Et komplekst samspill – Del 4

I den fjerde av seks artikler om hvorfor klimaet stadig er i kontinuerlig endring, ser jeg på hva som skjer på tidsskalaer som strekker seg over noen få år og som derfor kan påvirke hverdagen til oss mennesker. Alle artiklene i denne serien finner du her.

Da vulkanen Toba eksploderte for 74 000 år siden, forårsaket den ikke bare massedød og ufattelige lidelser, men også en ti år lang nedkjøling av kloden der temperaturen på den nordlige halvkulen falt med minst 4 ^oC rett etter utbruddet, og kanskje opp mot 10 ^oC.

Forskere har spekulert på om konsekvensene av nedkjølingen var så store at menneskeheten var truet (geo365.no: «Askesky truet menneskenes eksistens»).

Eksplosjonen skyldtes at Den Indoeuropeiske (litosfære)platen driver nordover og presses under Den eurasiske (litosfære)platen langs en subduksjonssone.

Kortvarig nedkjøling

Askeskyen ble kastet 40 km opp i stratosfæren. Pyroklastiske strømmer raste nedover vulkanens fjellsider, lava la seg i et tykt lag over bakken, pimpstein flømmet ut på overflaten, mens mektige slamstrømmer raserte infrastruktur.

For de som bodde i nærheten, var katastrofen total. Nærmere 1 000 mennesker omkom umiddelbart, og mer enn 100 000 ble hjemløse. Skog og jordbruksland ble brent. Tilbake lå en branntomt få mennesker har sett maken til.

Utbruddet fra Pinatubo på øya Luzon i Filippinene i 1991 var det nest største i det 20. århundret[1].

Eksplosjonen hadde globale konsekvenser. Askeskyen, der svoveldioksid reagerte med vann og dannet aerosoler (bittesmå dråper med svovelsyre som virker som speil på solinnstrålingen), forårsaket et globalt temperaturfall på mellom 0,5 og 0,7 °C. Nedkjølingen varte i nærmere to år.

Vellykket forutsigelse

Menneskene må være forberedt på plutselige, eksplosive vulkanutbrudd som kan senke den globale temperaturen med flere grader og være ødeleggende for den globale økonomien. De kan til og med true vår eksistens på denne kloden. Vi gjør likevel lite for å forberede oss på en slik katastrofe. Å forutsi eksplosive vulkanutbrudd kan imidlertid være et godt tiltak for å redusere skadene i nærmiljøet. Vulkanutbruddet på Pinatubo, der myndighetene i samarbeid med USGS reddet mer enn fem tusen mennesker ved å evakuere dem før eksplosjonen, er et godt eksempel på at det under gitte forutsetninger er mulig å varsle. De første forvarslene, i form av små eksplosjoner, kom den gang ti uker i forkant.

Øredøvende eksplosjon

Et øredøvende smell må ha gjort mange døve og skremt vettet av enda flere. Eksplosjonen skal ha blitt hørt i Perth i Australia, 3 000 km unna, på øya Rodriguez på den andre siden av Det indiske hav, 4 700 kilometer unna, og på nærmere ti prosent (!) av Jordas overflate.

Smellet skyldtes at øya Krakatoa i Indonesia i 1883 sprengte seg selv i luften.

Verre var det at trykkbølgen, flommene med lava, de pyroklastiske strømmene, slamstrømmer, askenedfallet og medfølgende tsunamier hadde enorme konsekvenser for mennesker, dyr og planter. Opp mot 40 000 mennesker skal ha dødd ganske umiddelbart.

Store mengder av fint støv ble blåst opp i atmosfæren, og dette kunne merkes flere år etterpå. Demringsfenomenene (rødfarget himmel) var spektakulære. Dernest fulgte en vulkansk vinter med en global temperatursenkning på 1,2 °C. Det har også blitt påstått at eksplosjonen satte oppvarmingen av havet flere tiår tilbake.

Vulkansk vinter

Aske og vanndamp fra utbruddet under Eyjafjallajökull i 2010 steg elleve km til værs og hindret flytrafikken over Europa i flere uker. Slik sett var hendelsen ingen menneskelig katastrofe, og den hadde heller ingen merkbare effekter på klimaet. Men den ga oss en sterk påminnelse om hvor stor innvirkning vulkanutbrudd kan ha på moderne infrastruktur.

Et tidligere utbrudd rundt 1 000 før vår tid, kanskje det verste på Island gjennom hele holocen (de siste 11 700 årene), medførte en global, vulkansk vinter med 18 kalde somre og vintre på rad.

Utbruddet fra Hekla i 1104 gjorde Island kjent over hele Europa. Mer enn halvparten av øya ble da dekket med lava og aske, og konsekvensene for islendingene var enorme. I hvilken grad utbruddet hadde globale konsekvenser, er uvisst.

Vulkanene på Island har i det hele tatt gjort mye ugagn lokalt, men de har i mindre grad påvirket det globale klimaet, og de har kun potensial til å gjøre det over kort tid.

Vulkanisme betyr lite

En fersk studie viser at Jordas vulkaner samlet spyr ut 280-360 millioner CO₂ per år til atmosfæren og hydrosfæren (inkludert midthavsryggene). Til sammenligning utgjør menneskenes utslipp 35 milliarder tonn CO₂ per år (100 ganger mer).

Stillehavets rolle for klimaet

Den kommer. Helt sikkert. Men forskerne vet ikke når. Det kan gå to år mellom hver gang. Eller det kan gå sju år. Men når den har kommet, blir den gjerne værende i nærmere ett år (men kan også vare i flere år).

Det dreier seg om El Nino. Den varme strømmen som med ujevne mellomrom varmer opp kloden og «er ansvarlig» for de aller varmeste årene gjennom historisk tid.

Det normale i Stillehavet er at passatvindene blåser fra øst mot vest. Fra høytrykk mot lavtrykk. Slik figuren under viser.

Den vedvarende vinden presser varmt overflatevann langs ekvator[2] fra Sør-Amerika og stuer det opp mot Asia og Australia i vest. Som konsekvens kan havnivået stige rundt 40 cm og gi flere grader varmere vann i vest enn i øst. I en av de sterkeste El Nino-hendelser (1982-83) økte temperaturen med 7,8-12,8 °C.

For å erstatte det vannet som driver vestover, strømmer kaldt, næringsrikt vann opp fra dypet («upwelling»).

Uforutsigbar oppvarming

Så er det slik at det er det unormale som skaper overskrifter i media, og El Nino har et dårlig rykte på seg.

El Nino oppstår når passatvinden svekkes og varmt vann driver østover fra det vestlige Stillehavet mot vestkysten av Sør-Amerika.

La Nina oppstår når passatvinden styrkes og ekstra mye vann presses mot Asia.

Værfenomenene El Nino og La Nina (de er enkelt forklart i denne videoen) er unntak fra normaltilstanden og er årsak til både ekstremvær og endringer i den globale middeltemperaturen.

“When the Pacific speaks, the whole world listens.”

Josh Willis

Jet Propulsion Laboratory (JPL)

El Nino har naturlig nok stor innflytelse på nedbøren der den treffer land, og både Equador og Peru får mer regn med påfølgende flom og jordskred. I Australia og Indonesia opplever innbyggerne i stedet tørke.

Når det gjelder temperatur og nedbør har El Nino og La Nina også stor betydning for vinterværet i Nord-Amerika. El Nino vil for eksempel gi uvanlig varmt vær i Canada og uvanlig vått vær langt sør i USA, mens La Nina gir kaldt vær over store deler av Canada og tørt vær i sørlige deler av USA.

Jorda er nå midt inne i en El Nino (vises ikke på figuren under). Vanligvis oppstår El Nino rundt oktober-november og er på sitt sterkeste i desember-januar, men ifølge Meteorologisk institutt oppstod den vi er inne i nå tre måneder tidligere enn vanlig. Passatvindene vil sannsynligvis gå over i normaltilstand i løpet av våren eller tidlig sommer.

De to siste La Nina forekom i 2021 og 2022.

Her er en video som forklarer normalsituasjonen så vel som El Nino og La Nina.

Langvarig effekt

For 66 millioner år siden forsvant nærmere 80 prosent av de marine og terrestriske dyreartene brått. Bedre kjent er det at dinosaurene (fra gresk deinos som betyr fryktelig og saurus som betyr firfisle eller øgle) døde ut.

Denne helt spesielle hendelsen i Jordas historie definerer grensen mellom de geologiske periodene kritt og tertiær.

Ettervirkningene av et usedvanlig kraftig meteorittnedslag utenfor Yucantánhalvøya i Mexico har fått skylden for masseutdøingen. Sammenstøtet med Jorda kastet så mye aske og svoveldioksid (som dannet aerosoler) opp i atmosfæren at solinnstrålingen ble hindret og Jorda nærmest mørklagt. Dermed sank temperaturen på Jorda med flere grader. Nedkjølingen kan ha vart i hundrevis eller tusenvis av år.

Den lyskrevende fotosyntesen bremset kraftig opp, hvorpå plantene døde, deretter sultet planteeterne i hjel, og til sist led kjøtteterne samme skjebne fordi matfatet ble tomt. I tillegg kan globale skog- og gressbranner ha produsert så mye aske og fjernet så mye oksygen at det meste av livet på Jorda rett og slett ble kvalt.

Litt nærmere vår egen tid er det interessant at kuldeperioden yngre dryas kan være foranlediget av et ekstraterrestrisk nedslag over Nord-Amerika. Argumentene for er gode, ser det ut til, og tiden for hendelsen skjer i forkant av flere kulturelle overganger blant menneskene.

Samlet kan vi kalle ettervirkningene av vulkanutbrudd, meteorittnedslag og kortvarige endringer i havstrømmene – som opererer over en tidsskala på enkeltår til titalls og hundreder av år – fjerde ordens klimaregulerende faktorer.

En elleveårs syklus

Gjennom 70 år (1645-1715) – midt under Den lille istid – var solflekkaktiviteten på et minimum.

Denne lange tiden nesten uten solflekker (solstormer) er kjent som Maunder Minimum, og mange forskere hevder det er en sammenheng mellom lav solflekkaktivitet og et betydelig kaldere klima enn hva vi opplever i dag.

Ettersom Den lille istid begynte lenge før minimumet, og varte i flere århundrer, er det mer vanlig å sette den kalde perioden i sammenheng med økt vulkansk aktivitet. Med en endring på bare 0,1 prosent i innstrålingsenergi, spiller heller ikke solflekkenes elleveårssykluser noen rolle for Jordas overflatetemperatur.

I henhold til FNs klimapanel (IPCC) spiller kort- og langbølgete endringer i solflekkaktiviteten (solstormer) liten rolle for Jordas klima. Gjennom de siste 40-50 årene (siden 1978) har for eksempel energien fra sola kun variert med 0,1 prosent (0,5 W/m²). Det betyr at oppvarmingen som drivhusgassene har forårsaket siden 1750 er 270 ganger sterkere.

På en kortere tidsskala har solflekkenes elleveårssykluser heller ikke gitt noen økning i utstråling siden 1950. Jordas overflatetemperatur har i samme periode vist en markant økning.

Så selv om det er sola som holder Jorda varm, er det altså – i henhold til NASA og IPCC – lite som tyder på at endringer i innstrålingen fra sola er årsak til vesentlige temperaturvariasjoner innenfor en menneskelig tidsskala.

Neste artikkel

Så hvorfor blir det stadig varmere, år for år? Det kommer jeg tilbake til i neste artikkel.

Kommentarer til denne artikkelen er velkomne: halfdan@geo365.no

---

[1] Det største kom fra en vulkan i Alaska (Mt. Novarupta) i 1912.

[2] Mellom den sørlige og nordlige vendekretsen.