Havet driver klimaforandringen
Danske forskere dokumenterer, at klimaforandringer kan spores i havet flere hundrede år før, de kan spores i atmosfæren.

Ved at måle forekomsten af kiselalger i jordprøver fra den seneste istid, kunne forskerne rekonstruere en detaljeret tidslinje over klimaets udvikling. (Foto: Christof Pearce)

Havet er bedre til at forudsige forandringer i klimaet, end man tidligere har troet.

I hvert fald hvis man skal tro forskningsresultaterne fra samarbejdet mellem et forskerhold fra Aarhus Universitet og forskere fra Danmark og Grønlands Geologiske Undersøgelser (GEUS).

»Tidligere troede man, at atmosfæren reagerede hurtigere på klimaforandringer end havet gjorde,« siger professor Marit-Solveig Seidenkrantz, Institut for Geoscience ved Aarhus Universitet, der er leder af projektet og medforfatter på studiet.

»Men vores resultater viser, at havet ændrer sig flere hundrede år, før forandringen finder sted i atmosfæren, og det indikerer, at havet er betydeligt mere følsomt over for klimaforandringer end hidtil antaget,« siger hun. 

Jordprøver sladrer om 3.000 års klimaforandringer

Forskerne var særligt interesserede i perioden mellem 11.000 og 12.000 år siden, hvor overgangen mellem den seneste istid og den nuværende mellemistid fandt sted.

For at undersøge den periode, har de i den seneste tid har sejlet op og ned af Canadas østkyst for at indsamle jordprøver og fossile alger fra havbunden.

Her tog de en fem meter lang boreprøve fra 239 meters dybde i havet ud for halvøen Newfoundlands kyst.

»Jordprøven udgør 3.000 års klimaudvikling,« siger Christof Pearce, ph.d-studerende og førsteforfatter på den videnskabelige artikel over studiet, som netop er publiceret i Nature Communications.

»Hver centimeter repræsenterer en periode omkring seks år, så hvis du tager prøver fra hver centimeter, kan du rekonstruere klimaet på en meget præcis skala,« siger han.

Fossile alger gemmer vandets historie

Ved kulstof-14 datering og geokemiske samt palæontologiske undersøgelser, kunne forskerne rekonstruere 3.000 års klimahistorie ved at se på noget så uskyldigt som forstenede alger i jordprøven.

Fakta

Vandet omkring den canadiske halvø Newfoundland er mødestedet for to af Jordens vigtigste havstrømme: den kolde Labradorstrøm fra nord og sydens varme Golfstrøm.

De to havstrømme er en væsentlig komponent i ”Grønlandspumpen”, der er essentiel for havets evne til at optage kulstof fra atmosfæren.

Når kolde og varme havstrømme i verdenshavene flytter sig, sker der en stigning eller et fald i vandets temperatur.

Den temperaturændring er med til at drive forandringen i atmosfæren.

»Et gram sediment kan indeholde millioner af fossile alger, og hver af disse har en lille historie at fortælle om, hvor de levede, og hvilket klima de levede i,« siger Christof Pearce.

Algefossilerne indeholdt to arter af familien kiselalger, som var særligt interessante for forskerne.

De forekommer kun i henholdsvis koldt og varmt vand, og sammen med kulstof-14 dateringen gjorde den viden forskerne i stand til at aflæse udviklingen i havets temperatur i slutningen af istiden med stor tidsmæssig præcision.

Forandringer i havet ændrer atmosfæren

Samtidig danner nogle kiselalger en særlig organisk forbindelse, når der er havis i vandet, og ved at undersøge forekomsten af den forbindelse i algerne, kunne forskerne følge havisens tilbagetrækning i overgangen mellem istid og mellemistid.

»Noget af det, vi kan se, er, at mængden af koldt vand var større under istiden. Men så aftog det kolde vand, Golfstrømmen blev kraftigere, og så forsvandt havisen hurtigt,« siger Marit-Solveig Seidenkrantz.

I en periode over 50 år i slutningen af den seneste istid steg temperaturen med ti grader celsius, og begyndelsen af den voldsomme klimaforandring kunne forskerne spore i havet flere hundrede år, før den samme forandring kan aflæses i boreprøver fra indlandsisen.

Havet ændrede sig altså før atmosfæren, og derfor mener de aarhusianske forskere at have en stærk indikation for, at havet driver forandringer i klimaet – i hvert fald før atmosfæren gør det.

Klimaforskerne lærer af fortiden

Overgangen mellem den seneste istid til mellemistiden er den største klimaforandring i nyere tid, og derfor er den en vigtig periode for forskerne at undersøge hvis de vil forstå, hvad der driver de store forandringer.

Først inden for de seneste halvandet hundrede år er man begyndt at registrere forandringerne i temperaturen, og mængden af havis er man først begyndt at kunne måle, efter satellitopsendelser tilbage i 1970’erne gjorde det muligt at følge udviklingen.

»Hvis vi vil forstå klimaets historie, er vi nødt til at se på Jordens historie. Kun derigennem lærer vi noget om, hvad der forårsager de her ændringer,« siger hun.

Viden om havstrømme kan give bedre klimamodeller

I undersøgelsen var forskerne særligt interesserede i forskellige kiselalger, som kun forekommer i havis eller omkring koldt eller varmt vand. Ph.d.-studerende Christof Pierce (billedet) forklarer, at den type alger fungerer som en slags båndoptager af deres omgivelser, og det gør dem perfekte til at dokumentere klimaforandringer.
(Foto: Christof Pearce)

Marit-Solveig Seidenkrantz mener, at de nye resultater gør det nødvendigt at omskrive de nuværende klimamodeller, som man bruger til at forudsige vejrsystemets opførsel.

»Fremover skal man måske i endnu højere grad se på, hvad der sker i havet, fordi ændringer i havet har stor betydning for det overordnede klima,« siger hun.

Men det vil tage tid, erkender hun, for arbejdet med klimamodeller er stort og kompliceret.

I mellemtiden vil de aarhusianske forskere fortsætte deres undersøgelser og indsamle mere viden om klimaet fra havet.

»Ved at se på, hvordan systemet har fungeret gennem tiden, kan vi forstå de her sammenhænge og bruge dem til at sige, hvad der vil ske i fremtiden,« siger Marit-Solveig Seidenkrantz.

»Vi vil bedre kunne forklare, hvis der er tørke nogle steder og oversvømmelser andre steder, for det hele hænger sammen som en del af klimasystemet,« siger hun.

Intet nyt om klimaet fra havfronten

På den anden side af Storebælt vækker de aarhusianske forskningsresultater ikke den store opstand.

»Der ikke noget nyt i, at klimaforandringer kan måles i havet før atmosfæren«, siger professor Eigil Kaas, Institut for Klima- og Geofysik ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet.

Eigil Kaas har ikke været tilknyttet forskningsprojektet, men har læst den videnskabelige artikel.

»Klimamodellerne har aldrig været bygget på en tese om, at variationerne kom fra atmosfæren først,« siger han.

Fakta

Kiselalger er phytoplankton og forekommer overalt på Jorden.

Phytoplankton får energi fra fotosyntese og er ligesom planter med til at omsætte karbondioxid til ilt.

I de senere år er mængden af phytoplankton i verdenshavene faldet -- formentlig på grund den globale opvarmning.

Ifølge Eigil Kaas er de processer i verdenshavene, som forskerne fra Aarhus beskriver, allerede medregnet i moderne klimamodeller, men han understreger, at de aarhusianske resultater er meget vigtige, for ved hjælp af dem kan modellerne gøres mere præcise.

»Hvis man kender oceanets tilstand godt, så vil det kunne give en vis forudsigelighed for, hvordan klimaet vil ændre sig i de næste årtier,« siger han, men understreger at perioden mellem istiden og mellemistiden, som studiet har undersøgt, ikke kan overføres direkte til vores tid.

»Det, der skete i Yngre Dryas (slutningen af seneste istid, red.), var under et helt andet klima og under helt andre betingelser, så den udvikling kan ikke bruges som en analog til global opvarmning,« siger han.

Fortidens klima skal give bedre vejrudsigt

Christof Pearce fra Aarhus Universitet er enig i, at deres resultater ikke kan bruges til at forudsige nutidens klimaforandringer.

»Vi studerede den pludselige temperaturstigning mellem istid og ikke-istid, og det er ikke noget, vi forventer, vil ske igen foreløbigt,« siger han.

Til gengæld mener han, at deres resultater er vigtige for at udvikle og forbedre klimamodellerne, som man bruger til at forudsige fremtidens klima med.

Teoretiske klimaforskere, der arbejder med klimamodeller, kan bruge resultaterne fra jordprøven fra Newfoundland til at teste deres beregninger mod.

Hvis modellen passer med fortiden, er der god chance for, at den passer godt med fremtiden også, siger Christof Pearce.

»Alle de her små studier er blot brikker i et større puslespil, der handler om at forstå mekanismerne bag klimaforandringer,« siger Christof Pearce.

Muligvis har de lagt en af brikkerne på plads, ved at finde beviset for, at klimaforandringer finder sted i havet flere hundrede af år, før de viser sig i atmosfæren, men derfor er der stadig mange spørgsmål tilbage, som kræver svar.

»For hvem ved, hvad der mon driver forandringerne i havene,« slutter Christof Pearce.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.