Fortiden afslører klimaets fremtid

Temperaturen buldrer opad, CO2’en hober sig op i atmosfæren, og havene truer med at skylle ind over storbyerne. Jordens klima er under forvandling – igen. I løbet af historien har kloden oplevet flere klimakriser. Nu bruger forskerne fortiden som en krystalkugle, der kan vise vores egen klimafremtid.

Claus Lunau

Lige nu befinder Jordens klima sig bogstavelig talt på nulpunktet. Selvom udledningen af CO2, temperaturen og havniveauet stiger med foruroligende hast, er alle tre faktorer faktisk på noget nær det laveste niveau i 600 millioner år.

Alligevel står vi i en klimakrise, for aldrig har de tre faktorer fulgt hinanden så tæt og nået bunden på samme tid. Det store spørgsmål er nu, hvad der sker, når det går den anden vej.

De fleste forskere er enige om, at de klimaforandringer, vi oplever, udspringer fra en voldsom stigning i atmosfærens indhold af CO2, som hæver temperaturen og får polerne til at smelte og havene til at stige. Det vil vende op og ned på livsbetingelserne for dyre- og plantelivet – og dermed også vores fødegrundlag – og oversvømme storbyer, så millioner af mennesker bliver hjemløse.

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.

For 250 mio. år siden: Temperaturstigning gav livet åndenød

96 pct. af alle dyrearter i havet blev udslettet, da Jordens temperatur på kort tid steg med over ti grader. Årsagen er ukendt – måske vulkanudbrud eller meteornedslag – og forskerne har været usikre på, om det var varmen i sig selv eller dens afledte effekter, der gjorde kloden ubeboelig. Nu viser en ny computersimulering, at opvarmningen af havet skabte massivt iltsvind, som tilsyneladende kvalte livet. Varmt vand rummer mindre ilt end koldt. Samtidig forhøjede varmen dyrenes stofskifte, så de havde brug for mere ilt.

Ækvator klarede sig

Ved ækvator overlevede flere arter, fordi dyrene her allerede var tilpasset et miljø med varmt og iltfattigt vand.

Polerne uddøde

Ved polerne uddøde flest arter, fordi dyrene havde svært ved at omstille sig til det varme vand med lavere iltindhold.

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.

Opvarmning af havet skaber iltsvind, der i værste fald kvæler en stor del af livet.

© ImageSelect

I dag: Havtemperaturen kan stige med 10 grader

Hvis vores udledning af CO2 fortsætter på samme niveau, kan temperaturen i havet stige med ti grader inden år 2300 og altså nå samme niveau som ved perm-trias-katastrofen. Geologien er ganske vist anderledes end for 252 mio. år siden, men ifølge forskerne bag den nye computersimulering vil klimaforholdene i år 2300 leve op til 35-50 pct. af betingelserne for at kunne udløse en global massedød i samme skala.

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.

Vidste du, at Jordens temperatur er svinget mellem varme perioder på over 24 grader og kolde perioder på under 15 grader fire gange i de seneste 542 mio. år?

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.

Dyrene tilpassede sig varmen i PETM-perioden ved at skrumpe. Hestens stamfar opstod i perioden og var på størrelse med en kat.

© Danielle Byerley/UFL & Shutterstock

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.

For 375 millioner år siden: Kraftig plantevækst var gift for dyrelivet

Planter bruger CO2 til deres fotosyntese, og med et CO2-niveau på det tidobbelte af i dag var vækstbetingelserne usædvanlig gode i perioden devon. På samme tid blev kloden ramt af en masseuddøen, hvor 70 pct. af alle arter forsvandt. Vulkanudbrud og meteornedslag har fået skylden, men en alternativ teori peger på planterne.

Shutterstock & Oliver Larsen

1. Plantelivet bredte sig

Luftens høje indhold af CO2 hjalp planterne med for alvor at etablere sig på landjorden for omkring 370 mio. år siden.

Shutterstock & Oliver Larsen

2. De første træer sprængte klipperne

Lave buske udviklede sig til træernes forfader, Archaeopteris. Træerne borede sig dybt ned i sprækker og hulrum og sprængte klipperne med deres kraftige rødder.

3. Næringsstoffer løb ud i vandet

CO2 fra luften blev opløst i vand og dannede kulsyre, som trængte ned i revnerne og fik de hårde sten til at forvitre. Det frigjorde næringsstoffer, der blev vasket ud i have, søer og vandløb.

4. Algevækst skabte iltsvind

Næringsstofferne fik algerne til at blomstre op. Efter deres død sank de ned på bunden, hvor de blev nedbrudt af iltforbrugende bakterier.

5. Livet i havet blev kvalt

Bakteriernes forbrug af ilt skabte iltsvind, der kvalte dyrelivet.

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.

Det forhøjede CO2-niveau i atmosfæren har fået planterne til at brede sig.

© Shutterstock

I dag: Planterne har fået vokseværk

Satellitovervågning viser, at Jordens vegetation er blevet tættere siden 1982. 70 pct. af stigningen skyldes CO2-niveauet. Globalt er planternes fotosyntese steget 33 pct. i de sidste hundrede år på grund af stigningen i CO2. Flere undersøgelser viser, at det højere CO2-niveau får mikroskopiske alger, fytoplankton, til at brede sig i have og søer med risiko for iltsvind – men væksten modvirkes delvist af den højere temperatur.

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.

Vidste du, at atmosfærens CO2-niveau toppede på et niveau, der var 17 gange så højt som nu, for 540 mio. år siden? Samtidig eksploderede antallet af arter.

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.

For 125.000 år siden: Havstigning stammede fra tre kilder

Den sidste mellemistid var ikke så meget varmere end nu. Alligevel steg havet til et niveau, der var 6-9 m højere end i dag. Nye analyser af sedimenter i en iskerne fra Grønland tyder på, at indlandsisen og vandets varmeudvidelse højst bidrog med 3 m, og derfor mener forskere nu, at varmen må have smeltet en del af Antarktis.

1. Antarktis smeltede: 3-5 meter

Ny forskning tyder på, at den vestlige del af Antarktis smeltede og leverede det største bidrag til havstigningen i den sidste mellemistid.

2. Arktis smeltede: 2-3 meter

En stor del af Grønlands indlandsis og de canadiske ismasser omkring Nordpolen smeltede, og smeltevandet fik havet til at stige.

3. Vandet udvidede sig: 1 meter

Vand udvider sig, når det varmes op. Temperaturen i eem bidrog til havstigningen.

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.

I dag: Ustabilt klima svækker havstrøm

Selv mindre stigninger i temperaturen kan få stor betydning, fordi klimaet bliver ustabilt. Fx ændrede årstiderne sig dramatisk i det nordlige Finland i den sidste mellemistid med koldere somre og varmere vintre. En stigende havtemperatur truer ikke blot mange af nutidens storbyer med oversvømmelse. Forskere frygter også, at det svækker Golfstrømmen og gør klimaet i landene omkring Atlanterhavet væsentlig koldere.

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.

Vidste du, at havniveauet i dag er noget nær det laveste i Jordens historie? Havet toppede på et niveau 400 m højere end nu for 460 mio. år siden.

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.

Skandinavien var en ø i sidste mellemistid, Eem, for 125.000 år siden. Den gule linje viser den nuværende kystlinje.

© ROMAN UCHYTEL/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Læs også:

Klimaforandringer

Kunstig intelligens afslører fremtidens klima

11 minutter
Klima
Klimaforandringer

Beregner: Sådan bliver fremtidens klima

3 minutter
Earth in snowball phase
Klimaforandringer

Hvad stabiliserer klimaet?

1 minut

Log ind

Fejl: Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!