Både istider og varmeperioder kommer og går i regelmæssige intervaller.
Nu viser ny forskning med blandt andet forskere fra Syddansk Universitet og Københavns Universitet, at disse klimacyklusser langt fra er et 'moderne' fænomen.
Faktisk har de eksisteret i i hvert fald 1,4 milliard år og sikkert lige så længe, som Jorden har roteret om Solen – 4,5 milliard år.
»Det har været antagelsen, at disse kræfter har eksisteret langt tilbage i Jordens fortid, men man ved det jo reelt set ikke, før man har bevist det. Det har vi nu gjort, hvilket er ret spektakulært. Samtidig kan vi se, hvordan klimaet ændrede sig i en periode i Jordens historie, som vi ved meget lidt om,« fortæller centerleder for Center for Jordens Udvikling ved Syddansk Universitet, professor Donald Eugene Canfield.
Det nye studie er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PNAS.
Kaster lys over Jordens historie
Ifølge Donald Eugene Canfield kan studiet bruges til at blive klogere på fortidens klima og forstå, hvordan klimaforandringer før i tiden har haft en indflydelse på Jordens geologi og derfor også biologi.
Forskeren pointerer, at studiet til gengæld ikke kan bruges til særlig meget i forhold til at forstå nutidens menneskeskabte klimaforandringer.
»Det er ikke så relevant i forhold til nutidens klimadebat, som det er relevant i forhold til at forstå, hvordan klimaet har udviklet sig henover Jordens geologiske historie,« siger Donald Eugene Canfield.
Et af de store spørgsmål vedrørende fortidens klima er, hvorfor istider er opstået i nogle geologiske perioder og ikke i andre.
Her kan en forståelse af de cykliske klimaforandringers fortid være med til at give en afklaring.
Blandt andet kan forskerne nu se, at de samme Milankovitch-cyklusser (se faktaboks), som har været medvirkende til dannelsen af istiderne de seneste én million år, ikke skabte istider for 1,4 milliard år siden.
»Jordens klimahistorie er kompleks, og vores forskning er et bidrag til at danne det samlede billede af de kræfter, som har spillet ind i denne fortid. Bidraget er, at vi kan vise, at Milankovitch-cyklusserne formentlig altid har eksisteret og påvirket klimaet, men at de trods alt ikke har skabt istider altid. Det må så være i samspil med andre faktorer, at det sker,« siger Donald Eugene Canfield.
LÆS OGSÅ: Hvornår kommer den næste istid?
Klimaet gemt i kinesiske bjerge
I studiet har forskerne brugt Xiamaling-formationerne (klippeformationer) i det nordlige Kina til at finde ud af, om eventuelle Milankovitch-cyklusser har ændret på vindhastigheder og havenes cirkulation på Jorden for 1,4 milliard år siden.
Da Xiamaling-formationerne blev dannet, skete det ved, at forskellige mineraler og organisk materiale dannede en lagdelt havbund, der over millioner af år endte med at blive til klipperne, der udgør Xiamaling.
\ Fakta
Milankovitch-cyklusser er cykliske svingninger i Indstrålingen af sollys på Jorden, hvilket skaber cykliske klimaforandringer over årtusinder. De seneste én million år har det blandt andet givet istider med 100.000 års mellemrum og den nuværende varmeperiode, der har varet 11.000 år. Milankovitch-cyklusser opstår på baggrund af tre forskellige måder, som Solens indstråling på Jordens nordlige halvkugle ændrer sig over tid. 1. Jordes bane omkring Solen holder ikke altid den samme ellipseformede bane. Nogle gange er Jordens bane tættere på Solen, mens den andre gange er længere væk. Denne bane skaber en cyklus på 100.000 år og en cyklus på 400.000 år. 2. Jordens akse har en hældning, der ændrer sig i forhold til Solen. Hældningen er dog ikke konstant, men svinger mellem 22 og 24 grader. Jo større hældningen er, des større er forskellen på sommer og vinter. Denne cyklus varer 40.000 år. 3. Jorden drejer rundt om sin egen akse. Det giver dag og nat. På grund af Jordens elliptiske bane og hældningen i forhold til Solen opstår en cyklus på 20.000 år, hvor der er forskel på, om Jorden er tættest på Solen om sommeren eller vinteren. Disse tre cyklusser skaber samlet nogle svingninger i klimaet, som henover de seneste 100.000 år er resulteret i blandt andet i istider. Milankovitch-cyklusserne har også indflydelse på regnmængder, vindhastigheder og cirkulationen af vand i verdenshavene. Forskere har længe debatteret, hvilket Milankovitch-cyklusser der har den største indflydelse på klimaet. Nogle mener, at de korte cyklusser har den største indvirkning, mens andre mener, at de lange cyklusser har den største indvirkning.
Ved at datere de enkelte lag i klipperne og studere deres indhold af mineraler og organisk materiale, kunne forskere slå fast, at der allerede for 1,4 milliard år siden var fluktuationer i klimaet, der modsvarer de Milankovitch-cyklusser, som vi ser i dag.
Forskerne fandt således klimasvingninger med en frekvens på 12.000 til 16.000 år, 20.000 til 30.000 år og klimasvingninger med en frekvens på 100.000 år.
Svingningerne modsvarer ifølge Donald Eugene Canfield nutidens svingninger, der er på henholdsvis 20.000, 40.000 og 100.000 år.
»Vi kan se, at frekvenserne var kortere i fortiden, end Milankovitch-cyklusserne er i dag. Det skyldes nok, at Månen var tættere på Jorden den gang,« siger Donald Eugene Canfield, der også fortæller, at det er særdeles usædvanligt at finde klipper, som på den måde tillader forskerne at se beviser for klimaforandringer for så lang tid siden
Kollega vil se flere beviser
Lektor Peter Ditlevsen fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet har læst det nye studie, og han synes, at det er interessant, at forskerne har fundet tilsyneladende beviser for Milankovitch-cyklusser for 1,4 milliard år siden.
Han har dog også sine forbehold.
»Det er interessant, at forskerne kan se disse cykliske begivenheder for så langt tilbage i tiden. Det skal dog også siges, at når man kigger så lang tid tilbage, bliver resultatet behæftet med en vis usikkerhed. Dels er det vanskeligt at sige, hvad perioderne i Jordens bane om Solen var så langt tilbage i tiden. Dels er klimaet afhængighed af Milankovitch-cyklusserne meget kompliceret. Derfor synes jeg, at det er yderst interessante resultater, hvis man med præcis datering kan afgøre, med hvilken periodicitet klimaet har ændret sig så langt tilbage i tiden,« siger Peter Ditlevsen.
Peter Ditlevsen fortæller også, at han dog gerne vil have mere stålfaste beviser, da resultatet falder ned i en igangværende debat, hvor forskere gennem mange år har diskuteret, hvilke af Milankovitch-cyklusserne der har den største indflydelse på klimaet, herunder istiderne.
Mere vind gav oprørte have
I deres undersøgelser har forskerne blandt andet kigget på indholdet af organisk materiale i de forskellige lag i klipperne. De har også kigget på indholdet af grundstoffet zirkonium i forhold til aluminium i mineralerne, der udgør klipperne.
Ved at se på mængden af organisk materiale kunne forskerne afgøre, at vindene havde været kraftigere i nogle årtusinder end andre.
Mere vind leder til mere cirkulation i havene, hvilket igen leder til en større mængde alger i vandet. Når disse alger falder til bunds, bliver de en del af sedimentet, der over tid bliver til klipper.
Det betyder, at des mere organisk materiale forskerne fandt i lagene i klipperne, jo mere vind havde der været i den periode, hvor lagene blev dannet.
Forholdet mellem zirkonium og aluminium understøttede denne konklusion, idet zirkonium primært findes i tunge mineraler, der kræver mere vind at flytte rundt på.
Derfor var en øget mængde zirkonium i forhold til aluminium også et tegn på, at der havde været meget vind.
»I nogle perioder var indholdet af organisk materiale højere end andre, og vi så også konstante svingninger i forholdet mellem zirkonium og aluminium. På den måde kunne vi finde beviserne for eksistensen af disse fluktuationer, som modsvarer Milankovitch-cyklusser, hvilket er første gang, at de er vist for så lang tid tilbage i tiden,« forklarer Donald Eugene Canfield.
