Fortiden afslører klimaets fremtid

Gennem de seneste millioner af år har udsving i CO2, temperatur og havniveau flere gange haft stor indvirkning på dyr og planter og i nogle tilfælde udløst regulær massedød. Derfor kigger klimaforskerne nu tilbage på perioder i Jordens historie, der ligner vores egen, for at få et billede af klodens mulige fremtid og forhindre, at det går lige så galt.

Temperaturen kan stige syv grader

I næsten 10.000 år var Jordens middeltemperatur meget konstant. Men fra år 1900 skete der noget. På blot 100 år steg temperaturen én grad som følge af den industrielle udvikling, og i de kommende hundrede år forventes en stigning på yderligere en-to grader.

Forhåbentlig lykkes det at forhindre fortsatte temperaturstigninger, men i værst tænkelige fald opererer klimamodellerne med, at temperaturen kan stige med yderligere syv grader frem mod år 2300. I så fald vil middeltemperaturen nå helt op på 22 grader, og en så hurtig temperaturstigning vil være helt uden sidestykke i Jordens historie.

De fleste andre svingninger i Jordens temperatur er sket gradvist over en periode på flere millioner år. En undtagelse fra den regel indtraf i en periode for 56 mio. år siden, der kaldes det paleocæne-eocæne termiske maksimum (PETM).

Her steg temperaturen otte grader i løbet af kun 20.000 år og endte på 25,5 grader – 11 grader varmere end i dag. Temperaturstigningen blev sandsynligvis udløst af et udslip af drivhusgassen metan på havbunden, og varmen satte måske gang i en selvforstærkende proces.

I 2019 fremlagde klimaforskeren Tapio Schneider fra California Institute of Technology en teori for, hvordan en temperaturstigning kan opløse skydækket og derved skubbe klimaet ud over et kritisk punkt. Uden skyerne bliver mindre sollys reflekteret ud i atmosfæren, men rammer i stedet hav- og jordoverfladen, hvor det bidrager til yderligere opvarmning.

Den negative spiral er længe om at vende, når den først er sat i gang. Efter opvarmningen i PETM-perioden for 56 millioner år siden gik der 170.000 år, før klimaet var stabiliseret.

Hurtige ændringer dræber livet

I PETM-perioden ændrede temperaturen sig markant i løbet af 20.000 år. Det er ekstremt hurtigt geologisk set, men meget langsomt sammenlignet med nutidens temperaturstigning. For at finde en periode, der ligner den nuværende klimaudvikling mere, må forskerne kigge på en katastrofe, der blev udløst af en udefrakommende begivenhed.

Ved afslutningen på kridttiden for 66 millioner år siden indtraf en massedød, der med ét slag gjorde det af med dinosaurerne, som havde hersket på Jorden i 160 mio. år, og udryddede 75 pct. af alle dyrearter. Efter al sandsynlighed skyldtes massedøden et voldsomt og pludseligt temperaturfald, der blev forårsaget af en meteor på størrelse med Mount Everest.

Meteoren slog ned nær byen Chicxulub på Yucatánhalvøen i Mexico og udløste en energi svarende til en milliard gange atombomben i Hiroshima.

Kollisionen sendte enorme mængder sod op i atmosfæren, som skyggede for sollyset, så temperaturen pludselig faldt dramatisk og tog livet af dinosaurerne og de andre dyr. Forskning viser, at begivenheden påvirkede klimaet i op til 5000 år og begrænsede artsrigdommen i 20.000 år efter nedslaget.

Helt anderledes gik det ved temperaturstigningen i PETM-perioden, hvor livet havde tid til at tilpasse sig. Her reagerede dyrearterne ved at skrumpe for bedre at kunne afgive varme, og artsrigdommen endte ligefrem med at vokse. Uanset om temperaturen stiger eller falder, er den hastighed, klimaændringen sker med, helt af­gørende for, hvordan det påvirker livet.

Eksplosion i CO2 siden år 1800

Også når det gælder CO2-indholdet i atmosfæren, oplever vi i øjeblikket en usædvanlig hurtig stigning. Indtil år 1800 lå CO2-niveauet i næsten en million år ret konstant på 200-300 ppm (parts per million), svarende til 0,02-0,03 pct. Men inden for de seneste 200 år er det steget til 400 ppm.

Alt efter hvad vi gør for at forhindre yderligere stigninger, forventes CO2-niveauet i år 2300 at ligge på 400-700 ppm eller i værste fald at nå helt op på 2000 ppm. Selvom niveauet tidligere har været helt oppe på 7000 ppm CO2 i atmosfæren, vil en så hurtig stigning helt uden sammenligning være den mest dramatiske klimaændring nogensinde.

Set over flere hundrede millioner år har CO2-indholdet i atmosfæren imidlertid været faldende. Det skyldes, at CO2 i det lange løb vil blive optaget af havet og jorden og dermed fjernet fra atmosfæren. Derudover vil planterne optage CO2 gennem deres fotosyntese og indbygge det i organisk materiale.

Selvom processerne også går den anden vej, fx ved vulkanudbrud, ville nettoeffekten uden menneskets afbrænding af fossile brændsler være, at CO2-indholdet i atmosfæren på lang sigt faldt til tæt på nul.

Gennem de seneste 542 mio. år er atmosfærens CO2-indhold således på naturlig vis blevet reduceret til en tyvendedel. Men i løbet af blot 500 år, fra 1800 til 2300, vil mennesket tidoble CO2-niveauet, hvis vi blot fortsætter med at udlede CO2 som hidtil. Konsekvensen af en så hurtig ændring er helt uforudsigelig.

Det eneste sikre er, at den bliver dramatisk. I devonperioden for 375 millioner år siden var CO2-niveauet fx oppe på 4000 ppm, og ifølge en teori satte CO2-mængden så meget gang i algevæksten i havene, at mange dyrearter uddøde på grund af iltsvind.

Stor havstigning skabte nye arter

Havniveauet har fulgt nogenlunde samme faldende mønster som CO2-niveauet gennem de seneste 542 millioner år, men tidsforskudt med 50-100 mio. år. Begge er lige nu historisk lave, men stærkt stigende. Havniveauet afhænger ikke kun af CO2-mængden, men også af undergrunden, der ændrer sig med kontinentalpladernes bevægelser.

Under den geologiske periode ordovicium for omkring 460 millioner år siden havde Jorden den højeste vandstand nogensinde. Havet stod 400 m højere end i dag, men det var langtfra nogen katastrofe for livet. Tværtimod.

Den høje vandstand betød, at der opstod mange indsøer, og det skabte en mangfoldighed af økologiske nicher, hvor dyre- og plantelivet kunne udvikle sig. Sammen med et gunstigt klima betød det en eksplosion i artsdannelsen. Mosdyr, søpindsvin og koraller var blandt de nye dyregrupper, der opstod, mens plankton blomstrede op i vandet og gav føde til andre dyr.

Prøv selv at få vandet til at stige

Også under den seneste kraftige havstigning, i mellemistiden for 125.000 år siden, klarede livet, inklusive den tids jæger­-samlere, sig fint. Selvom havet steg seks-ni meter, fulgte dyr og mennesker blot med vandet ind i landet.

Hvis noget lignende sker i løbet af de næste par århundreder, vil det være anderledes kritisk for vores storbyer og fødevareproduktion, der ikke uden videre kan flyttes. En stigning i det globale havniveau på fire meter ville fx lægge store dele af det centrale London under vand. Men for livet som sådan behøver selv store klimaændringer ikke at udløse en massedød.