jökulíss (eða sjávarstöðu) á hverjum tíma og hita um sama leyti - þótt það samband verð að teljast mjög gott á lengri tímakvarða. - Hitasveiflur geta verið mun sneggri heldur en ísmagnssveiflur.

Þó er sýnt fram á það í greininni að meginlandsjökulhvelin eru furðufljót að bráðna hlýni að ráði - og sé afstaða jarðar og sólar heppileg. Langan tíma tekur hins vegar að safna upp jökulís. 

Við látum hér staðar numið að sinni - en við munum ef til vil síðar fjalla lítillega um hlýskeiðin hvert fyrir sig, t.d. lengd þeirra og „styrk“ (með augum greinarinnar) - þau eru býsnamismunandi.

Svo er að varpa þessum niðurstöðum yfir á Ísland, íslenskt veðurfar og íslenska jökla. Íslandsjökull er aðeins brot af stærð stóru meginlandshvelanna og væntanlega miklu fljótari til viðbragða, bæði aukningar og bráðnunar. Mikið rými er hér fyrir gríðarlegar rúmmáls- og flatarmálssveiflur í takti við hita- og úrkomufar. Áttu slíkar sveiflur sér stað? 

Tilvitnun: 

Past Interglacials Working Group of PAGES (2016), Interglacials of the last 800,000 years, Rev. Geophys., 54,162–219,
doi:10.1002/2015RG000482.

Athugasemdir

[Brynjólfur Þorvarðsson, 1.6.2016 kl. 09:04]

Góð samantekt hjá þér Trausti og greinin sjálf einnig mjög athygliverð. Mig hefur lengi furðað á því hversu hratt virðist hlýna við upphaf hlýskeiða, greinin er með nokkrar tilgátur um orsakir þess. Svo voru skemmtilegar pælingar um núverandi hlýskeið og hugsanleg áhrif af mannavöldum þúsundir ára aftur í tímann.

[kristinn geir steindórsson briem (IP-tala skráð) 1.6.2016 kl. 10:28]

um mikklar sveiplur í er kanski ekki skrítið. alt mögulegt skiptir máli. saltmagn í sjó,þessi fræga pumpa sem er við n.grænland hefur ekki altaf verið þar. úrkoma á vetri hiti á sumri, ef ég man rétt tók það myrdalsjökul um 3000.ár að ná þeirri stærð sem hann er í dag. ef mörg ár hefðu orðið einsog 1918. þar sem menn gátu geingið á milli reykjavíkur og akranes hefði jökulhellan náð sér á stryk, nú má velta ymsu fyrir sér. var mikkið um um eldgos á þessum tímabilum ef milkið var um eldgos kólnar tímabundið síða þegar áhrif gosana dvín hitnar aftur og jökullin hopar gjóska sem sest á jökla eikur bráðnun. hér á íslandi hefur verið lítið um mikil gjóskugos á senustu öld. skildu aldir sem mikil gjóskugos hafa verið kaldari en aðrar aldir sem lítið er af gjóskugosum .?. eins ef mikið er af hraungosum hlínar þá á þeim öldum vegna loftefna sem koma úr hraungosunum. nú þegar holuraun er búið eða hvað sem menn eru búin skýra það, nú veit ég ekki hvort það telst lítið eða stórt skildi það ekki hafa ahrif á nærumhverfið . nú virðist afrika vera komið í jónabandserfileika við asíu hverjar skildu áhrifin vera á nágrenið.?.   .