Um hlýindin fyrir nokkur þúsund árum

Það þykir nokkuð ljóst að fyrir svona 6-9 þúsund árum, skömmu eftir síðasta jökulskeið, var loftslag mjög hlýtt á norðurhveli og reyndar á jörðinni í heild. Þá var enginn Vatnajökull hér hjá okkur og jöklar almennt ekki nema á hæstu fjöllum á Íslandi. Norður-Íshafið hefur þá væntanlega verið alveg íslaust að sumarlagi og Grænlandjökull eitthvað minni. Eftir því sem tíminn leið kólnaði í lofti og stækkuðu þá jöklarnir smám saman en með ýmsum sveiflum þó, norðurhjarinn varð að túndru og hafísinn jókst. Við landnám höfðu stóru jöklarnir hér á landi þegar myndast en voru þó smærri en í dag. Stærstir urðu jöklarnir hér skömmu fyrir aldamótin 1900 eftir að hafa aukist hratt á tímum litlu ísaldarinnar. Síðan þá hefur þróunin heldur betur snúist við, eins og við þekkjum.

En af hverju var svona hlýtt á fyrstu árþúsundunum eftir síðasta stóra jökulskeið? Ekki óku steinaldarmenn um á jeppum og engar voru reikspúandi verksmiðjurnar. Og stóra spurningin: Ef þessi fornu hlýindi voru af náttúrulegum völdum, geta núverandi hlýindi þá ekki verið það einnig?

Til að geta sagt eitthvað um það er alveg bráðnauðsynlegt að taka tillit til breytilegrar afstöðu jarðarinnar gagnvart sólu og þeim sveiflum sem þar eru í gangi. Fyrir það fyrsta þá sveiflast halli jarðar fram og til baka á um 40 þúsund árum frá því að vera mestur um 24,3° og í það að vera minnstur 22°. Nú um stundir er hallinn um 23,5° og fer hægt minnkandi með hverju árþúsundi sem þýðir að jörðin er enn að rétta úr sér. Þetta hefur áhrif á staðsetningu heimskautsbaugsins sem nú liggur um Grímsey. Þegar halli jarðar var meiri fyrir nokkur þúsund árum var heimskautsbaugurinn sunnar með þeim afleiðingum að sumrin voru bjartari hér á landi og skammdegið að sama skapi dimmara - árstíðarmunur þar með meiri. Annar mikilvægur þáttur er pólveltan (skopparakringluáhrif) sem sveiflast einn hring á um 26 þúsund árum og ræður því hvort það er norður- eða suðurhvel sem hallast að sólu þegar jörðin er næst henni. Nú um stundir er jörðin næst sólu um hávetur á norðurhveli og fjærst henni að sumarlagi. Fleiri sveiflur með enn lengri tíðni koma einnig til og flækja málið enn frekar. Þar á meðal 100 þúsund ára sveifla í lögun sporbrautar jarðar en sú tíðni fer nokkuð vel saman við tíðni jökulskeiða. Samanlagt ýmist vinna þessar afstöðusveiflur með eða á móti hverri annarri á langtímaskala með mismunandi sólgeislunaráhrifum á breiddargráður jarðar. (Svakalega ætlar þetta að vera snúið) Þetta leiðir okkur þá að því sem ég ætla að koma að.

Þróun á inngeislun sólar á mismundandi breiddargráðum jarðar
Myndin hér að ofan er fengin úr rannsókn Marcott et al., 2013. og sýnir hvernig inngeislun sólar hefur þróast á mismunandi breiddargráðum jarðar síðustu 11.500 ár. Efsta myndin sýnir þróunina í desembermánuði og virðist þá sólgeislun hafa fara vaxandi með tímanum við miðbaug og á suðurhveli.
Miðjumyndin hefur síðan heilmikið að segja fyrir okkur því greinilegt er að sólgeislun að sumri hefur farið minnkandi á síðustu 8 þúsund árum á norðurhveli. Fyrir 8-10 þúsund árum hefur sólin þá risið heldur hærra sumardögum en hún gerir í dag og næturnar verið enn bjartari - með víðtækum áhrifum á loftslag á norðurslóðum enda vann þessi mikla sumarsól gegn myndun jökla og hafíss sem aftur hafði víðtæk áhrif á loftslag jarðar í heild.

Samanlögð áhrif fyrir jörðina í heild fyrir allt árið eru svo sýnd á neðstu myndinni og þá kemur fram enn eitt mynstrið. Bæði pólasvæðin njóta greinilega talsvert minni sólgeislunar eftir því sem líður á tímabilið en lítilsháttar aukning á sólgeislun er nærri miðbaug með tímanum. Þróunin þar er þó ekki nærri eins afdrifarík og hún er á hæstu og lægstu breiddargráðum.

Það er nokkuð góð sátt meðal vísindamanna um að þessi mikla og aukna inngeislun á norðurhveli að sumarlagi og aukin inngeislun yfir árið í heild á báðum pólum fyrir allt árið, hafi á sínum nægt til að binda enda á síðasta jökulskeið. Mestu ræður að þá fóru nokkuð vel saman, hámarkshalli jarðar og sólnánd að sumarlagi á norðurhveli. Sólgeislunin var raunar það öflug á norðurhveli að sumarlagi fyrir um 10 þúsund árum að ísaldarjöklar hurfu að mestu, fyrir utan Grænlandsjökul. Þróunin hefur síðan þá verið sumarsólinni í óhag á Norðurslóðum. Sú langtímaþróun hefur ekki snúist við og ekkert í henni sem gefur tilefni til þeirrar hnatthlýnunar sem átt hefur sér stað á síðustu 100 árum. Skýringar á þeirri hlýnun þarf því að leita annarstaðar enda um mun styttra tímabil að ræða en þessar þúsunda ára sveiflur gefa tilefni til.

Megin tilgangur rannsóknar Marcotts og félaga sem minnst var á hér að ofan var annars sá að að rannsaka hitaþróun jarðar 11 þúsund ár aftur í tímann, en það er tímabilið frá lokum síðasta jökulskeiðs og kallast Holocene (eða bara nútími). Þetta var gert út frá fjölda gagna og gagnaraða sem fyrir hendi eru, allt frá ískjörnum á hájöklum og niður í setlög regindjúpanna ásamt allskonar lífrænum gögnum. Út úr því kemur blái ferillinn á línuritinu hér að neðan sem sýnir nokkuð samfellda kólnun síðustu 5000 ár, þar til snögghlýnar á ný sem endar á rauðu striki upp í hæstu hitahæðir, en þá hafa beinar hitaskráningar tekið við.

Samkvæmt þessum niðurstöðum og línuritinu er meðalhiti jarðar nú um stundir hærri en hann hefur áður verið frá lokum síðasta jökulskeiðs þrátt fyrir neikvæða langtímaþróun í afstöðu jarðar gagnvart sólu. Það tekur sinn tíma fyrir ís, jökla, sjávarhæð og fleira að bregðast við þessum auknum hlýindum. Jöklar hér á landi eru til dæmis bara rétt farnir að láta á sjá en eiga varla séns til lengri tíma við óbreytt hitastig. Séu þessi núverandi hlýindi að mestu af mannavöldum eru litlar líkur á að þetta snúist við á næstunni, heldur þvert móti, hlýnunin gæti bætt öðru eins við sig og jafnvel gott betur á komandi tímum. Menn geta þó alltaf gert sér vonir um að náttúran sjálf sé eitthvað að leggja til í þessa hlýnun en framhaldið ræðst vissulega af þeirri hlutdeild.

Sjá umfjöllun um þessa rannsókn á Real Climate (The end of Holocene): http://www.realclimate.org/index.php/archives/2013/09/paleoclimate-the-end-of-the-holocene/