Når konsentrasjonen av drivhusgassen CO2 i atmosfæren øker så øker temperaturen, isen smelter og havnivået stiger. Tilsvarende for metan. Kaldere vann absorberer mer CO2. En viktig styringsfaktor i CO2-konsentrasjonen i atmosfære og hav er den terrestre, marine og limniske fotosyntese med CO2 assimilert av enzymet rubisko. Reversering av prosessen med frigivelse av CO2 til luft og vann skjer med oksidasjon, cellerespirasjon av organiske materiale og frigivelse av energi i alt levende. Fotosyntesen er avhengig av temperatur, lys og næring. Isavsmelting gir erosjon og tilførsel av næringssalter til havet. Utslipp av CO2 ved vulkansk aktivitet resulterer i temperaturøkning. Vulkansk aske og kometnedslag kan gi støvskyer som senker temperaturen på Jorden. Vegetasjonen har i tilegg en viktig funksjon i vannsyklus. Vanndamp er også en viktig drivhusgass.
Det har vært minst fem store istider på Jorden. Den første istiden 2.4 – 2.1 milliarder år og varte i 300 millioner år, en samling istider kalt Huronisalderen.
Den neste for 850-630 millioner år siden, kalt Kryogenisalderen (gr. krýos- kald; genesis - fødsel). Det var spredt istider i Ordovicium og Silur kalt Andes -Sahara-istiden for 460-420 millioner år siden. Disse ble etterfulgt av flere store istider for 360-260 millioner år siden,Karoo-istiden, i Karbon-Perm, sein Paleozoikum. Den siste istiden, Kvartær-istiden, som har vart helt fram til i dag starte t i Kenozoikum i Pliocen for ca. 2.4- millioner år siden, gjennom Pleistocen og deler av Pliocen. Det var mange skiftende perioder med oscillasjoner hvor isen beveget seg fram i kaldere stadier (stadial) og trakk seg tilbake i varmere perioder (interstadial). Den siste istiden (Weichselistid) fra enden av kuldeperioden yngre Dryas, 115000-11700 år siden. Den lille istid 1550-1850 gå store effekter på klima på den nordlige halvkule.
Flyttblokker er spor etter siste istid. Blejell. Professor i bergvitenskap Jens Esmark (1762-1839) var en av de første som grublet på hvordan disse blokkene var havnet der de var. Iskuringsstriper, morener, ravinelandskap, hvalskrottberg og jettegryter er andre spor etter siste istid.
Flyttblokk i strandkanten Oslofjorden i Asker.
Jettegryte Eineåsen. Bærum.
Forholdet mellom den lette oksygenisotopene oksygen-16 (16O) og den tyngre oksygen 18 (18O), δ-18O-forholdet Iskjerneprøver fra Grønland de siste 400000 år, Antarktis (800000 år) og marine sedimenter (5 millioner år) er blitt brukt til å beskrive Jordens klimahistorie. i kalde perioder akkumulerer 16O i snøen og havvannet blir anriket av 18O. En istid kan ha global gjennomsnittstemperatur 8oC, i dag er den 14oC. Istider har tørrere klima og lavere havnivå siden mye av vannet fanget i isbreene. Tørke gir redusert regnskog som blir erstattet av tropiske grassletter. Skifte i klima ga endringer i vegetasjon, og vegetasjonen skaper også sitt eget klima. I varmeperioder smelter isen og 16O vender tilbake til havet. Det har vært minst 50 skiftende kulde-varmeperioder. Siste kuldeperiode fra 70000-10000 år siden. Det var stor klimavariasjon under siste istid, minst 25 Dansgaard-Oescher-sykluser, målt ut fra δ-18O. Istid skjer med økt nedbør i form av snø som ikke smelter om sommeren, isbreene øker i tykkelse og utbredelse, et kaldt landskap med endret værmønster.
Siste glasiale maksimum dekket Europa ned til Tyskland og Polen (Weichsel), Britiske øyer, hele Canada og nordlige deler av N-Amerika til Missouri og Ohio elven . På sørlige halvkule Patagoniaiskappen dekket Chile, Argentina , Afrika og deler av Midt-Østen. Pindale / Fraser istiden i N-Amerika, Rocky Mountains og Grønland.Devensian ustud på Britiske øyer. Würm-istiden i Alpene.
Det er flere grunner til endring i innkommen solstråling som gir klimaforandringer: Periodevise endringer i jordbanen, Melankovitch-syklus, navn etter serbiske Milutin Melankovitch. Helning på jordaksen med syklus 40000 år. Presesjon med syklus 26000 år skifte Jordens rotasjonsakse. Eksentrisitet syklus 100000—400000 år med endring i form på jordbanen rundt Sola. Andre forklaringer som bidrar er Salt oscillator-hypotesen hvor passatvindene ved ekvator fra øst mot vest i tropisk Atlanterhav fordamper vann som resulterer i fuktig luft som krysser S-Amerika og regner ned i Stillehavet. Fordampningen gir saltere overflatevann i nordatlanteren som følger Golfstrømmen nordover. Salt vann er tungt og synker. Tettheten øker også med lavere temperatur.
Naturtyper is og bre
I tilknytning til is og isbreer er det flere naturtyper: dødisterreng med dødisgruper, ende- og sidemorener, eskere, drumlin (irsk: droimnín – liten rygg), radiære morenerygger, iskjernemorene, flyttblokker, rogenmorene, botnbre, dalbre, dalsidebre, kalvende bre, platåbre, blokkmark, snøelieblokkmark, rabbeblokkmark, dallende, dalklype, fjorddal, rundsva (hvalskrottberg), skuringsstriper, sigdgroper, jettegryter, pløyespor, raviner, leirravine, U-dal, V-dal, spylerenner, tinder, gjel, forvitringsblokkmark, polygonmark, oppfrysningsblokkmark og pingo. Isbreer er dekket av med mørkete partikler med sot, sandstøv, luftforurensninger og rester av organisk materiale fra døde insekter, edderkopper og lemen. Den mørke fargen gir økt oppvarming om sommeren og vanndammer på isen hvor det kan leve kryofile organismer.
Mennesker og siste istid
Epoken Pleistocen varte fra 2.6 millioner år til ca 11700 år siden, med klimaskifter mellom varme perioder (mellomistider) og kalde perioder og flere istider. Opptil 3 km tykke iskapper dekket N-Europa, Canada, N-Amerika og Sibir. Havnivå var ca. 125 m lavere enn i dag.
De første primatene fantes for 65-55 millioner år siden. Siste felles forfeder mellom den gamle verdens aper og menneskeapene levde for ca. 25 millioner år siden. Siste felles forfeder for mennesker og sjimpanser levde for ca. 6 millioner år siden. Slekten Homo utviklet seg for ca. 3 millioner år siden. Homo erectus levde for ca. 1.8 millioner år siden. Det har skjedd flere utvandringer fra Afrika med en evolusjon som førte fram til Homo neandertalenis. Neanderthalere , navn etter skjelettrester funnet 1856 i Feldhoverhulen i Neanderthal,Tyskland, levde i Europa og Asia i perioden 400000 til 30000 år siden hvoretter de døde ut. Homo sapiens som utvandret fra Afrika for ca. 70000 år siden spredte seg til Midtøsten og Eurasia og sameksisterte med neandertalere i minst 20000 år.
Homo antecessor var en hominide som levde i Europa for ca. 1.2 millioner til 800000 år siden, fossilfunn fra Atapuerca i Spaniam og forløper for Homo heidelbergensis som levde i perioden 600000-250000 år siden i Pleistocen. Homo sapiens forflyttet seg ut av Afrika for 300000 år siden, deretter spredd rundt jordkloden. Lavere havnivå forbandt landmassene og ga landbroen Beringia over Behringstredet. Neanderthalere (Homo neandertyhalensis), en underart av Homo sapiens som levde i Europa for 400000 år siden og ble utryddet for ca. 40000 år siden. Levde på steppene i Europa sammen med steppemammut og ullhåret mammut på de tørre kalde grasslettene. Denisovanere (Denisova hominis) i Asia levde samtidig med neanderthalere og det moderne menneske. Alle disse var sosiale, hadde språk og samarbeidsatferd. Brukte verktøy håndøkser av flint, flint til å skrape skinn, og flintkniver og flintspydspisser.
Isbreene i Himalaya smelter med stor hastighet, permafrosten tiner og bresjøene og morner lir ustabile og gir flom. vannet fra isbreene i Himalaya er vannmagasin or store livgfivende elver i Asia: Mekong, Yangtze, Indus, Ganes og Brahmaputra som sammen med monsunregnet sikrer landbruk og vannforsyning. Økende lufttemperatur gjr at nedbøren kommer som vann som renner vekk og ikke som snø som legger seg.
Doggerland
Doggerland (Nordsjøfastlandet) var et landområde mellom England, Nederland, Danmark (halvøya Jutland), vestkysten av Tyskland og nord til Vikingbanken og som var tørrlagt like etter siste istid I Dogerland var det var mesolittisk bosetting for ca. 9000 år siden hvor det levde ullhåret mammut og urokse. Steinaldermenneskene drev jakt, fiske og fant mat i sjøkanten. Doggerland har fått navn etter det grunne fiskefeltet Doggerbank eller Dogger som er rester av et morenelandskap. Inntil midten av Pleistocen var Storbritannia en halvøy tilknyttet det europeiske fastland. Under siste istid for ca. 18000 år siden var Storbritannia dekket av iskappe. Ved starten av isavsmeltingen ble Doggerland en tundra med våtmarker, marsklandskap, laguner og elver. Isavsmeltingen gjorde at havnivået steg og Doggerland ble liggende som en grunne i Nordsjøen. Muligens bidro en tsunami fra Storeggaraset for ca. 6200 år siden til oversvømmelsen.
Etter siste istid har det vært skifte mellom varme og kalde klimaperioder.
Et land stig av hav
Før siste istid var den marine grense i Sør-Norge ca. 220-200 meter som var det tidligere havnivået, i Midt-Norge ca. 180 meter. Man kan observere det tidligere høye havnivået i form av skjellbanker og strandhyller som ligger igjen i høyt i terrenget. Skandinavia var under siste istid dekket av en 1-3 km tykk iskappe som trykket berggrunnen nedover. Etter hvert som innlandsisen smelte startet landhevingen som pågår fremdeles, men i noe redusert hastighet sammenlignet med tidligere. Nå er landhevingen i Sør-Norge ca. 4 mm per år. Innerst i den Botniske viken hvor iskappen var tykkere kan landhevingen være 1 cm per år, og det samme gjelder for Canada. Etter hvert som landhevingen fortsatte ble det blottlagt landområder som tidligere var havbunn som nå gir næringsrik landbruksjord i kystnære områder. Landhevingen motvirker til en viss grad effekten av stigende havnivå som skyldes smelting av innlandsisen på Grønland og Antarktis grunnet økning i global temperatur. Smelter all isen på Grønland stiger havet med gjennomsnitt ca, 6 meter. Smelter all isen i Antarktisk stiger havnivået ca. 60 meter, men det er mange andre faktorer som påvirker havnivået. Ismassene på Grønland er stå store at de trekker på havvannet. Når det blir mindre is på land blir det landheving. Mer vann i havet gjør at havbunnen synker. Landheving kan også skje ved platetektonikk når kontinentalplater kolliderer og blir skjøvet opp.
Pleistocen-utryddelsen av store pattedyr
Det var en megafauna i Pleistocen, Elefantlignende mastodon (Mammut americanum) i Oligocen – Pleistocen 3.9 millioner – 10000 år siden). Mammut (Mammuthus) Pliocen – Pleistocen 4.8 millioner år – 4500 år siden). To arter memmut i den nye og gamle verden. Ullhåret mammut (Mammuthus primigenius) med ullhår og dekkhår utviklet fra den mindre steppemammut (Mammuthus trogontherii). Snabeldyret Stegodon i Pliocen-leistocen 11.6 millioner – 10000 år siden. Karnivor Sabeltanntiger (Smilodon sp. ) i Eocen ved slutten av Pleistocen. Irsk kjempehjort (Megaloceros giganteus) i Pliocen- Pleistocen. Hulebjørn (Ursus spelaeus) Pleistocen – 27000 år siden for det meste graseter. Kjempebever (Castoroides ohioensis) vegetar 1.4 millioner år 10000 år siden Kjempearmadillo (Glyptodon). Det erflere teorier hvorfor disse dyrene ble utryddet, Pleistocen-utryddelsen av store pattedyr i N-Amerika, Europa, Eurasia, S-Amerika, 12900 år siden og i yngre Dryas.
En av hypotesen om utryddelsen var de nye menneskeartenesom drev intens jakt. I tillegg var det klimaendringer.
Økende temperatur i atmosfære og hav gir kt avsmelting av breer. Issfra isbreen om faller ned og stenger for breelva som renner ut gjennom breporten kan resultere i imidertidig flrom. Jøkullaup er plutselig flom fra en isbre
Tambora og «året uten sommer»
I perioden 1600-1800 tallet var det en Lille istid regionalt i Nord-Europa hvor isbreene økte i tykkelse og utbredelse, sannsynligvis grunnet vulkanutbrudd med utslipp av aske, sot og SO2 og minsket solaktivitet. Fra 1750 til 1800 var det kalde våte somre med mye regn og dårlig vekst av kornetsom ble stående grønt og umodent utover høsten hvor de første frostnettene komm tidlig. Det var en lengre periode med ustabilt klima. Årringanalyse viser at årringene står tett som indikerer dårlige vekstforhold i denne perioden. Kornprisene steg. Dårlig med mat gjorde at befolkningen ble lettere utsatt for sykdom. Vulkanen Laki på Island hadde et stort utbrudd i 1784.
Vulkanen Tambora på øya Sumbawa i Indonesia, et land med mange vulkaner, hadde et kraftig utbrudd i 1815 med lava og enorme askeskyer. Tambora-utbruddet var ca. 4 gnager kraftigere enn Krakatau i 1883, ca. 10000 døde og flere øyer forsvant. Askeskyen spredde seg rundt jordkloden, skygget for solstrålingen og 1816 ble «året uten sommer». Den globale temperatur sank ca. 0.5oC, med iskald vår med snø langt utover forsommeren, frost i august og i 1817 steg kornprisene til store høyder og det var sult og matmangel.
Gjennom hele historien har klima på Jorden vekslet mellom istid, mellomistid atskilt av varmeperioder. Nyere vulkanutbrudd er Mount St. Helens i1980 og Pinatubo i 1991.
Natur og kultur
The Grindelwaldgletscher. Thomas Fearnley. Fra Wikimedia Commens
Grunnet klimaendringer og temperaturøkning i atmosfæren og havet forsvinner verdens isbreer med stadig større hastighet.
Mot Solegla
Det stig av Hav eit Alveland
med Tind og Mo;
det kviler klårt mot Himmelrand
i kveldsblå Ro.
Eg såg det tidt som sveipt i Eim
bak Havdis grå;
det er ein huld, ein heilag Heim,
me ei kan nå.
Ho søv, den fine Tinderad
i Draume-bann;
men so ei Stund ved Soleglad
ho kjem i Brand.
Når dagen sig som Eld og Blod
i Blåe-Myr,
det logar opp med Glim og Glo
og Æventyr.
Det brenn i Brè og skjelv og skin
med Gullan-Bragd,
og Lufti glø'r i Glans av Vin,
Sylv og Smaragd.
Men av han døyr, den bleike Brand,
som slokna Glod,
og klårt som før ligg Alveland
i kveldsblå Ro.
Eg lengta tidt på trøytte Veg
der ut til Fred;
men Lande fyrst kan syne seg
når Sol gjeng ned.
Arne Garborg, Haugtussa
Litteratur
Wikipedia