De spårar klimatet 100 000 år bakåt på Grönland

Borrverktyg
MERGE forskarteam har i deras forskning studerat borrkärnor från Grönlands isar, som på vissa ställen går ända ner till tre kilometers djup. Foto: NEEM Gallery

En tre kilometer lång cylinder av is kastar ljus på hur klimatet såg ut hundratusen år bakåt i tiden. Där finns spår som visar på perioder av varmare eller kallare klimat på jorden, men också om det förekom kraftiga vulkanutbrott eller hög solaktivitet.
Genom att förstå dåtidens klimat kan forskare utveckla bättre modeller för att förutspå ett framtida klimat.

Av Nina Nordh

Det finns många sätt att undersöka hur klimatet har förändrats med tiden här på jorden. Svängningarna i klimatet har bitvis varit stora. Tittar man bakåt 20 000 år eller mer har till exempel kilometertjock is förekommit där vi nu bor och mer än 100 000 år tidigare var det en kraftig värmeperiod med en havsnivå som var ungefär fyra till åtta meter högre än idag.

Klimatet i dåtid

– Vi har ett långsiktigt perspektiv på klimatförändringarna i vår forskning. Vi försöker förstå hur klimatet har förändrats bakåt i tiden och vilka processer som styr det. Det gör att vi bättre kan förstå den nuvarande klimatförändringen, säger professor Raimund Muscheler vid Kvartärgeologi, Lunds universitet. Han leder också den del av MERGE som tittar på förhistoriska klimat- och växtlighetsvariationer.

Några hundra år tillbaka finns väderobservationer bevarade, liksom studier av solfläckar med mera. Eftersom forskarna behöver gå betydligt längre tillbaka än så behövs det andra sätt att studera det dåtida klimatet.

Jesper Sjolte ingår i MERGE forskarteam och han har i sin forskning studerat borrkärnor från Grönlands isar, som på vissa ställen går ända ner till tre kilometers djup. Det betyder i praktiken att vi kan få en bild av hur klimatet såg ut för mer än hundratusen år sen.

– Jag var på Grönland 2009 när ett internationellt forskarlag, NEEM*-teamet, borrade i Grönlands is. Det är ett tidskrävande arbete eftersom man bara kan borra tre meter åt gången. Sen behöver borrkärnan av is tas upp innan man kan borra djupare. Därför tar det tre till fyra år att borra sig ner tre kilometer genom isen, berättar Jesper Sjolte.

Klimatmodellerna för att blicka framåt blir allt bättre

Grönlands is i fokus

De senaste åren har forskare runt om i världen arbetat med att undersöka isproverna från Grönland. Jesper Sjolte har bland annat jämfört mängden av olika isotoper av vatten i isen, det vill säga olika varianter av vattenmolekyler.

Jesper Sjolte var på Grönland 2009 när ett internationellt forskarlag, NEEM*-teamet, borrade i Grönlands is. Det är ett tidskrävande arbete eftersom man bara kan borra tre meter åt gången.

Grönlands is
Jesper Sjolte var på Grönland 2009 när ett internationellt forskarlag, NEEM*-teamet, borrade i Grönlands is. Det är ett tidskrävande arbete eftersom man bara kan borra tre meter åt gången. Foto: privat
Jesper Sjolte var på Grönland 2009 när ett internationellt forskarlag, NEEM*-teamet, borrade i Grönlands is. Det är ett tidskrävande arbete eftersom man bara kan borra tre meter åt gången. Foto: privat

– Vatten är inte bara vatten, utan det kan finnas något lättare eller något tyngre former, så kallade isotoper. Eftersom vatten som förångas när det är varmt klimat har lite andra egenskaper kan vi räkna ut hur klimatet tidigare har sett ut, säger Jesper Sjolte.

Det finns också många andra ämnen som studeras i isen och som säger något om tidigare klimat. Till exempel kan man förstå hur solaktiviteten** har varierat genom att mäta så kallade kosmogena radionuklider, isotoper av olika ämnen, till exempel kol, som bildas när kosmisk strålning når atmosfären.

Dessa isotoper lagras sedan in i is eller i växtlighet och kan spåras långt senare. Det går också att se om kraftiga vulkanutbrott har förekommit under förhistorisk tid genom att mäta svavelhalten i isen. Det finns också andra metoder, till exempel att undersöka pollenkorn i sjösediment som ger en bild av den tidigare regionala växtligheten. De slutsatser forskarna kommer fram till om klimatet jämförs sedan med teoretiska klimatmodeller.

– Klimatmodellerna för att blicka framåt blir allt bättre, men det finns fortfarande mycket kvar att göra. Om vi bättre förstår hur klimatsystemet fungerar kan vi utveckla våra klimatmodeller ytterligare för att förutsäga framtidens klimat med mindre osäkerheter.

Tidiga prognoser

Jesper Sjolte berättar att redan för över hundra år sedan förutspådde den svenske fysikern och kemisten Svante Arrhenius att en fördubbling av atmosfärens koldioxidhalt skulle ha ungefär de effekter på globala klimatet som vi nu ser.

– Men det gäller ett genomsnitt på global nivå. Tittar man däremot på en lokal nivå kan klimatet variera betydligt mer och det är en utmaning att förstå processerna bakom det bättre, säger Jesper Sjolte.

Han har bland annat tittat på hur solaktivitet och vulkanutbrott har påverkat klimatet de senaste 800 åren. Studien är gjord tillsammans med professor Raimund Muscheler och forskarkollegor i Tyskland, Danmark och Schweiz.

– Vi kunde bland annat se att en påverkan på klimatet höll i sig ungefär fem år efter en topp med mycket solaktivitet eller ett mycket stort vulkanutbrott, berättar Jesper Sjolte och förklarar vidare:

– En del av förklaringen till detta handlar om hur cirkulationen i atmosfären påverkar havscirkulationen. När det till exempel är hög solaktivitet får vi generellt kraftigare vindar från väst vilket på vintern ger oss här i norra Europa ett varmare väder. När solaktiviteten är låg får vi oftare vindar från öst vilket brukar leda till kallare väder på vintern. Redan idag ingår solaktiviteten i våra klimatmodeller men kanske det skulle behöva nyanseras mer. Påverkan på klimatet är mer komplex än bara hur mycket total mängd solenergi som når jorden.

*NEEM Står för”North Greenland Eemian Ice Drilling”. Mellan 2007 och 2011 borrade ett internationellt team av forskare som leddes från Köpenhamns universitet, ner i den grönländska isen. Målet var att nå islager från tiden för den senaste värmeperioden Eem, som upphörde för ungefär 115 000 år sedan. Läs mer: http://neem.dk/

**Solaktivitet kan förenklat beskrivas som variationer av magnetisk energi som genereras i solen. Högt magnetfält syns som mörka fläckar på solens yta, så kallade solfläckar.

Fakta om paleoklimatforskning

Paleoklimatforskning är som ett stort pussel där man kombinerar olika delar i rum och tid för att få en enhetlig bild av tidigare klimatförändringar. Pusselbitarna kommer från naturliga arkiv som lagrar signaler kopplade till förändringar i klimatet.

Sådana klimatarkiv omfattar till exempel isborrkärnor, trädringar, sjösediment och droppstenar för att bara nämna några.

Vissa innehåller årliga skikt (varv) som sedan tillåter forskarna att med hög precision bestämma ålder, och man kan för varje år läsa spåren av tidigare klimatförändringar. I isborrkärnor, kan till exempel nederbörd och de atmosfäriska spårgaserna hittas direkt lagrade.

Faktatext: Susanna Olsson