Tilbage i 1980’erne var der en udpræget bekymring for, at Jorden var på vej ind i en ny istid.
\ Historien kort
- En mellemistid, som vi lever i nu, varer omkring 10.000 år. Den nuværende mellemistid har dog varet 11.700 år.
- Jordbanens form samt jordaksens hældning og retning har alle indflydelse på, hvornår en ny istid vil finde sted.
- På grund af Jordens nuværende cirkulære bane om Solen vil en ny istid tidligst opstå om 20.000 år.
I dag taler vi slet ikke om dette.
Skyldes det, at vi er blevet så bekymrede over de igangværende menneskeskabte klimaforandringer, at vi helt har glemt risikoen for en ny istid, eller kan vi rent faktisk afblæse bekymringen?
Det korte svar er, at det kan vi godt.
Forklaringen på, hvorfor vi kan, kræver, at vi forstår, hvad der indvirker på Jordens klima. Den forklaring kommer her.
\ Læs mere
Milankovitch-teorien som beregner
Gennem de sidste cirka 2,6 millioner år har Jorden gennemlevet vekslende kolde og varme perioder, de såkaldte istider og mellemistider. Under mellemistider, som den vi lever i nu, vil man kun finde gletsjere nær polerne, i dag primært i Grønland og på Antarktis.
Under istider vil disse gletsjere brede sig, specielt på den nordlige halvkugle, således at store landområder dækkes af kilometertyk is.
Der har gennem de sidste millioner år været så mange som 40 istider adskilt af lige så mange mellemistider. Under disse istider har isen bredt sig ud over store dele af den nordlige halvkugle.
Ændringer i klimaet fra istid til mellemistid tilskrives i høj grad ændringer i indstrålingen fra Solen forårsaget af variationer i jordaksens hældning og retning samt Jordens bane omkring Solen (se figur 1), som skyldes påvirkninger (tyngdekraften) fra solsystemets andre planeter.
Dette kaldes Milankovitch-teorien efter den serbiske astronom Milutin Milankovitch. Solens indstråling kan beregnes både for fortid og fremtid, og derfor kan vi også beregne, om og hvornår en ny istid vil begynde.
\ Læs mere
Jordaksens hældning kan variere
Det er hældningen på Jordens omdrejningsakse, som forårsager årstiderne; vi har sommer på den nordlige halvkugle, når vi peger ind mod Solen, og vinter, når vi peger væk. Derfor er årstiderne også modsatrettede på den sydlige halvkugle.
Hvis Jordens akse ikke hældte, var der næsten ingen variation mellem årstiderne. En større vinkel på aksehældningen giver varmere somre og koldere vintre både på den nordlige og sydlige halvkugle, mens indstrålingen på høje breddegrader (ved polerne) øges i forhold til indstrålingen på lave breddegrader (ved ækvator).
Hældningen er dog ikke konstant over tid. I dag er hældningen cirka 23,5 grader, men den kan variere mellem cirka 21,5 og 24,5 grader.
Ved en større hældning vil polområderne pege mere direkte mod solen om sommeren (væk om vinteren), og mængden af sollys, der rammer om sommeren, vil være højere (lavere om vinteren).
Dette giver større årstidsvariationer med varmere somre og koldere vintre. Variationerne i jordaksens hældning følger en fast rytme (cyklicitet) på 41.000 år.
\ Læs mere
Jordbanens form er ikke konstant
Jordens bane omkring Solen danner som bekendt en ellipse, men formen af denne ellipse varierer gennem tiden fra næsten cirkelformet til en noget fladere ellipse.
Ellipsens form varierer med cykliciteter på cirka 100.000 og 400.000 år (se Figur 1 og 2). I dag er der cirka 3 procent forskel i afstand fra Jorden til Solen mellem den tætteste og den fjerneste position.
Jorden befinder sig tættest på Solen 3. januar, altså tæt på den nordlige halvkugles vintersolhverv (21. december). Det betyder, at både vintrene på den nordlige halvkugle og somrene på den sydlige halvkugle er lidt varmere, end de ville have været, hvis jordens bane havde beskrevet en perfekt cirkel.
Da jorden er længst væk fra solen 4. juli, nær sommersolhverv (21. juni), er somrene på den nordlige halvkugle og vintrene på den sydlige halvkugle tilsvarende lidt koldere.
Dette giver i dag lidt mindre årstidsforskel på den nordlige end den sydlige halvkugle, da den nordlige halvkugle rammes af mindre sollys om sommeren og mere om vinteren end de tilsvarende årstider på den sydlige halvkugle.
Effekten af Jordens elliptiske bane på årstiderne er dog ret lille, idet den kun forstærker eller formindsker solindstrålingen med få procent. Den største betydning af jordbanens form ligger i dens indvirken på den såkaldte præcession, der forklares nærmere nedenfor, idet præcessionen har større betydning, når jordbanen er mere elliptisk.
\ Læs mere
Jordaksens retning har betydning for årstiderne
I løbet af året peger jordaksen altid samme retning i verdensrummet. Men over tid drejer jordaksen sig ganske langsomt ligesom en snurretop. Samtidig drejer også længderetningen for Jordens bane omkring Solen sig i rummet.
Den samlede effekt af disse to bevægelser kaldes præcessionen. Præcessionen har stor betydning for årstiderne, idet den bevirker, at Jordens placering i forhold til Solen på forskellige årstider flytter sig over tid: Da Jorden i dag er nærmest Solen 3. januar, giver det mindre årstidsvariationer på den nordlige end på den sydlige halvkugle.
For 11.500 år siden var det dog modsat, idet Jorden lå tættest på Solen i juni-juli og længst væk fra Solen i december-januar, hvorfor årstidsvariationerne dengang var kraftigere på den nordlige halvkugle; det vil sige, at somrene var varmere og vintrene koldere.
Præcessionen varierer med frekvenser på 23.000 og 19.000 år, i gennemsnit 21.700 år. Den har størst direkte betydning på lave breddegrader, hvor Solens indstråling er størst.
Præcessionen er desuden vigtigst, når jordbanen er mere elliptisk, idet en elliptisk bane forstærker årstidsvariationen, mens en mere cirkulær bane, hvor der kun er lille forskel på afstanden til solen gennem året, vil mindske præcessionens betydning.
Jordbanens form danner sammen med jordaksens retning og hældning mønstret for solindstrålingen.
Indstråling bestemmer iskappers størrelse
Ændringer i Solens indstråling vil variere mellem breddegrader samt over året. På trods af effekten fra de mekanismer, der er beskrevet ovenfor, vil den mængde solenergi, der rammer Jordens atmosfære som helhed, være næsten konstant over tid.
Når mindre energi rammer den nordlige halvkugle, vil mere ramme den sydlige og omvendt. Hvis den gennemsnitlige indstråling om sommeren falder på et givet sted, vil den stige om vinteren. Milankovitch-teoriens mekanismer betyder udelukkende, at Solens energi fordeles forskelligt på Jorden over tid.
Det kan derfor undre, at Solens indstråling har så stor betydning for klimaet. Det skyldes, at det er meget afgørende, hvor og hvornår den maksimale solindstråling falder.
Solens indstråling på den nordlige halvkugle er vigtigst, da de landmasser, hvor isen kan brede sig, ligger på den nordlige halvkugle, mens landmasserne på den sydlige halvkugle primært ligger i varmere områder nær ækvator (på nær Antarktis, som allerede er isdækket).
Det er således den nordlige havkugle, som primært styrer forekomsten af istider.
Iskapper starter med at blive opbygget på den nordlige halvkugle omkring 65° nordlig breddegrad (byer som Nuuk, Reykavik og Umeå ligger alle på 64-65 n. br.), da der her er koldt nok til, at isen ikke smelter, men samtidig ikke så koldt, at luften bliver for tør til, at der kan falde nedbør (sne).
Samtidig er det sommertemperaturen, der bestemmer, om der kan dannes iskapper, da det er sommerens varme, der afgør, om vinterens sne vil smelte bort. Det har derfor vist sig, at det er den mængde sollys, der rammer Jorden på 65° nordlig breddegrad om sommeren (juni-juli), der er afgørende for, om vi har istid eller mellemistid.
Hvor tit kommer der istider?
Når man ser på, hvor tit istider og mellemistider afløser hinanden, viser der sig et mønster, hvor en istid og en mellemistid tilsammen varer cirka 100.000 år. Deraf udgør istiden de cirka 80-90.000 år og mellemistiden 12-15.000 år.
Dette mønster har eksisteret over de sidste 700.000 år (Figur 3). Over disse år har iskapperne under istiderne været meget store.
Da isens hvide farve kaster sollys tilbage, vil meget af solens energi også blive reflekteret væk fra Jorden. Derfor kræver det meget kraftig solindstråling (høj varmetilførsel) for at smelte isen.
Så kraftig solindstråling har vi kun haft, når alle tre Milankovitch-mekanismer (jordbanens form, jordaksens hældning og præcessionen) alle har arbejdet sammen for at øge solens indstråling om sommeren på den nordlige halvkugle. Derfor har istid-mellemistidscyklussen fulgt de cirka 100.000 år.
I perioden for mellem 700.000-900.000 år siden var der intet klart mønster i variationerne mellem istider og mellemistider. Men for mere end 900.000 år siden (tilbage til 2,6 millioner år før nu) varede en istid-mellemistidscyklus kun cirka 41.000 år (Figur 3).
Dengang var jordens klima lidt varmere end i dag, og iskapperne kunne ikke vokse sig så store under istider som senere. Derfor smeltede iskapperne også lettere, og også mindre øgninger i solindstrålingen kunne lede til en mellemistid.
Skiftene mellem istid og mellemistid fulgte således hældningens 41.000 års cyklus.
\ Læs mere
Hvornår kommer den næste istid?
Skift mellem istider og mellemistider har således været en del af Jordens normale cyklus gennem de sidste 2,6 millioner år. Det eneste, der kan forhindre en ny istid i fremtiden, er, hvis udledningen af drivhusgasser bliver så stor, at vi får et så varmt klima på Jorden, at istider ikke er mulige – ligesom Jorden oplevede for mange millioner år siden.
Gennem de sidste 700.000 år har istider normalt varet 80-90.000 år, mens mellemistid oftest kun varer 12-15.000 år. Vores nuværende mellemistid startede for cirka 11.700 år siden; betyder det så, at vi er på vej ind i en ny istid?
Svaret er nej. I øjeblikket er Jordens bane tæt på cirkulær, således at afstanden mellem Solen og Jorden kun varierer forholdsvist lidt over året. Selvom der som tidligere nævnt er en forskel på 3 procent, er det lidt i forhold til tidligere perioder i Jordens historie.
Da afstanden mellem Solen og Jorden således ikke varierer så meget mellem sommer og vinter, er det også mindre vigtigt, om Jorden er tættere på Solen, når det er sommer på den nordlige halvkugle. Det betyder, at præcessionen, som bestemmer Jordens placering på banen til forskellige årstider, også får mindre indflydelse på klimaet.
For øjeblikket bevæger vi os faktisk mod en mere og mere cirkulær bane, så vi vil opnå en usædvanlig cirkulær bane. Denne meget cirkulære bane vil holde Solens indstråling nogenlunde i ro, således at vi kun vil opleve forholdsvist mindre variationer i indstråling over de kommende mange tusinder af år.
Istid kan tidligst komme om 20.000 år
En cirkulær bane er noget, som kun sker med cirka 400.000 års mellemrum, og det skyldes indflydelse fra 400.000-årscykliciteten i jordbanens form, der modificerer 100.000-årscykliciteten (se figur 3).
\ ForskerZonen
Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.
ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.
Først når jordens bane omkring solen igen bliver mere elliptisk, vil variationerne i solindstrålingen igen blive store nok til, at der kan dannes istider. På grund af effekten fra 400.000-årscykliciteten vil indstrålingen fra Solen på den nordlige halvkugle derfor tidligst være lav nok til at starte en ny istid om 20.000 år, nok først om 40-50.000 år.
Noget lignende skete for cirka 400.000 år siden, hvor mellemistiden dengang varede omkring 40.000 år.
Selvom mellemistider altså normalt varer 12-15.000 år, vil cirka hver fjerde af dem være betydeligt længere. Det er netop dette sidste scenarie, vi gennemlever i dag.
Så selvom næste istid ikke er helt afblæst, behøver vi nok ikke at bekymre os om den lige med det første.
