Kommer nästa istid?

De senaste årmiljonerna har jordens klimat kännetecknats av återkommande istider med varmare perioder dem emellan. Som vi tidigare skrivit om är den utlösande faktorn variationer i sommarsolinstrålningen på norra halvklotets stora landmassor på grund av förändringar i jordens bana och jordaxelns riktning. Dessa förändringar kombinerat med återkoppling där koldioxidnivån i atmosfären sjunker vid sänkt temperatur och växande isar samt stiger vid stigande temperatur är huvudorsaken till de stora förändringarna.

Men jorden har inte alltid haft dessa återkommande istider. För in och utgångar till istider krävs det att situationen är sådan att dynamiken mellan instrålning, istillväxt/avsmältning, koldioxid och temperatur kan uppstå. Vad händer med framtida istider när koldioxidnivån och temperaturen nu höjs? Denna fråga har bland annat forskarna David Archer¹ och Andrey Ganopolski studerat.


Deras resultat tyder på att antropogena utsläpp på 300 miljarder ton kol inte påverkar tiden till nästa istid, om ungefär 50 tusen år, men kommer att förlänga istiden med ungefär 20 tusen år (Blå kurva). Vid ett totalt utsläpp på 1 000 miljarder ton så förskjuts ingången till nästa istid till om ungefär 130 tusen år (Orange kurva). Vid ett totalt utsläpp på 5 000 miljarder ton är enligt modellen jorden utan istider åtminstone de närmaste 500 tusen åren (Röd kurva). Modellen tar inte hänsyn till återkopplingar från naturliga kolsänkor annat än havets temperatur.

Vad betyder då detta i praktiken. Totala utsläppen av kol i atmosfären sedan år 1750 överstiger 350 miljarder ton och ökar nu med nära 10 miljarder ton per år. Det är sannolikt fullt möjligt att nå utsläpp på 1 000 miljarder ton under närmaste århundradet om vi använder de tillgängliga fossila resurserna. Om vi ska klara tvågradersmålet bör dock utsläppen under detta sekel inte överstiga ungefär 300 miljarder ton, alltså totala utsläpp på 600 - 700 miljarder ton kol. De extrema 5 000 miljarderna ton kol kommer vi förhoppningsvis aldrig i närheten av. Det som rimligen kan ge upphov till utsläpp av den storleken är en ohejdad fossilbränsleanvändning så långt lagren räcker kombinerat med återkopplingar i form av stora utsläpp från permafrost, havens metanhydrater (metan klatrat) och andra liknande källor.

Svaret på frågan i rubriken är alltså: Ja, nästa istid kommer med stor sannolikhet. Man kan dock i sammanhanget reflektera över att påverkan på klimatet från några få generationer människor kring år 2000 kommer att sträcka sig längre in i framtiden än tiden som gått sedan den äldsta konsten.

1 Archer är även författare till bland annat böckerna Global Warming och The Long Thaw som vi tagit upp här på bloggen.

Gott nytt år!

Vi på Uppsalainitiativet vill tacka alla våra läsare och önska er alla ett gott nytt år!



För den som får lite tid över i långhelgen kan vi rekommendera David Archers föreläsningar runt den globalauppvärmningen. För den lässugne rekommenderar vi så klart hans bok Understanding the forcast.

Recension: Global Warming - Understanding the forecast

Det finns många böcker kring global uppvärmning men få riktade till allmänheten som beskriver fysiken bakom fenomenet mer än översiktligt. David Archers Global Warming - Understanding the forecast är en bok som just fyller den luckan.

Boken är baserad på en kurs för icke-naturvetare vid University of Chicago som hålls av Archer och Ray Pierrehumert. Till boken finns också ett stort antal interaktiva modeller och annat extramaterial, inklusive videoinspelningar av föreläsningar. (Se boklänken ovan.)

Archer beskriver de fysikaliska grunderna för växthuseffekten från enkla lagermodeller till detaljerade spektrallinjeanalyser och realistisk atmosfär. Frågan om koldioxidens logaritmiska växthuseffekt får här ett ypperligt svar. Atmosfärens cirkulation samt de viktiga återkopplingarna: vattenånga, is och moln beskrivs och förklaras även de.

Ett kapitel handlar om kolcykeln, Archers eget forskningsområde. Här beskrivs bland annat koldioxidens roll för istiderna och dess koppling till temperaturförändringarna genom de så kallade Milankovitchcyklerna. De fossila bränslena och utsläppen från dessa får också ett eget kapitel liksom de förändringar i kolcykeln som vi ger upphov till.

Som förberedelse för de avslutande kapitlen kring förutsägelserna ges en genomgång av beläggen för den pågående temperaturökningen och de faktorer som styr denna. Följande kapitel tar upp de viktigaste förutsägelserna om framtida klimatförändringar och orsakssambanden bakom dem. Boken avslutas med ett resonemang kring möjligheter och begränsningar som inverkar på beslut i klimatfrågan.

Den är mer lärobok, inklusive repititionsfrågor i slutet av kapitlen, än den berättande populärvetenskap som vi möter hos författare som Richard Dawkins och Simon Singh.¹ Även med tanke på den läroboksstil som Archer valt hade han gärna fått låta boken växa från sina förvånansvärt få sidor för att få plats med fler intressanta aspekter. Jag skulle gärna sett mer om klimatmodeller och observationer av de beskrivna fysikaliska fenomenen för att nämna ett par saker.

Sammantaget ger dock boken en mycket god introduktion till de grundläggande vetenskapliga sambanden kring global uppvärmning för den nyfikne med ett naturvetenskapligt intresse samtidigt som även den mer insatte läsaren alltid finner viktiga punkter belysta på ett givande sätt.

Förlag: Wiley-Blackwell
ISBN: 978-1405140393

1 För en historiskt baserad beskrivning av de klimatvetenskapliga frågorna kring global uppvärmning rekommenderas varmt Spencer Wearts bok The Discovery of Global Warming

Hur snabbt tas koldioxiden upp av naturen?

Man får då och då höra att den förhöjda halt av koldioxid i atmosfären som vår användning av kol och olja leder till snabbt skulle tas upp av naturen, hur stämmer det?

Det korta svaret är illa, det lite längre kan man finna i bland annat David Archers bok The Long Thaw: How Humans Are Changing the Next 100,000 Years of Earth’s Climate.

Vi har tidigare skrivit om hur det går att se hur människan ökat halten av koldioxid i atmosfären, men all koldioxid stannar inte där utan en del tas upp av naturliga sänkor. Man brukar prata om att det under början av 2000-talet var så att ca 45 % av koldioxiden stannat i atmosfären och runt 25 % tagits upp av havet och resterande del tagits upp över land genom bland annat träd.

Både på land och i havet finns det processer som avger och tar upp koldioxid. På land brukar man oftast nämna att:

• Koldioxid kan ha en gödslande effekt på växtligheten som behöver koldioxid för att växa.

• Jordens andning, eller respiration kan förändras. Till exempel så kan ett varmare klimat göra att kemiska processer som oxidation av material i marken ökar vilket leder till ökad frigörelse av koldioxid.

• Om vi låter skogen växa och låter den öka sin massa så kommer den att binda koldioxid.

• Stegvis förändring av var trädgränser går.

Och i haven pågår bland annat följande processer:

• Koldioxidens löslighet i vattnet förändras, när vatten blir varmare kan mindre mängd koldioxid lösas i vattnet (lösligheten i vatten kan också regleras av till exempel antalet positiva joner och pH).

• En ökad koldioxidhalt i haven gör att haven blir surare vilket gör att bland annat kalcit och aragonit kan börjar lösas upp, eller i alla fall få svårare att falla ut. Detta i sin tur kan göra att organismer som är beroende av detta för att till exempel bygga skelett får det svårare. Vilken nettoeffekt detta har på hur mycket koldioxid som kan tas hand om i haven är inte helt utrett. Det är dock många som är oroliga för att det ska få kraftiga konsekvenser för koraller och korallrev, då dessa livnär många människor idag.

• Havsströmmarna kan förändras, till exempel genom att mer sötvatten frigörs från smältande isar. (Sötvatten är lättare än saltvatten vilket kanske skulle kunna göra att vattnet vid polerna får svårare att sjunka, vilket kan minska strömmarna). Modelleringar visar dock att den främsta orsaken till att strömmarna kan förändras är att vattnet blir varmare och eftersom varmt vatten också har svårare att sjunka kan det minska strömmarna. Detta leder till att ytvattnet som är i kontakt med atmosfären och tar upp koldioxid därifrån inte sjunker lika snabbt vilket gör att det totalt kan tas upp mindre koldioxid. Beräkningarna runt havsströmmar är fortfarande osäkra.

Man kanske kan sammanfatta det som att det är många flöden som är inblandade och att det inte är helt lätt att se vad som händer. Men under 2007 gjordes två studier, en på södra halvklotet och en på norra båda fick som resultat att havens förmåga att ta upp koldioxid hade minskat den senaste tiden.

Under tiden som sänkorna tycks ha minskat har vi ökat våra egna utsläpp, men med den nu pågående lågkonjunkturen är det oklart om 2009 kommer att innebära högre eller lägre utsläpp än 2008.

Om vi fortsätter att i denna höga takt höja mängden koldioxid i atmosfären kommer det i alla fall ta mycket lång tid innan naturen skulle sänka nivån till den nivå som var innan industrirevolutionen.


Bilden ovan från boken The Long Thaw som nämndes i början. Där kan man se att vid stora utsläpp av koldioxid skulle det ta mycket lång tid innan nivåerna blev låga igen. Den snabbaste mekanismen som ”tar” koldioxid ur atmosfären är upplösningen i haven men där kommer man till slut nå en typ av jämvikt. Det sker också reaktioner mellan karbonater men detta händer mycket långsamt. Än långsammare än så sker vittringsreaktionen mellan koldioxid och magmatiska bergarter. Över ”geologiska tider” på hundra tusen år så är silikatvittring en mycket viktig mekanism som sänker halten koldioxid i atomsfären. Det har till och med föreslagits att man skulle försöka sänka halten koldioxid i atmosfären genom att mala kalcium och magnesiumsilikat och sedan sprida dessa i skogen så de skulle vittra snabbare. Detta är dock inget som gjorts i någon större studie och det skulle kunna påverka andra kemiska jämvikter, till exempel pH.

Ska man sammanfatta kort kan man väll säga att det är en myt att koldioxidhalten i atmosfären snabbt skulle regleras av naturliga processer. De antropogena bidraget kommer att kännas långt in i framtiden om ingen ny revolutionerande teknik uppfinns. Det publicerades nyligen en vetenskaplig artikel där slutsatsen att klimatförändringar som sker på grund av ökad koldioxidkoncentration i stort sett är irreversibla de närmsta 1,000 åren efter utsläppsstop. Det mänskliga experimentet med vår jord som nu pågår kommer få konsekvenser långt in i framtiden.