Fortiden avslører klimaets framtid

Temperaturen stiger, CO2-en hoper seg opp i atmosfæren, og havene truer med å skylle inn over storbyene. Jordas klima er under forvandling – igjen. I løpet av historien har kloden opplevd flere klimakriser. Nå bruker forskerne fortiden som en krystallkule som kan vise vår egen klimaframtid.

Akkurat nå befinner jordas klima seg bokstavelig talt på nullpunktet. Selv om utslippene av CO2, temperaturen og havnivået stiger med foruroligende fart, er alle tre faktorer faktisk på omtrent det laveste nivået på 600 millioner år.

Likevel står vi foran en klimakrise, for aldri har de tre faktorene fulgt hverandre så tett og nådd bunnen samtidig. Det store spørsmålet er hva som skjer når det går den andre veien.

De fleste forskerne er enige om at de klimaendringene vi opplever, stammer fra en voldsom stigning i innholdet av CO2 i atmosfæren, som hever temperaturen og får polene til å smelte og havene til å stige. Det vil snu opp-ned på livsbetingelsene for dyre- og plantelivet – og dermed også matproduksjonen – og oversvømme storbyer, slik at millioner av mennesker blir hjemløse.

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.

For 252 mill. år siden: Temperaturstigning kvalte dyrene

96 prosent av alle dyrearter i havet ble utslettet da jordas temperatur på kort tid steg med over ti grader. Årsaken er ukjent – kanskje vulkanutbrudd eller meteornedslag – og forskerne har vært usikre på om det var varmen i seg selv eller avledede effekter som gjorde kloden ubeboelig. Nå viser en ny datasimulering at oppvarmingen av havet skapte massivt oksygentap som trolig kvalte livet. Varmt vann holder på mindre oksygen. Samtidig økte
varmen dyrenes stoffskifte, slik at de trengte mer oksygen.

Ekvator klarte seg

Ved ekvator overlevde flere arter fordi dyrene her allerede var tilpasset et miljø med varmt og oksygenfattig vann.

Polene døde ut

Ved polene døde flest arter ut fordi dyrene hadde problemer med å omstille seg til varmt vann med lite oksygen.

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.

Oppvarming av havet skaper oksygentap som i verste fall kveler en stor del av livet.

I dag: Havtemperaturen kan stige med ti grader

Hvis utslippene våre av CO2 fortsetter på samme nivå, kan temperaturen i havet stige med ti grader før år 2300 og dermed nå samme nivå som ved perm-trias-katastrofen. Geologien er riktignok annerledes enn for 252 millioner år siden, men ifølge forskerne som står bak den nye datasimuleringen, vil klimaforholdene i år 2300 leve opp til 35–50 prosent av betingelsene for å kunne utløse en global massedød i samme skala.

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.

Visste du at jordas temperatur har variert mellom varme perioder på over 24 grader og kalde perioder på under 15 grader fire ganger i de siste 542 millioner årene?

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.

Dyrene tilpassede seg varmen i PETM-perioden ved å skrumpe. Hestens stamfar oppstod i denne perioden og var på størrelse med en katt.

© Danielle Byerley/UFL & Shutterstock

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.

For 375 mill. år siden: Kraftig plantevekst var gift for dyrelivet

Planter bruker CO2 til fotosyntese, og med et CO2-nivå på det tidobbelte av i dag var vekstbetingelsene usedvanlig gode i perioden devon. Samtidig ble kloden rammet av en masseutryddelse, der 70 prosent av alle arter forsvant. Vulkanutbrudd og meteornedslag har fått skylden, men en alternativ teori peker på plantene.

Shutterstock & Oliver Larsen

1. Plantelivet spredte seg

Det høye innholdet av CO2 i lufta hjalp plantene med å etablere seg på land for omkring 370 millioner år siden.

Shutterstock & Oliver Larsen

2. De første trærne sprengte fjellsiden

Lave busker utviklet seg til trærnes stamfar, Archaeopteris. Trærne boret seg dypt ned i sprekker og hulrom og sprengte opp bergartene med sine kraftige røtter.

3. Næringsstoffer rant ut i vannet

CO2 fra lufta ble oppløst i vann og dannet kullsyre, som trengte ned i revnene og fikk de harde steinene til å forvitre. Det frigjorde næringsstoffer som ble vasket ut i hav, sjøer og elver.

4. Algevekst ga oksygentap

Næringsstoffene fikk algene til å blomstre opp. Når de døde, sank de ned på bunnen, der de ble brutt ned av bakterier.

5. Livet i havet ble kvalt

I den prosessen brukte bakteriene opp oksygenet i vannet, noe som kvalte dyrelivet.

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.

Det økte CO2-nivået i atmosfæren har fått plantene til å spre seg.

I dag: Plantene vokser raskere

Satellittovervåkning viser at jordas vegetasjon har blitt tettere siden 1982. 70 prosent av stigningen skyldes CO2-nivået. Globalt har plantenes fotosyntese steget 33 prosent i de siste hundre årene på grunn av stigningen i CO2. Flere studier viser at det høyere CO2-nivået får mikroskopiske alger, fotoplankton, til å spre seg i hav og sjøer med risiko for oksygentap – men veksten motvirkes delvis av den høyere temperaturen.

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.

Visste du at atmosfærens CO2-nivå nådde toppen på et nivå som var 17 ganger så høyt som i dag, for 540 millioner år siden? Samtidig eksploderte antallet arter.

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.

For 125 000 år siden: Havstigning stammet fra tre kilder

Den siste mellomistiden var ikke så mye varmere enn nå. Likevel steg havet til et nivå som var 6–9 meter høyere enn i dag. Nye analyser av sedimenter i en iskjerne fra Grønland tyder på at innlandsisen og vannets varmeutvidelse høyst bidro med 3 meter, og derfor mener forskere nå at varmen må ha smeltet en del av Antarktis.

1. Antarktis smeltet: 3-5 meter

Ny forskning tyder på at den vestlige delen av Antarktis smeltet og leverte det største bidraget til havstigningen i den siste mellomistiden.

2. Arktis smeltet: 2-3 meter

En stor del av innlandsisen på Grønland og de ismasser i Canada smeltet, og smeltevannet fikk havet til å stige.

3. Vannet utvidet seg: 1 meter

Vann utvider seg når det varmes opp. Temperaturen i eem bidro til havstigningen.

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.

I dag: Ustabilt klima svekker havstrøm

Selv mindre stigninger i temperaturen kan få stor betydning fordi klimaet blir ustabilt. For eksempel endret årstidene seg dramatisk i det nordlige Finland i den siste mellomistiden, med kaldere somre og varmere vintre. En stigende havtemperatur truer ikke bare mange av dagens storbyer med oversvømmelse. Forskere frykter også at det svekker Golfstrømmen og gjør klimaet i landene omkring Atlanterhavet vesentlig kaldere.

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.

Visste du at havnivået i dag er omtrent det laveste i jordas historie? Det nådde toppen, 400 meter høyere enn i dag, for 460 millioner år siden.

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.

Skandinavia var en øy i siste mellomistid, Eem, for 125.000 år siden. Den gule linjen viser dagens kystlinje.

© ROMAN UCHYTEL/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Les også:

Klima
Klimaendringer

Beregner: Slik blir framtidens klima

3 minutter
Klimaendringer

Ekstrem varme: 3 overraskende konsekvenser

2 minutter
Grønne blade og planter overfor skov, der brænder
Klimaendringer

Sannheten om klimaet

0 minutter

Logg inn

Feil: Ugyldig e-postadresse
Passord er påkrevd
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klikk her

Ny bruker? Få adgang nå!