Forskere løser gammel klimagåde – Københavns Universitet

Nyheder > Alle nyheder > 2010.4 > Forskere løser gammel ...

07. april 2010

Forskere løser gammel klimagåde

Minik Rosing i Grønland. Foto: Mette MailandAlverdens klima-forskere kan nu få testet deres klimamodeller under ekstreme forhold, efter at professor Minik Rosing fra Københavns Universitet, har løst en af den geologiske fortids helt store gåder og paradokser - "Hvorfor jordens overflade ikke var én stor isklump for fire milliarder år siden, da strålingen fra solen var meget svagere end i dag".

Indtil nu har videnskaben antaget, at jordens atmosfære dengang var fyldt med 30 procent kuldioxid (CO2), der lagde sig som en beskyttende hinde om planeten og dermed holdt på varmen som i et drivhus. Men årsagen til, at jorden ikke frøs til is, var en ganske anden dengang, viser de nye forskningsresultater fra KU, som for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Nature.

Det tidlige svage sol-paradoks

Det var den nu afdøde verdensberømte astronom Carl Sagan og hans kollega George Mullen, som i 1972 formulerede "The faint early Sun paradox" ("Det tidlige svage sol-paradoks"). Paradokset gik ud på, at jordens klima har været nogenlunde konstant i næsten fire af de 4,5 milliarder år, som planeten har eksisteret. Trods det faktum, at solens i samme periode har øget sin stråling med 25-30 procent.

Det paradoksale spørgsmål, som rejste sig for videnskabsfolkene, var, hvorfor jordens overflade i sin spæde begyndelse ikke var dækket af is, når solens stråler dengang var meget svagere end i dag. Et sandsynligt svar på paradokset fik videnskaben bl.a. i 1993 af den amerikanske atmosfære-forsker Jim Kasting. Han udførte nogle teoretiske beregninger, som viste, at 30 procent af jordens atmosfære for fire milliarder år siden bestod af CO2. Det betød igen, at denne store mængde af drivhusgassen lagde sig som et beskyttende drivhus omkring planeten og dermed forhindrede, at havene frøs til is.

Oceanerne holdt på varmen

Men nu har professor Minik Rosing fra Statens Naturhistoriske Museum og Christian Bjerrum fra Institut for Geologi og Geografi på Københavns Universitet sammen med amerikanske kolleger fra Stanford University i Californien fundet ud af årsagen til "den manglende istid" på daværende tidspunkt og dermed givet et svar på sol-paradokset, som har spøgt i videnskabelige kredse i over 40 år. Professor Minik Rosing forklarer:

- Det var ikke et stort CO2-indhold i atmosfæren, som forhindrede en istid dengang, men at skylaget var meget tyndere end i dag. Samtidig var jorden dækker af hav. Det betød, at solens stråler uhindret kunne opvarme oceanerne, som igen kunne oplagre varmen og dermed forhindre, at jorden vandige overflade frøs til is. Årsagen til mangel på skyer dengang i jordens barndom var, at skyer dannes af bl.a. kemiske stoffer i forbindelse med produktion af alger og planter. Og dem var der ingen af på det tidspunkt. Disse kemiske processer ville ellers kunne danne et kraftigt skylag, som igen kunne reflektere solens stråler og kaste dem tilbage i verdensrummet og dermed forhindre, at oceanerne på jorden blev opvarmet. Ud fra balancen mellem strålingen fra solen og jordens overflade-temperatur har videnskaben ellers beregnet, at jorden burde have været dybfrossen i sine første tre milliarder år af sine i alt 4,5 milliarder års levetid. Sagan og Mullen påpegede paradokset i denne modstrid mellem de teoretiske beregninger og den geologiske virkelighed med, at havene ikke frøs til is. Dette paradoks med den svage sol og de isfrie oceaner har vi nu givet et svar på.

Gamle bjergarter gav svaret

Minik Rosing på feltarbejde i Grønland. Foto: Mette MailandMinik Rosing og hans team har gennem analyser af 3,8 milliarder år gamle bjergarter fra det ældste grundfjeld i verden, Isua i det vestlige Grønland," fået opklaret "paradokset".

Men endnu vigtigere. Analyserne gav også svar på et yderst vigtigt emne i dagens klima-forskning og ikke mindst debat: Om indholdet af CO2 i atmosfæren gennem jordens historie har svinget kraftigt eller ligget nogenlunde stabilt i milliarder af år.

- Analyserne af CO2-indholdet i atmosfæren, som er registreret i de gamle bjergarter fra Isua, viser, at atmosfæren dengang maksimalt indeholdt omkring én promille af drivhusgassen. Det er ca. 3-4 gange mere end indholdet af CO2 i atmosfæren i dag. Dog slet ikke oppe på de 30 procent i jordens barndom, som hidtil teoretisk beregnet. Derfor kan vi godt konkludere, at atmosfærens indhold af CO2 ikke har ændret sig væsentligt gennem den geologiske historie gennem milliarder af år. Men i dag stiger kurven med pil opad. Ikke mindst pga. de menneskeskabte udledninger gennem vores forbrug af fossile brændstoffer. Det er en stigning, som er betydelig selv i et fire milliarder års gammelt geologisk perspektiv. Derfor er det vigtigt at få fastslået de geologiske og atmosfæriske præmisser i den historiske fortid for at forstå nutiden og ikke mindst fremtiden, hvad angår opstilling af klima-modeller og beregninger, understreger Minik Rosing.

Professor Rosing har flere gange tidligere gjort sig international bemærket gennem sin videnskabelige forskning. Bl.a. hvad angår tidspunktet for det første spæde liv på kloden og livets indflydelse på dannelsen af landjorden.

Kontakt
Professor Minik Rosing
Statens Naturhistoriske Museum
Københavns Universitet
Mobil: 51 50 60 68