21 mars 2016

Jerry Mitrovica och smältande glaciärers fingeravtryck

Tidskriften Nautilus gjorde nyligen ett trevligt reportage om geofysikern Jerry Mitrovica och hans forskning som på senaste tiden kommit att handla mycket om gravitationskraften från stora istäcken. Det är alltid lite uppiggande när resultatet av en begivenhet går tvärt emot vad intuitionen säger. Vad skulle till exempel hända med havsnivån runt Sverige om Grönlands istäcke kollapsade i morgon? Jo, den skulle sjunka! Tre saker händer:
  1. Smältvatten rinner ner i havet, så att vattenvolymen ökar.
  2. Gravitationskraften från istäcket minskar. Det gör att havsvattnet rör sig bort från isen.
  3. Landmassan under istäcket höjs när trycket ovanifrån lättar.
Det sammanlagda resultatet blir alltså att havsnivån sjunker i närheten av det smältande istäcket. För att se en havsnivåhöjning måste man förflytta sig så långt som 2000 km bort! På södra halvklotet stiger i stället havsytan 30 procent mer än det globala genomsnittet. Om hela Grönlands istäcke smälte i morgon skulle havsnivån runt Grönlands kust sjunka med mer än 100 meter!

Regional havsnivåhöjning mellan 1950 och 2000.
Church et al. 2004
Varje istäcke lämnar sitt speciella fingeravtryck när det smälter, i form av den geografiska distributionen av havsnivåhöjningen. Genom att observera de lokala förändringarna i havsnivå runt jorden kan vi få ett hum om hur mycket av smältvattnet som kommer från Grönland, hur mycket som kommer från Antarktis och hur mycket som kommer från bergsglaciärer.

En annan spännande effekt är påverkan på jordens rotation. Under den senaste istiden var jorden en smula tillplattad på grund av de massiva isarna vid polerna. Lite som om någon höll jorden mellan tummen och pekfingret så att den trycktes ihop. Efter att stora delar av dessa isar försvann började jorden långsamt anta en mer sfärisk form. Detta snabbade upp jordens rotation, precis som när en isprinsessa drar in sina armar för att göra en piruett. Under 1900-talet hände något nytt. Bergsglaciärer runt om i världen började smälta och mer vatten drog sig mot ekvatorn vilket tvärt om saktade ner jorden en aning. Isprinsessan sköt ut armarna från kroppen en liten bit igen.

Detta leder till ett tjusigt bevis för att havsnivån inte steg nämnvärt under de senaste par tusen åren före den industriella revolutionen och att dagens havsnivåhöjning är en anomali, ett resultat av den moderna tidens globala uppvärmning. Såhär: I gamla Babylon var man duktig på att förutse solförmörkelser, och när de väl ägde rum antecknade man dem noggrant på lertavlor. På samma sätt fanns skickliga astronomer i gamla Kina och på andra ställen som också dokumenterade solförmörkelser. Detta kan man jämföra med datorsimuleringar som med stor precision räknar ut när dessa solförmörkelser inträffade. Då upptäcker man en tidsförskjutning mellan de gamla babyloniska lertavlorna och datorsimuleringarna. Detta är en effekt av att jordens rotation har saktat ner. Det finns flera faktorer som påverkar jordens rotation: Varje gång tidvatten slår mot en strandkant skingras lite energi som bidrar till en liten uppbromsning. Sen har vi något som geologerna kallar "core-mantle coupling" vilket har att göra med samspelet mellan jordens kärna och mantel. Även detta leder till att rotationen bromsas ner. Slutligen har vi istidseffekten som nämndes ovanför. (Jorden håller på att anta en mer sfärisk form - en väldigt långsam process.) Om man lägger samman dessa tre effekter får man fram precis den lilla tidsperiod som skiljer lertavlorna och datorsimuleringarna åt!

Jerry Mitrovica, 2014
Men nu kommer vi till sylten i hallongrottan: Jag nämnde ju ovanför att det tillkommit en uppbromsande kraft under de senaste 100 åren, då smältvatten från glaciärer rinner ut i havet. Det bidrar till att mer massa kommer längre bort från jordens rotationsaxel. Om inlandsisar och glaciärer hade smält under de senaste tusentals åren i samma takt som de gör idag, då betyder det att denna inbromsande effekt hade funnits i flera tusen år. I så fall hade vi inte längre kunnat matcha ihop lertavlorna med datorsimuleringarna.

Jag rekommenderar varmt det här intressanta föredraget med Jerry Mitrovica från 2014: "Taking the Fingerprints of Global Sea Level Rise". Den som har bråttom kan gärna spola fram lite i början och avnjuta videon från 10:55 ungefär.

Läs tidigare blogginlägg om havsnivåhöjning här.

Källa (bild):
Church, John A., et al. "Estimates of the regional distribution of sea level rise over the 1950-2000 period." Journal of Climate 17.13 (2004): 2609-2625.

8 kommentarer:

  1. Jättespännande och bra skrivet inlägg!

    SvaraRadera
  2. Förstår jag det rätt att isning av polerna motsvarar en isprinsessas indragande av armarna vilket ökar hennes rotationshastighet? Att avsmältning sänker hennes (jordens) rotationshastighet.
    Ökar mängden vatten kring ekvatorn vid avsmältning eftersom mer rotation försiggår kring ekvatorn jämfört med vid polerna? Skulle avsmältning då leda till att öknarna kring ekvatorn blir djungler igen?

    SvaraRadera
    Svar
    1. Inlandsisar och glaciärer finns framförallt nära polerna, dvs nära jordens rotationsaxel. När dessa smälter och rinner ut i haven betyder det att massa förflyttas från någonstans nära rotationsaxeln till någonstans längre bort från rotationsaxeln, vilket saktar ner rotationen. (Vattnet söker sig så nära jordens tyngdpunkt som möjligt. Dvs vatten rinner neråt, från bergstoppar ner till havet.)

      Jag hänger inte helt med på hur denna avsmältning skulle få öknar att bli djungler? Vattnet rinner ut i haven medans öknarna finns på land.

      Radera
    2. Öknarna hittar du inte runt ekvatorn utan vid vändkretsarna. Vid ekvatorn finner man istället de stora regnskogarna, eller det som finns kvar av dem efter all avverkning. Det har att göra med vattenångans cirkulation. Vid ekvatorn där det är mest sol stiger luften och vattenångan i denna kondenseras till regn. Kvarvarande torra luft färdas sedan mot vändkretsarna där den sjunker mot marken och där får man öknar. Om havsnivån stiger eller sjunker någon meter påverkar inte det mönstret.

      Radera
  3. @ Uppsala

    Jeg trodde jeg måtte krangle litt her, derfor har jeg vært så stille.

    Men hvis man leser arikkelen under henvisningen på første linje "reportage" så finner man en aller beste fremstilling, og særlig det interessante for meg at den samme Mitrovica synes også å ha vært en pioner i å drøfte vertical tectonisk platebevegelse og at platene kan tippe. Det kan heve seg her og synke der.

    Det samme er et "MUST!" også for Svensk orientering og vi må ha våre landemerker og øyemerker.

    Høgste Breakulen lå over Umeå. Her hvor jeg bor så har det altialt steget ca 250 meter på Tryvannshøgda (Holmenkollen) i oslo, og stiger 5 mm / år på Vippetangen indre fjord. Mens ytre fjord Hvaler og Koster stiger 4mm / år.

    Bruk Google Maps og Google Earth om dette. Der ser vi det lett på kystene hvorvidt det stiger eller synker.

    Jeg sjekket Alaska som han nevner. Der stiger det åpenbart i Anchorage- området og videre sørover til Oregon. Men så synker det like åpenbart i nord og nordvest Alaska.

    Vi hadde en lekse i fysikalsk geografi på Folkeskolen hvordan det kan ha seg med ringformede korall- atoller og korallstrender og øyer i det indiske hav og Stillehavet, og det blev forklart ved verticale jordskorpe- bevegelser knyttet videre til vulkanisme, så dette er slett ikke nytt. Det er vel allerede Darwin og darwinistene og Humboldt han med strømmen, som har drevet med det, for det har stått forlengst i skolebøkene.

    Argumentet som Mitrovica så fører er at historien tilbake lar seg tyde og redegjør for metodene, om i hvilken takt eller hvilken ro det hittil har befunnet seg, men at vi i dag og de siste 100 år ser avvik fra dette, så at det må være kommet en ytterligere effekt inn i systemet.


    Jeg liker best å peke på hva vi har mulig empirisk adgang til og kan følge med i selv. Isbreene er megetsigende, der skal vi følge med. Så er det floraen. Forleden så jeg en Hestehov Tussilago farfara. Det er noe tidlig ikke sant? Men treblomstringen og løvspretten er viktigere for å bedømme våren. I Washington reklamerer de nå for Japansk cherryblossom. Bruk heller garantert hjemlige og ville , forskjellig fra innførte arter. Or (Alnus)og hassel, selje og bjørk, villmorell og hegg, P.avies og padus.

    Det er spennende med eplene. De gamle sortene og de som har frødd seg selv blomstrer klart noe senere, nemlig i riktig tid, og får aldri frostskader. De er til å lite på. Mens nye og innførte sorter under intens kultur skal man aldri bruke som merker.

    Så har jeg etpar øyemerker i fjorden iform av skjær i sjøen. Og mener nå klart å se at landhevingen sakker av.

    Men det er ingen fare, vi bare trekker oss en meter høyere opp på fjellet, og de som er så dumme at de bygger nede i fjæra kan ha det så godt,...

    Men jeg fant på Nettstedet Klimazwiebel at selveste Hans von Storch har begynt å gå inn for sikring av kystene i sine hjemtrakter som er Vadehavet i nord- Friesland.

    SvaraRadera

Tips: Använd gärna signatur när du kommenterar. Det underlättar samtalet