Et langvarig og gigantisk klimakaos

I 2024 er det 200 år siden Jens Esmark publiserte[0] sin banebrytende teori om oppdagelsen av Istiden. Historien bak er utførlig fortalt av Geir Hestmark i boka Istidens oppdager. Jens Esmark. Pioneren i Norges fjellverden (2017) og er tilgjengelig i en forkortet versjon på geo365.no. Boka er inspirasjonskilde til en serie artikler som ser på forskjellige aspekter av Istiden, både i Norge og nedover i Europa. Alle artiklene finner du her.

Bare stjernene, månen og sola fulgte de sedvanlige rytmene.

På klare netter var himmelen overstrødd med en uendelighet av glitrende punkter. Med ujevne mellomrom for lysende piler over himmelen – «stjerner som falt» – og ga grunn til undring. Når månen var stor, kom ekstra lys for dem som satt rundt leirbålet. Om dagen var sola den beste vennen. Den ga både etterlengtet varme og lys.

Stjernene, månen og sola var til å stole på. Slik hadde det alltid vært, og slik ville det alltid være.

Men noe var annerledes. Været var i ulage. Somrene ble år for år kaldere. Snøen kom tidligere enn før. Isen la seg på vannene lenge før den mørkeste tiden på året. Byttedyrene begynte å forsvinne. Det var stadig for lite mat. Sulten gnaget oftere. Verden var i ferd med å endre seg. Litt verre for hvert år.

Været, vegetasjonen og dyrelivet var ikke lenger til å stole på. En ny tid var i emning. Utfordringene ble bare større og større.

Nedkjølingen begynner

Den gode tiden med behagelige temperaturer i mellomistiden eem[1] (130 000-117 000 år siden[2]) skulle bare vare i noen få tusen år. Det var likevel lenge nok til at innlandsisen over landet vårt forsvant. I beste fall lå det igjen noen rester av is i fjellområder der vintrene fortsatt ga fra seg mye snø og somrene forble kalde.

Nedkjølingen i ettertid av den midlertidige varmeperioden, med konstante opp- og nedturer i temperatur, ble derimot en sammenhengende utfordring for europeerne. Men de kan ha vært avgjørende for det moderne menneskets utvikling. Kanskje også for at neandertalerne døde ut for 30 000 år siden.

Det ustyrlige og stadig skiftende klimaet gjennom siste istid kommer tydelig fram når vi ser på utviklingen gjennom de siste 150 000 årene. (Klimaendringene på mindre skalaer, og gjennom hele kvartær (Istiden), er beskrevet i artikkelen «Klimaets gåtefulle variasjoner».)

Mer havvann

Fordi det var mindre is på Grønland under mellomistiden eem, innlandsisen var noen hundre meter lavere enn i dag, var havnivået den gang fire-åtte meter høyere enn i dag.

Mammutenes korte visitter

Mammutfossilene som har blitt funnet i Gudbrandsdalen[3] («Istiden var også grønn») kan stamme fra korte varmeperioder for mellom 60 000 og 50 000 år siden, og faller i så fall sammen med en rekke mammutfunn fra denne perioden i Sverige, Finland, Danmark og Estland.

Klimakriser på generasjonsnivå

Se for deg det uvirkelige, at temperaturen stiger med 5-10 ^oC i løpet av et par tiår, og at den deretter begynner å falle, og fortsetter å falle i resten av din, dine barns og dine barnebarns tid her på Jorden. Det er vanskelig å forestille seg hvordan vi ville forholdt oss til et slikt scenario. Da rent bortsett fra at verden hadde blitt fullstendig kaotisk.

Slike raske endringer i temperaturen var likevel realiteten for våre forfedre som levde i Europa gjennom siste istid, først neandertalerne, så sapiensene. Om livet ikke var barskt nok fra før, måtte slike brå endringer ha ført til økt dødelighet av både planter, dyr og mennesker. Sult og sykdommer må ha herjet med befolkningen.

Det var først på 1980-tallet at forskerne ble klar over at svært hurtige temperaturendringer har skjedd innenfor en menneskelig tidsskala.

Analyser av iskjerner fra Grønland, Antarktis, Canada, Sør-Amerika forteller oss at siste istid var karakterisert av klimatiske svingninger, med rask oppvarming gjennom noen tiår, deretter langsom nedkjøling gjennom flere hundre år. På innlandsisen på Grønland, for eksempel, kan temperaturen ha steget med 5-15 °C i løpet av bare noen få tiår. Det er lett å se for seg hvordan isen forsvant med enorme smeltevannselver.

Andre steder, lenger sør, der det levde mennesker, var temperatursvingningene mindre. Miljøforandringene må likevel ha vært kolossale. De som bodde langs kysten av Nordsjøen kan ha blitt overrasket over å se isfjell komme drivende fra nord, samt at havet steg da det ble varmt og sank da det ble kaldt.

Disse rytmiske endringene kalles Dansgaard-Oeschger-hendelser[4] (forkortet D-O-hendelser) og kan ha komplisert verden hele 25 ganger i løpet av siste istid[5].

Forskerne har ikke blitt enige med seg selv om hvorfor disse hendelsene oppstod.

Stadig nye kuldesjokk

Tenk deg at Nord-Atlanteren er full av isfjell som har slitt seg løs fra den nordamerikanske (laurentiske) innlandsisen og flyter sørover i strie strømmer. Samtidig vokser isbremmen utenfor Nord-Europa og Nord-Amerika. Og det blir kaldere. Igjen.

Under siste istid var et slikt hendelsesforløp reelt. Et tørt og iskaldt klima oppstod ganske plutselig, i løpet av bare noen få år, og det på tidspunkter da det allerede var svært kaldt. Episodene er så spesielle at de blir kalt Heinrich-hendelser (eller Heinrich-stadialer, fordi de var en liten istid i seg selv).[6] Under siste istid var det minst seks av dem, og de kan ha vart fra et par hundre til et par tusen år. Tidligere istider har hatt tilsvarende hendelser.

Det er godt dokumentert at den globale, kraftige nedkjølingen skyldes en armada av isfjell som hadde slitt seg løs fra den enorme iskappen over Nord-Amerika. De seilte deretter over Atlanterhavet mot Europa (mellom 40 og 55 grader nord) samtidig som de smeltet. Så mye vann var det i isfjellene at havet kan ha steget mellom 3 og 15 meter da de smeltet.

Grovkornete sedimenter som hadde blitt revet løs av isbreene på det canadiske grunnfjellet og fulgte med isfjellene ut i havet, sank til bunns da is ble til vann, og det er disse sedimentlagene under havbunnen som har satt forskerne på sporet av mini-istidene. Fordi tykkelsen på lagene avtar fra vest mot øst, blir det antatt at isfjellene kommer fra isbreer på det nordamerikanske kontinentet.

Hvorfor isfjell plutselig løsnet og forårsaket en nedkjøling, har forskerne derimot ikke en omforent forklaring på.

De seks kjente Heinrich-hendelsene skjedde for 16 800 (H1), 24 000 (H2), 31 000 (H3), 38 000 (H4), 45 000 (H5) og 60 000 (H6) år siden.

Ingen evolusjon?

Temperaturen er bare én parameter som forteller om hvordan datidens jegere og sankere opplevde verden. Det fulle bildet forteller en historie som gir et langt verre inntrykk. For når det blir kaldere, blir det også tørrere, og når det blir tørrere, blir det også mer «støvete». De tidlige europeerne måtte på nytt og på nytt omstille seg til nye og vanskeligere tider. Ulykkene ville ingen ende ta.

Med et kjøligere klima ble frodige skoger avløst av tørre stepper og kald tundra, først i nord, senere i sør. De forverrede forholdene ble svært krevende for dyrelivet. Mattilgangen for dem ble dårligere. Bestandene ble redusert. Menneskene fulgte matfatet – dyrelivet – og nye jaktmarker måtte oppsøkes. De måtte flytte på seg. Vi må også se for oss en folkevandring fra nord mot sør, mot et varmere klima.

Befolkningen ble likevel tynnet ut. Bare de barskeste overlevde.

Ifølge Darwins evolusjonsteori kan livet innordne seg ytre miljøforandringer, og de som er best tilpasset et nytt miljø, vil ha større sjanse for å formere seg enn de som er dårligst tilpasset («survival of the fittest», eller «naturlig utvalg»). En annen måte å si dette på er at de best tilpassede individene i større grad enn gjennomsnittsindividene får videreført sine gener til neste generasjon.

Men bakteppet under siste istid er altså at miljøforandringene skjedde innenfor svært korte tidsrom. Var det rom for genetiske endringer som monnet innenfor bare noen få generasjoner?

Tilpasning har imidlertid ikke bare med gener å gjøre. Nye miljøer krever nye løsninger. De som var innovative hadde derfor en klar fordel fordi de tilpasset redskaper, våpen og fangstteknikker den nye tiden. De som levde i store sosiale grupper og hjalp hverandre hadde også en klar fordel når alt ble vanskeligere. Flere hjerner tenker bedre enn få, og ved å være mange ble det raskere funnet løsninger.

Da menneskeheten nesten ble utslettet

Et eksplosivt vulkanutbrudd for 74 000 år siden – midt under Istiden – gjorde vondt verre. Den påfølgende «vulkanske vinteren» var nær ved å utradere hele menneskeheten.

Dette er tema i neste artikkel.

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

Et annet referansesystem

Geologene snakker om istider (glasialer), mellomistider (interglasialer), stadialer («mini-istider») og interstadialer. Gjennom den siste del av kvartær (siste million år) har istidene og mellomistidene vart hhv. 100 000 og 10-20 000 år. Stadialene og interstadialene varierer mer i lengde.

Det finnes et annet referansesystem der kvartær deles opp i marine isotopstadier.

De marine isotopstadiene deler kvartær inn i kalde og varme perioder. De varme periodene er nummerert med ulike tall, mens de kalde periodene har like tall. Enkelte av glasialene og interglasialene er ytterligere oppdelt i mindre enheter og gitt bokstavnavn (der a er yngst).

Den mellomistiden vi nå lever i (holocen) har isotopstadium 1, mens den forrige mellomistiden (eem) ligger innenfor isotopstadium 5. Stadium 5 er igjen oppdelt i 5 understadier (a-e), og mellomistiden eem har navnet 5e.

Inndelingen i marine isotopstadier tar utgangspunkt i variasjoner i forholdet mellom oksygen-16 (atomnummer/atomvekt 16, ¹⁶O) og oksygen-18 (atomnummer/atomvekt 18, ¹⁸O), der isotopen ¹⁶O er mest vanlig (99,8 prosent). Forholdet mellom de to isotopene måles i mikrofossiler av kalkstein i havbunnssedimenter, og forholdet reflekterer både havbunnstemperaturen og mengden is på jordkloden.

Ved å sammenligne mange målinger får geologene en god forståelse av klimautviklingen gjennom tid. Vi kan si at isotopvariasjonene fungerer som et paleotermometer (paleo, gr. palaios, gammel), som betyr at de forteller om temperaturene i havet eller i luften langt tilbake i tid.

Studier av isotopforhold indikerer at den første store nedisingen av Nord-Amerika og Eurasia skjedde for 850 000 år siden (MIS 22).

Tidsskalaen ble utarbeidet på 1950-tallet og brukes nå bredt både av arkeologer, geologer og glasiologer. For disse er skalaen blitt en standard som det refereres til universelt.

Skalaen går helt tilbake til MIS 104 som begynte for 2 614 millioner år siden.

468 vanskelige år

For 118 600 siden år ble vegetasjon, dyr og mennesker rystet av et – mildt sagt – merkelig naturfenomen.

Gjennom 468 år ble de alle sammen plaget av at temperaturen falt og nedbørsmengdene avtok. De ble utsatt for kulde som endret habitatet, tørke som drepte planter og trær, støv som fylte luften og branner som fjernet skogen.

Dermed tok tundra over landskapet i løpet av mindre enn 100 år. Europa var ikke til å kjenne igjen.

Det er detaljerte analyser av sedimenter avsatt i en sjø i et gammelt vulkansk krater i Tyskland som forteller historien. Forskerne bak studien skylder på at Golfstrømmen skiftet retning og traff Europa lenger sør enn hva den gjør i dag.

For neandertalerne – datidens mennesker i Europa[7] – var dette klimakrise av helt andre dimensjoner enn den vi snakker om i dag. De forstod ikke hva som hendte, og de kunne ikke vite at det skulle bli verre år for år. Miljøet endret seg fra generasjon til generasjon. Det var absolutt ingenting de kunne gjøre, annet enn å rømme sørover, i håp om å unnslippe infernoet.

Krisen var så alvorlig at den må ha betydd en kraftig reduksjon i antall neandertalere. Etter katastrofen gikk det ikke lang tid før temperaturene falt ytterligere og tundraen bredte seg nedover i Europa.

En ny istid hadde begynt.

[0] Esmark, J. 1824. Bidrag til vor Jordklodes Historie. Magazin for Naturvidenskaberne.

[1] Oppkalt etter elven Eem i Nederland hvor det i 1875 ble påvist en fauna som var svært forskjellig fra dagens fauna.

[2] Lengden på eem avhenger av hvordan vi definerer begynnelsen og slutten på perioden. I litteraturen ser vi mange forskjellige definisjoner. Her har vi lagt oss på 13 000 år, som er omtrent like lenge som den nåværende mellomistiden har vart (11 724 år).

[3] O. Nashoug og J.P. Nystuen. Mammut og menneske. 2023

[4] Oppkalt etter dansken Willi Dansgaard og sveitseren Hans Oeschger som oppdaget dem.

[5] Den brå oppvarmingen etter siste istid, opptil 8 °C i løpet av 40 år, kan være en D-O-hendelse.

[6] Oppkalt etter den tyske maringeologen Hartmut Heinrich.

[7] Sapiensene kom til Europa først for 43 000 år siden.