Kronikk: Jordens klima og liv på geologisk tidsskala

KRONIKK: Jordens klima er meget komplisert, og klimavitenskapen er ung og har fortsatt en lang vei å gå før vi kan håpe å finne fullstendige forklaringer på jordens klimavariasjoner, skriver Egil Lillestøl.

Publisert
Bildet viser den største utbredelsen av is på den nordlige halvkule under sist istid. (Illustrasjon: Dr. Martin Jakobsson, Stockholm Geo Visualization Lab.)
Bildet viser den største utbredelsen av is på den nordlige halvkule under sist istid. (Illustrasjon: Dr. Martin Jakobsson, Stockholm Geo Visualization Lab.)

Dagens opphetete klimadebatt er preget av bastante utsagn ofte motivert av skjulte, men sterke personlige, politiske og økonomiske interesser.

På denne bakgrunnen kan det ha interesse å se tilbake på jordens klima og naturlige klimavariasjoner på en tidskala som dekker hele tidsrommet da dyr og planter utviklet seg.

Livet på jorden oppsto i havet for minst 3.5 milliarder år siden, men det var først i kambriumepoken, for cirka 570 millioner år (Mår) siden at livsformene begynte en nærmest eksplosjonsaktig utvikling.

Det startet med en voldsom utvikling av blågrønne alger som nær havoverflaten profitterte på atmosfærens høye CO2 innhold og ved hjelp av fotosyntesen startet en storproduksjon av oksygen. Dette førte til en kraftig økning i atmosfærens innhold av oksygen, som i tillegg til solvarmen er den viktigste enkeltfaktoren for utvikling av liv på landjorden. Algene var på sin side første ledd i næringskjeden for livet som nå utviklet seg i havet, og det eldste fossil av et sjøvirveldyr er datert til en alder av ca. 550 Mår.
 

For ca 450 Mår siden fikk vi de første plantene på landjorden. Mens algene og de første plantene var avhengige av vann for sin formering, utviklet det seg senere planter med kjønnslig formering, (pollen frø og blomster), og det var disse plantene som etter hvert tok landjorden i besittelse.

Nå kunne dyrene krype på land. Det eldste fossilet av et landdyr, et slags tusenbein, er nesten 430 Mår, og fra 55 Mår senere har vi det eldste virveldyrfossilet, Tiktaalik, som er en mellomting mellom en fisk og et amfibium.

Fra for ca. 230 Mår siden var det dinosaurene som dominerte landjorden, og dette varte helt frem til for 65 Mår siden da en stor del av jordens dyreliv ble utryddet sannsynligvis ved at jorden ble truffet av en asteroide. Det kan være interessant å vite at det første menneskelignende fossilet, Ida, er 47 Mår gammelt, mens utviklingslinjene for mennesket og sjimpansen delte seg for 5 til 7 Mår siden.

I de siste 600 Mår har jorden hatt store klimavariasjoner med lange varme og fuktige perioder avbrutt av kortere perioder med kulde, istider og tørke. Flere ganger i dette tidsrommet har jordens dyreliv vært truet, uten at man med sikkerhet vet hvorfor, men i gode perioder har livet igjen blomstret, og mangfoldet av arter tatt seg opp igjen.

Dyrelivet på landjorden avhenger av planter, og plantene trives best i varmt og fuktig klima og med store menger CO2 i atmosfæren. Disse forholdene er illustrert i figuren under som på en stor skala viser variasjonene i global gjennomsnittstemperatur og atmosfærens CO2- og oksygeninnhold fra kambriumepoken og frem til i dag.
 

Variasjoner i temperatur og i atmosfærens innhold av CO2 og oksygen de siste 600 millioner årene.
Variasjoner i temperatur og i atmosfærens innhold av CO2 og oksygen de siste 600 millioner årene.

Vi ser at både temperaturen og CO2-konsentrasjonen stort sett hele tiden har ligget vesentlig høyere enn i dag. Bare en gang i denne perioden, for 317 til 270 Mår siden, var begge verdiene like lave som i dag.

Denne perioden ble etterfulgt av et dramatisk fall i atmosfærens oksygeninnhold, noe som kan være et resultat av mindre plantevekst. Vi konstaterer også et fall i luftens oksygeninnhold de siste 60 – 70 Mår, og som igjen faller sammen med en gradvis minking i luftens CO2-innhold.

Det kan være interessant å legge merke til at under istiden for cirka 450 M år siden var luftens CO2-innhold mer enn 10 ganger høyere enn i dag.

Vi har ingen fullstendige forklaringer på disse store variasjonene. Noe av årsaken skyldes variasjoner i jordens bane rundt solen, jordaksens helning og solens utstråling, men kan også ha sammenheng med solsystemets rotasjon i melkeveien.

Det er enighet om at kontinental drift må være en sterkt medvirkende årsak. I hele jordens historie har landmassene vandret over jordoverflaten, slått seg sammen i større og mindre kontinenter og delt seg opp igjen.

For 250 Mår siden var jordens kontinenter samlet i et superkontinent, Pangaea, som strakte seg fra sydpol til nordpol. Dette superkontinentet begynte å splitte seg opp for rundt 180 Mår siden, og litt etter litt fikk kontinentene den plass de har i dag.

Sammenhengene landmasser og høye fjellkjeder fra syd til nord har betydning for havstrømmer og vindmønster og derved for klimaet, og store landmasser over polene favoriserer isdannelse og istider. Når kontinentene splitter seg opp, får vi en økning i den vulkanske aktiviteten langs sprekker som dannes i kontinentalplatene, og dette har igjen innvirkning på klima og liv.

Kontinentenes totale overflate har sammenheng med havenes dybde, og begge deler har betydning for livet i havet og på land.

Det er en vanlig oppfatning at den nåværende fordelingen av kontinentene, med en stor landmasse over sydpolen og to store sammenhengende landmasser i nesten hele jordens nord-syd-retning, favoriserer istider. Dette kan forklare at jordens klima er blitt gradvis kaldere de siste 40 Mårene. For cirka 35 Mår siden begynte isen å danne seg på Antarktis, og for 1 – 2 Mår siden startet isdannelsen på Grønland.

De siste 800 tusen årene har vi hatt 8 istider adskilt av varmere perioder på mellom 10 tusen og 35 tusen år. Men det er observert atskillig mer dramatiske temperaturvariasjoner i istidene. Hele 8 slike plutselige variasjoner på mellom 10 og 18 grader er konstatert, og selv om disse variasjonene ikke er forstått, antydes det at de kan skyldes vekselvirkninger mellom atmosfæren og havstrømmer. ‘

Den siste istiden sluttet plutselig for 11700 år siden, og uten en forklaring på disse store svingningene er det heller ikke mulig å forutsi når den neste setter inn.

Jordens dyre- og planteliv klarte seg rimelig godt gjennom de 8 istidene og mellomistidene. Imidlertid har vi de siste 10 000 år, etter den siste istiden, hatt en av de raskeste masseutryddelsen av arter i jordens historie. Dette skyldes menneskets rovdrift på naturressursene, direkte gjennom jakt og fiske, men også indirekte ved ”okkupasjon” av dyrenes habitater ved industriutbygging, urbanisering og oppdyrkning av stadig nye landbruksområder.

I denne sammenhengen kan det være verdt å merke seg at såkalt biologisk jordbruk er mye mer arealkrevende enn ”vanlig” jordbruk, og at moderne produksjon av ”bio fuel” fører til rasering av enorme arealer med naturlig regnskog for å gi plass til dyrking av sukkerroer, oljepalmer og mais. Også utvinning av olje fra oljesand finner ofte sted i våtmarksområder med et mangfold av fugleliv.

Jordens klima er meget komplisert, og klimavitenskapen er ung og har fortsatt en lang vei å gå før vi kan håpe å finne fullstendige forklaringer på jordens klimavariasjoner.

Jeg avslutter med å sitere en venn: ”Vi kan ikke forklare istidene, vi er ikke i stand til å gi sikre værvarsler for mer enn noen få dager, men menneskeskapt global oppvarming det er vi sikre på !”