Fortiden avslører klimaets framtid

Gjennom millioner av år har svingninger i CO2, temperatur og havnivå flere ganger hatt stor innvirkning på dyr og planter, og i noen tilfeller utløst massedød. Derfor ser klimaforskerne nå tilbake på perioder i jordas historie med tilsvarende hendelser for å få et bilde av framtiden og bidra til å forhindre at det går like galt denne gangen.

Temperaturen kan stige sju grader

I nesten 10 000 år var jordas gjennomsnittstemperatur veldig jevn. Men fra år 1900 skjedde det noe. På bare 100 år steg temperaturen én grad på grunn av den industrielle utviklingen, og i de kommende hundre årene forventes en stigning på minst en–to grader.

Forhåpentligvis klarer vi å hindre videre temperaturstigninger, men klimamodellene opererer med temperaturstigninger som i verste fall kan komme på ytterligere sju grader fram mot år 2300. I så fall vil gjennomsnittstemperaturen nå 22 grader, og en så rask temperaturstigning vil være helt uten sidestykke i jordas historie.

De fleste andre svingningene i jordas temperatur har skjedd gradvis over en periode på flere millioner år. Et unntak fra den regelen inntraff i en periode for 56 millioner år siden, som kalles det paleocen-eocen termiske maksimum (PETM).

Da steg temperaturen åtte grader i løpet av bare 20 000 år og endte på 25,5 grader – 11 grader varmere enn i dag. Temperaturstigningen ble sannsynligvis utløst av et utslipp av drivhusgassen metan på havbunnen, og varmen satte kanskje i gang en selvforsterkende prosess.

I 2019 la klimaforskeren Tapio Schneider fra California Institute of Technology fram en teori for hvordan en temperaturstigning kan oppløse skydekket og dermed skyve klimaet over et kritisk punkt. Uten skyene blir mindre sollys reflektert ut i atmosfæren, men treffer i stedet hav- og jordoverflaten, der det bidrar til enda mer oppvarming.

Den vonde sirkelen er svært vanskelig å snu når den først er satt i gang. Etter oppvarmingen i PETM-perioden for 56 millioner år siden gikk det 170 000 år før klimaet var stabilisert.

Raske endringer dreper livet

I PETM-perioden endret temperaturen seg markant i løpet av 20 000 år. Det er ekstremt raskt geologisk sett, men veldig langsomt sammenlignet med dagens temperaturstigning. For å finne en periode som ligner dagens klimautvikling, må forskerne se på en katastrofe som ble utløst av en ekstern begivenhet.

Ved avslutningen på krittiden, for 66 millioner år siden, inntraff en massedød som med ett slag gjorde slutt på dinosaurene, som hadde hersket på jorda i 160 millioner år, og utryddet 75 prosent av alle dyrearter. Etter all sannsynlighet skyldtes massedøden et voldsomt og plutselig temperaturfall som ble forårsaket av en meteor på størrelse med Mount Everest.

Meteoren slo ned like ved der byen Chicxulub ligger i dag, på Yucatánhalvøya i Mexico, og utløste en energi som svarer til en milliard Hiroshima-bomber.

Kollisjonen sendte enorme mengder sot opp i atmosfæren. Det skygget for sollyset, slik at temperaturen plutselig falt dramatisk. Det tok livet av dinosaurene og svært mange av de andre dyrene. Forskning viser at begivenheten påvirket klimaet i opptil 5000 år og begrenset artsrikdommen i millioner av år etter nedslaget.

Helt annerledes gikk det ved temperaturstigningen i PETM-perioden, da livet hadde tid til å tilpasse seg. Da reagerte dyreartene ved å skrumpe inn, slik at det ble lettere å avgi varme, og artsrikdommen endte faktisk med å vokse. Uansett om temperaturen stiger eller faller, er hastigheten klimaendringene skjer med, helt avgjørende for hvordan det påvirker livet.

Eksplosjon i CO2 siden år 1800

Også når det gjelder CO2-innholdet i atmosfæren, opplever vi for tiden en usedvanlig rask stigning. Inntil år 1800 lå CO2-nivået i nesten en million år ganske konstant på 200–300 ppm (parts per million), som svarer til 0,02–0,03 prosent.

Men innen de siste 200 årene har det steget til over 400 ppm. Alt etter hva vi gjør for å forhindre ytterligere stigninger, forventes CO2-nivået i år 2300 å ligge på 400–700 ppm eller i verste fall å nå helt opp i 2000 ppm. Selv om nivået tidligere har vært helt oppe i 7000 ppm CO2 i atmosfæren, vil en så rask stigning uten sammenligning være den mest dramatiske endringen av klimaet noen gang.

Sett over flere hundre millioner år har CO2-innholdet i atmosfæren imidlertid vært fallende. Det skyldes at CO2 i det lange løp vil bli tatt opp av havet og jorda og dermed fjernet fra atmosfæren. Dessuten vil plantene ta opp CO2 gjennom fotosyntesen og bygge det inn i organisk materiale.

Selv om prosessene også går den andre veien, for eksempel ved vulkanutbrudd, ville nettoeffekten uten menneskets brenning av fossile brensel være at CO2-innholdet i atmosfæren på svært lang sikt falt til tett på null.

Gjennom de siste 542 millioner år har atmosfærens CO2-innhold altså via naturlige prosesser blitt redusert til en tyvendedel. Men i løpet av bare 500 år, fra 1800 til 2300, vil mennesket tidoble CO2-nivået hvis vi bare fortsetter med dagens kurs. Konsekvensen av en så rask endring er helt uforutsigbar.

Det eneste sikre er at den blir dramatisk. I devonperioden for 375 millioner år siden var CO2-nivået for eksempel oppe i 4000 ppm, og ifølge en teori satte CO2-mengden så mye fart på algeveksten i havene at mange dyrearter døde ut på grunn av oksygentap.

Stor havstigning skapte nye arter

Havnivået har fulgt noenlunde samme mønster som CO2-nivået gjennom de siste 542 millioner årene, men tidsforskjøvet med 50–100 millioner år. Begge er for tiden historisk lave, men stiger raskt. Havnivået er ikke bare avhengig av CO2-mengden, men også av jordskorpen som endrer seg med kontinentalplatenes bevegelser.

Under den geologiske perioden ordovicium, for omkring 460 millioner år siden, hadde jorda den høyeste vannstanden som er registrert. Havet sto 400 meter høyere enn i dag, men det var ikke noen katastrofe for livet. Tvert imot.

Den høye vannstanden innebar at det oppsto mange innsjøer, og det skapte et mangfold av økologiske nisjer der dyre- og plantelivet kunne utvikle seg. Sammen med et gunstig klima betydde det en eksplosjon i artsdannelsen. Mosdyr, kråkeboller og koraller var blant de nye dyregruppene som oppsto, mens plankton blomstret i vannet og ga mat til andre dyr.

Prøv selv: få annet til å stige

I mellomistiden for 125 000 år siden steg havet. Men livet, og de første moderne menneskene, klarte seg. Havet steg mellom seks og ni meter, men dyr og mennesker trakk innover i landet.

Hvis noe lignende skjer i løpet av de neste århundrene, vil det være helt annerledes, siden storbyer og matvareproduksjon ikke uten videre kan flyttes. En stigning i det globale havnivået på fire meter ville for eksempel legge store deler av det sentrale London under vann. Men for livet som sådan trenger ikke store klimaendringer å utløse en massedød.