Vulkaner spiller en rolle i jordens trege karbonkretsløp, der gammel CO2 resirkuleres. Bildet er fra Java, Indonesia.
Vulkaner spiller en rolle i jordens trege karbonkretsløp, der gammel CO2 resirkuleres. Bildet er fra Java, Indonesia.

Slik har jordens klima endret seg gjennom tidene

På jorden har det vært fuktig regnskog i Antarktis, og is som strakk seg til ekvator.

Publisert

Over ekstremt lange tidsrom lager bevegelser i jordskorpen nye klimaforhold på jorden, mens aske fra vulkaner kan dimme solen over noen år.

Spesielt fire faktorer har vært viktig for å styre klimaet over de lange tidslinjene, skriver Michael L. Bender i boka Paleoclimate fra 2013:

  • Drivhusgasser i atmosfæren
  • Mengden sollys som reflekteres tilbake til rommet
  • Kontinentenes posisjon, og hvordan de leder vind og havstrømmer
  • Innstrålingen fra solen

Vi kan også legge til jordens bane og stilling rundt solen.

Her får du høre om noen spennende perioder i jordens historie, og hvordan forskere tror de ovennevnte faktorene kan ha spilt inn for å endre og skape fortidens klima. Norske forskere har kommet med viktige bidrag for å nøste opp historien.

Materialet er enormt, så her rekker vi bare en svipptur innom fortiden. Karbondioksid i atmosfæren er den klimafaktoren vi er mest opptatt av i dag.

Svak, ung sol-paradokset

I begynnelsen var jorden en glovarm kule, bombardert av meteoritter og med lava strømmende på overflaten. Da kula størknet og roet seg, begynte det å regne, og havet bredde seg ut over kloden, ifølge en artikkel fra NGU.

Siden har det vært flytende vann på jorden. Men det er ingen selvfølge.

I dag skulle jorden hatt en gjennomsnittstemperatur på minus 18 grader, hadde det ikke vært for drivhusgassene. Tidlig i jordens historie hadde solen en styrke på 70 prosent av dagens. Da skulle vannet vært frosset. Det kalles svak, ung sol-paradokset.

Mørkere farger tar opp varme, mens hvitt reflekterer strålingen. Jorden hadde i begynnelsen mye mørkt hav, noe som bidro til å holde varmen. Men jorden måtte ha vært kullsvart for å få det varmt nok, ifølge et foredrag av den amerikanske geologen Richard Alley.

Løsningen på problemet diskuteres fortsatt, men en viktig forklaring er at atmosfæren var annerledes før.

Det var trolig mer metan tidligere. I dag brytes metan ned i atmosfæren etter få år. Men før livet begynte å pumpe oksygen ut i atmosfæren, var det lite oksygen metan kunne reagere med. Gassen kunne dermed eksistere i større mengder.

I tillegg var det mer CO2 i atmosfæren enn i dag. Andre mulige tilleggsfaktorer er spesielle skyer og karbonylsulfid fra vulkaner, skriver Michael L. Bender i Paleoclimate.

En kunstners framstilling av jorden i det eldste eonet arkeikum, som begynte med jordens dannelse for 4,6 milliarder år siden og sluttet for 2,5 milliarder år siden.
En kunstners framstilling av jorden i det eldste eonet arkeikum, som begynte med jordens dannelse for 4,6 milliarder år siden og sluttet for 2,5 milliarder år siden.

Spor etter snøballjorden

Jorden har som nevnt for det meste hatt åpent hav. Men det finnes bevis for perioder der planeten ikke var blå, men hvit.

Det ser ut til at nærmest hele jorden flere ganger var dekket av breer og is. De ekstreme istidene var ikke flyktige blaff, de varte muligens i millioner av år. Jorden var en forfrossen «snøball».

Begrepet snøballjorden ble først brukt på slutten av 80-tallet. Da hadde ideen allerede ligget og murret i noen tiår, ifølge Astronomy.

Geolog Paul Hoffman er en av dem som har jobbet mye med hypotesen.

- Hoffmann jobbet i Namibia på 90-tallet, sier geolog Karsten Eig til forskning.no.

Eig har doktorgrad i tektonikk og jobber for tiden ved oljeselskapet Lime Petroleum. Han forteller om hvordan snøball-hypotesen fikk feste. Det har han også skrevet om på sin blogg.

- I Namibia oppdaget Hoffmann og kolleger fossile isbremorener i sedimenter som var rundt 700 millioner år gamle, sier han.

Det betyr at stein og grus som var tatt opp i en isbree, ble lagt igjen hulter til bulter når breen smeltet.

Det var noe overraskende, for Namibia er langt fra kaldt i dag, og ligger på en halvtropisk breddegrad.

- I utgangspunktet så kunne du kanskje forklare det med at landet en gang vært lenger sør eller nord. Men det hadde ikke Namibia vært, sier Eig.

Kan det virkelig ha vært isbreer så langt mot ekvator? Sporene var tydelige. Eig kjenner igjen en morene når han ser en.

- De er en skikkelig lapskaus av alt fra leire til kampesteiner, alt mulig som isbreene har tatt med seg og pløyd opp. Det gjør at morener er veldig karakteristiske.

Det er ikke bare i Namibia disse malplasserte sporene etter isbreer er funnet. De har dukket opp rundt omkring i hele verden. Og de er eldgamle, fra tiden før komplekst liv oppstod.

- Konklusjonen måtte nesten bli at, okay da har det vært isbreer over det meste av jorden, også nær ekvator, sier Eig.

Geologiske spor tyder på at jorda har vært dekket av is til polene. Kontinentene var ikke på samme plass som vises på dette bildet.
Geologiske spor tyder på at jorda har vært dekket av is til polene. Kontinentene var ikke på samme plass som vises på dette bildet.

Mer is ble til mer is

I boka Paleoclimate skriver Michael L. Bender at det er generell enighet om at det har vært is på havnivå helt til tropene og at nedisingen var global.

Det diskuteres fortsatt om isen virkelig dekket alt, eller om det var åpne områder i havet, en slags slusj-jord.

Det er bevis for at nedisingen skjedde tre ganger, ifølge nettstedet Snowball Earth: for 2,2 milliarder år siden, og for rundt 710 og 640 millioner år siden.

Jorden havnet inn i en ond sirkel der nedkjølingen løp løpsk. Når det først ble kaldt nok til at store blokker med is ble formet, så sendte de hvite, store breene solstråler i retur. Jorden fikk høyere albedo. Det kjølte jorden enda mer ned, slik at mer is la seg på. Til slutt var det ikke til å stoppe.

Den første snøballjorden kan det faktisk ha vært livet selv som satte i gang. Hendelsen sammenfaller med den store oksidasjonen.

Mikroorganismer på jorden hadde tidligere utviklet fotosyntese. De kvittet seg med oksygen, en gass som var katastrofal og giftig for mikroorganismene som til da hadde regjert.

Oksygenet reagerte sannsynligvis med den kraftige drivhusgassen metan i atmosfæren.

- Ved omforming av metan til CO2 fikk du mindre drivhuseffekt. Det er en spennende tanke: at livet og geologien har virket sammen med å skape historien, sier Eig.

Bildet er fra Antarktis, trolig var det slik det så ut mange steder under snøballjord-periodene.
Bildet er fra Antarktis, trolig var det slik det så ut mange steder under snøballjord-periodene.

Vulkanene reddet jorda

Hvordan kom planeten seg ut av knipa?

Her kommer en av de andre viktige klimafaktorene inn. Den som virker over lange linjer, nærmest over platetektonisk tid, som Eig beskriver det

Geologien har et sluk for karbondioksid.

Sakte men sikkert forvitrer fjell til mineraler som transporteres til havet, reagerer med CO2 og begraves som kalkstein. Det subduseres før eller siden ned der havbunnsplater synker under kontinenter, og smelter. Så kommer det opp igjen i vulkaner som gass og lava.

Når det er varmt og mye CO2 i atmosfæren, går forvitringen raskere slik at CO2 fjernes fortere. Gasser fra vulkanisme kan på den annen side varme opp en kald planet. Slik kan forvitring og vulkanisme sies å fungere som en termostat på jorden over de lange tidsløp.

- Det er en feedback-mekanisme som går litt fram og tilbake. Termostaten sørger for at jorda ikke går helt i den varme eller kalde grøfta, sier Eig.

I alle fall stort sett.

For omtrent 700 millioner år siden var datidens superkontinent, Rodinia, i ferd med å sprekke opp. Det var før en ny snøballjord var i emning.

- Når du river dette kontinentet fra hverandre i massevis av sømmer, så fikk du eksponert masse ferskt fjell, sier Eig.

Da var det mye fjell som var lett utsatt for forvitring, noe som drar CO2 ut av lufta.

- Det betyr at du kan ha fått redusert CO2-nivået i atmosfæren ganske kraftig over relativt kort tid, fortsetter Eig.

Det sparket trolig i gang en ny snøball-verden, sammen med et spesielt vulkanutbrudd, Franklin Large Igneous Province, som sendte svovelgasser høyt opp i atmosfæren og skygget for sola, ifølge PBS Eons.

Vulkanisme brakte til slutt jorden ut av sin frosne skjebne etter det som kan ha vært millioner av år. Når den bare landjorda var dekket av is stoppet forvitringen, men vulkanene fortsatte og ulme. Til slutt var CO2-konsentrasjonen blitt så høy at det hele tippet over og isen smeltet.

Vulkanutbrudd på Etna i snø.
Vulkanutbrudd på Etna i snø.

Da palmer og krokodiller likte seg i nord

Geologien er viktig for klimaet på andre måter også. Og vi skal hoppe fram i tid. Hvordan kontinentene er plassert er for eksempel essensielt for at vi har is på polene i dag.

For over 45 millioner år siden var jorden grønn og hadde ikke is på noen av polene. Den viktigste grunnen til det var at kontinentene lå annerledes, sier Eystein Jansen, professor i paleoklima ved Universitetet i Bergen.

Han har blant annet ledet arbeid med å skrive kapitler om fortidsklima i FNs klimapanel.

Perioden Paleocen begynte der dinosaurene tok slutt, for 66 millioner år siden. Den sluttet med en av de mest dramatiske klimaendringene i jordens historie: Paleocen-eocen-termalmaksimumet (PETM). Det var for 56 millioner år siden.

Under Paleocen var det nokså varmt på jorden, som da dinosaurene levde. Det toppet seg under PETM. Temperaturen steg med 5 til 8 grader. Ved polene nådde temperaturen 23 grader i gjennomsnitt, og vannet rundt Antarktis hadde en behagelig badetemperatur på 20 grader, ifølge PBS Eons. Samtidig hadde pattedyrene begynte å fylle plassen etter dinosaurene.

Regnskoger vokste langt sør og nord. For 50 millioner år siden var det palmer og krokodiller rundt polhavet, ifølge en artikkel fra UiT Norges arktiske universitet, publisert på forskning.no.

Det er ikke den eneste gangen det har vært nær tropiske tilstander langt nord og sør. Midt i perioden kritt var det også svært mildt. På Antarktis var det temperert, sumpaktig regnskog for 90 millioner år siden, ifølge en studie fra tidligere i år. Konsentrasjonen av CO2 i lufta var da mellom 1120 og 1680 ppm, ifølge artikkelen. På samme tid hadde blomsterplanter spredd seg over jorda, og dinosaurene herjet.

Etter maksimumet PETM har det blitt gradvis kaldere og tørrere på jorden. Det er flere grunner til forandringene. En av dem er altså hvordan kontinentene så ut og var plassert.

Illustrasjonen viser hvordan det kan ha sett ut i Antarktis for 90 millioner år siden.
Illustrasjonen viser hvordan det kan ha sett ut i Antarktis for 90 millioner år siden.

Fra en drivhusklode til istid

- Går vi 60 millioner år tilbake, var det mye mindre fjell. For eksempel manglet Rocky Mountains og Himalaya. Det var mer flate områder, og havet stod høyere, sier Jansen.

Når det var mindre fjell, påvirket det luftstrømmene. I tillegg var mer av jord-overflaten dekket av planter.

- Om det er mange landområder som ligger høyt oppe, er det kaldere der og mindre vegetasjon, noe som igjen øker albedo, refleksjon av stråling. Bart land reflekterer mer stråling enn skog, fortsetter Jansen.

Hvordan landområdene ser ut spiller altså en rolle for klimaet. Deres plassering er viktig for en annen klimafaktor: havsirkulasjon.

I paleocen, for 66 millioner år siden var Sør-Amerika og Australia på vei til å løsrive seg fra Antarktis. India hadde stø kurs mot å krasje med Asia. Se hvordan jorden så ut på denne animasjonen.

- Det var ganske stor passasje for vann langs ekvator i tropene. India var en svær øy som ikke hadde kollidert med Asia. Det endret hele rammen for klimaet. Det skapte et varmere klima, sier Eystein Jansen.

Etter hvert som kontinentene flyttet seg lenger nord, ble Antarktis helt alene på bunnen av jorden.

- Dermed fikk man satt opp en havstrøm og en luftstrøm som går rundt Antarktis. Det fungerer som en vegg som hindrer varme å komme fra ekvator og inn mot Antarktis. Når det begynte å skje så fikk man fremvekst av store isdekker på Antarktis, det førte til nedkjøling. Det første store steget var for cirka 40 millioner år siden, sier Jansen.

Stengt mellom Sør- og Nord-Amerika

Det siste som ledet inn mot istidene jorden har opplevd de siste 2,5 millioner årene, var at Sør-Amerika kjørte inn mot Nord-Amerika, og lukket stredet ved Panama, ifølge både Eig og Jansen.

- Lukkingen førte til at det varme salte vannet i Mexicogolfen ikke kunne strømme ut i Stillehavet og måtte strømme nordover. Det var med å skape Golfstrøm-systemet slik vi har nå, sier Jansen.

Golfstrømmen tok med seg masse fuktighet nordover, noe vestlendinger kan skrive under på, kommenterer Karsten Eig. Fuktighet falt ned som snø i nord, forklarer han.

- Dermed fikk du bygget opp iskapper oppe i nordkalotten, og selvfølgelig, reflektert lys tilbake. Det er en en forenklet forklaring på hvordan vi fikk istiden vi er i nå.

Kontinentenes plassering for 35 millioner år siden.
Kontinentenes plassering for 35 millioner år siden.

CO2 var med

Men vi kommer ikke helt unna karbondioksid i fortellingen.

- Det andre som har skjedd over tid er at CO2 innholdet i atmosfæren har sunket, sier Jansen.

Siden temperaturtoppen for 56 millioner år siden har jorden gradvis blitt kjøligere. Samtidig har CO2-nivået gått ned. Etter maksimumet varierte nivået fra 1000 til 1600 ppm, ifølge Yale Climate Connections. Og fra 33 millioner år siden og ti millioner år fremover sank det til mellom 500 og 400 ppm, før det gikk ytteligere ned.

- Det er delvis fordi du har en nedkjøling og kaldt vann holder på CO2 mer enn varmt, sier Jansen.

- Men også det at man har fått fjellkjede-dannelse og mer eksponert fjell. Da får du mer forvitring som konsumerer CO2. Da har nivået gradvis sunket til det vi hadde for noen år siden, sier Jansen.

Til tross for at jorden så annerledes ut, er det umulig å forklare det varme klimaet i dinosaurenes tid og etterpå uten å ta med CO2 i betraktningen, sier Jansen.

- CO2 har vært veldig viktig, konstanterer han.

Karbondioksid i atmosfæren er også koblet til de store skiftene i jordens historie, hvor både klimaet og sammensetningen av arter endret seg: slik som i masseutryddelselsene.

Hvor kom CO2-en fra?

Henrik Svensen er forsker ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk ved Universitetet i Oslo.

Han har vært sentral i å utarbeide en hypotese for hva som har skapt store endringer i jordens fortid. En hypotese som nå er ledende på feltet.

- For 100 år siden omtrent begynte man å snakke om at mennesket kanskje kan påvirke klimaet ved å brenne kull, sier Svensen.

Forskere kjente allerede til at klimaet hadde variert mye i fortiden, men det fantes ingen forklaring på hvordan CO2 eventuelt skulle ha bidratt til det, forteller han.

- Man hadde rett og slett ikke noen forståelse av hva som kunne slippe ut så store mengder med CO2. Det ble sett på mer som en kuriositet.

På slutten av 80-tallet og begynnelsen av 90-tallet fant forskere bevis for at det har vært raske klimaendringer i jordens historie som var koblet med store endringer i CO2-konsentrasjonen i atmosfæren, forteller Svensen.

«Raske» her er klimaendringer som skjer over noen titusener av år – ikke millioner.

I det trege kretsløpet frigjøres CO2 via bergartene via vulkaner og fra de varme delene i dypet av aktive fjellkjeder. Men i de store skiftene hadde utslippene skjedd over kortere tid.

- Da var spørsmålet, hvor kom den CO2-en fra?

Gasshydrater i havet var et hett forslag. Det er en slags undersjøisk variant av permafrost, som kan ha smeltet og avgitt store mengder metan. Det ville senere ha blitt oksidert til CO2 i atmosfæren.

- For cirka 15 år siden som kom vi med en ny hypotese som handler om hvordan store mengder CO2 kan slippes ut i løpet av kort tid. Rett og slett at karbon kan slippes ut fra de veldig store lagrene nede i jordskorpa av skifer og kalkstein. Hvis magma kommer i kontakt med sedimentene, kan de varmes opp slik at CO2 og metan slipper ut.

- Det var på en måte en ny forklaring på drivkreftene bak raske endringer av fortidsklima, sier Svensen.

Forsker Lars Eivind Augland var i 2018 på ekspedisjon til Karoo i Sør-Afrika. Her tøt det ut lava fra et enormt område for 183 millioner år siden.
Forsker Lars Eivind Augland var i 2018 på ekspedisjon til Karoo i Sør-Afrika. Her tøt det ut lava fra et enormt område for 183 millioner år siden.

Spor i ørkenen fra en miljøkrise

Lars Eivind Augland er en av dem som studerer teorien. Han jobber også ved Senter for jordens utvikling og dynamikk ved UiO.

Vinteren 2018 var han i Karoo i Sør-Afrika for å se på det han kaller «fantastiske blotninger», et område der berggrunnen ligger for dagen.

I halvørkenen i Karoo ligger det blotninger som er nesten 200 millioner år gamle, nærmere bestemt 183.

Lars Eivind Augland er forsker ved Universitetet i Oslo.
Lars Eivind Augland er forsker ved Universitetet i Oslo.

På den tiden tøt det lava ut av grunnen der. Magma trengte seg inn i berggrunnen, og Augland kunne se hvordan sedimentene var blitt fullstendig transformert av den varme massen.

Det var ikke snakk om noen vanlig vulkan. For 183 millioner år siden var området en magmaprovins, hvor det kokte i 200 000 år.

Hundretusenvis av kubikkilometer med magma trengte seg opp gjennom overflaten.

-For å få et inntrykk av volumene: Du kan kjøre i dagesvis gjennom dette landskapet, forteller Augland.

På samme tid som den voldsomme affæren, steg temperaturen globalt med 6-7 grader og mye av livet i havet døde ut. Hendelsen kalles Den toarkiske omveltningen.

Megavulkaner og omveltninger

Det har vært flere slike store magmatiske hendelser opp igjennom jordens historie, og de aller fleste av dem har skjedd på samme tid som forskere ser det har vært store klimaendringer og ofte masseutryddelser, sier Augland.

Teorien er at når magma trenger opp igjennom grunnen i magmaprovinser, varmer det opp gamle sedimenter som inneholder organisk materiale, og det slippes ut CO2 og metan.

- Det ser man i Sør-Afrika. Her er det også litt eldre sedimentære bergarter som er veldig rike på organisk materiale, som var i en eller annen petroleumsform når magmaen trengte inn.

Den økte CO2 konsentrasjonen førte blant annet til forsuring av havet. Det er noe man ser ved andre lignende hendelser også.

I den største masseutryddelsen i historien, i overgangen mellom perm-trias, var en magmaprovins i Sibir opphavet til klimaendringer og havforsuring.

Årsaken til at 90 prosent av livet i havet og 70 prosent av livet på jorden døde ut, er likevel sammensatt.

Under PETM for 56 millioner år siden, da temperaturen på jorda skøyt i været, var det også store vulkanske krefter i sving. En magmaprovins hadde åpnet seg i Nord-Atlanterhavet oppe ved Norge.

- Da trakk platene seg fra hverandre og det begynte å bli ny havbunn. I dette tilfellet var det også mye bergarter med petroleum. Det vet vi fra når vi tar opp olje fra de bergartene i dag, sier Augland.

En meteoritt tok knekken på dinosaurene. Men også under denne masseutryddelsen bidro trolig vulkansk aktivitet. Hendelsen sammenfaller med en diger magmaprovins i India som kan ha laget krøll før det smalt.
En meteoritt tok knekken på dinosaurene. Men også under denne masseutryddelsen bidro trolig vulkansk aktivitet. Hendelsen sammenfaller med en diger magmaprovins i India som kan ha laget krøll før det smalt.

Jordens bane rundt sola, istidene kommer

En annen viktig faktor for klimaet gjennom tidene er jordens bane og helning mot sola.

- Det at jorden har gått inn og ut av istider de siste par millioner årene, er hovedsakelig styrt av dette, sier Lars Eivind Augland.

Jordens bane endrer seg fra å være mer rund til mer elliptisk over en tidsperiode på omtrent 100 000 år.

Videre snurrer ikke jorden rett opp og ned, men har en helning som lager årstidene. Helningen varierer mellom 24,5 og 22,5 grader i løpet av 41 000 år.

I tillegg vingler jorden i super-saktefilm, som en snurrebass i lav fart. En vingle-runde er ferdig på 23 000 år. Dette kalles tilsammen Milankovich-sykluser.

Endringene påvirker blant annet hvor mye energi Nordpolen mottar om sommeren. Om mye snø ikke smelter vil det bygge seg opp mer is, noe som kan sette i gang en ny istid.

De siste 800 000 årene har istidene kommet med omtrent 100 000 års mellomrom.

Det er ikke bare de siste par millioner år at syklusene har påvirket jorda.

Augland forteller at han har vært med på å studere spor etter Milankovich-sykluser her i Norge, i opp til 450 millioner år gamle bergarter.

- Hvis du går til Bygdøy i Oslo for eksempel så kan du se mange steder at det er veksling mellom svarte innlamminerte skifere eller knoller som er kalkboller. Da kan man se at de veksler veldig rytmisk.

Forsker Knut Lehre Seip ved OsloMet kaller syklusene en metronom som sier tikk takk. Men syklusene i seg selv ser ikke ut til å være i stand til å endre temperaturen så mye som den har variert de siste 800 000 årene, skriver han i en artikkel i Naturen.

Her slår andre prosesser inn. Som vi har vært innom før, mer is reflekterer mer stråling, for eksempel. Havsirkulasjon og omrøring i havet spiller inn.

- Det har alltid vært sykluser i klimaet, sier Augland.

- Men så kommer det noe utenpå det vanlige, som de store magmaprovinsene. Så forrykker det hele balansen.

En framstilling av jorden under siste istids maksimum for 20 000 år siden. Mye av Nord-Europa lå under is.
En framstilling av jorden under siste istids maksimum for 20 000 år siden. Mye av Nord-Europa lå under is.

Omrøring i havet

Professor Eystein Jansen ved Universitetet i Bergen har spesielt forsket på hvordan havsirkulasjon har påvirket klimaet i fortiden.

Han forteller hva som skjer når en istid går mot slutten.

- Først når istidene sitt maksimale, så begynner Milankovich- effektene å varme opp og tære på isen.

Iskanten på den flytene havisen flytter seg sørover på Antarktis.

- Da får du mer vind og vind driver fram sirkulasjon som rører om på systemet.

Forskere tror at CO2 fra dype lag i havet røres om på og bringes til overflaten. Dermed økte CO2 etter oppvarming i Antarktis. CO2 bidro så til at det ble varmere globalt.

Men endringene skjedde ikke jevnt og trutt.

- Det hoppet frem og tilbake mellom plutselige varmeperioder og så gradvis avkjøling og så plutselig oppvarming igjen, forteller Jansen.

Han har blant annet jobbet med slike plutselige klimaendringer under siste istid. Temperaturen på Grønland økte med 10 til 15 grader i løpet av tiår. Det hadde å gjøre med endringer i havet som varmet opp atmosfæren. Og med varmt vann som trengte seg igjennom et kaldere og ferskere vannlag under isen i nord.

Tilbake til CO2-en. Hvordan har nivået egentlig vært de siste millioner år, og hva har det å si for oss?

En kikk 23 millioner år tilbake i tid

Anne Hope Jahren er forsker ved Senter for jordens utvikling og dynamikk ved UiO og er kjent for sin forskning på fossile planter. Hun er fra USA, men trives med forskningsmulighetene i Norge.

Jahren har gjennom flere år ledet et arbeid med å finne en ny metode for å bestemme fortidens CO2-nivå ved å ta i bruk fossilt plantemateriale.

Hun og kollegaene begynte med å dyrke planter i forskjellige konsentrasjoner av karbondioksid og så hvordan det påvirket plantens stoffskifte. Co2 er litt som mat for plantene. Forskerne fant markører i planten for hvor mye CO2 den har hatt tilgang på.

Så jobbet de seg bakover.

- Vi så på samlinger fra tidspunkter der vi visste sikkert hva CO2-nivået i atmosfæren var. Først de siste 100 årene. Til og med de siste tusener av årene fordi vi kjenner atmosfæren fra iskjerner.

Anne Hope Jahren bruker planter for å finne ut hvor mye karbondioksid det var i atmosfæren for lenge siden.
Anne Hope Jahren bruker planter for å finne ut hvor mye karbondioksid det var i atmosfæren for lenge siden.

- Vi testet for å være sikre på at vi fikk en god match ved hjelp av vår metode, at den ga samme CO2-nivå som vi visste at det var.

Under istiden har det variert fra mellom 180 og 290 ppm. Nivået i 2019 var på omtrent 410 ppm.

Jahren og kolleger har brukt deres nyutviklede metode for å sjekke konsentrasjonen hele 23 millioner år tilbake i tid.

- Det vi fant var at CO2-nivået i dag har klatret, ikke bare høyere enn jorden har sett de siste hundretusener av år, men høyere enn de siste 23 millioner år, sier hun.

Forskerne fant at nivået hadde variert mellom 200 og 350 ppm i perioden.

- Jeg tenker at det på en måte fundamentalt endrer beskjeden vi gir til folk om hvordan vi endrer jorden.

Anne Hope Jahren har undersøkt hvordan planter tilpasser seg CO2-innholdet i lufta.
Anne Hope Jahren har undersøkt hvordan planter tilpasser seg CO2-innholdet i lufta.

Vil gå lenger tilbake

Andre forskere har kommet frem til et litt høyere estimat ved å bruke andre metoder.

De har landet på at CO2-nivået var mellom 300 og 400 ppm for 3 millioner år siden. Den gangen var temperaturen 2 til 3 grader høyere enn i dag og havet stod 15 til 25 meter høyere, ifølge en artikkel i Yale Environment 360.

Jahren holder naturlig nok en knapp på deres egen metode. De har brukt flere år på å teste den, sier hun, og kilden, som er plantemateriale, finnes fra alle tider.

Det neste steget for Jahren og teamet blir å gå enda lenger tilbake i tid. Siden det alltid har vært planter på jorden siden de ble til, burde det være mulig å bruke metoden hele 400 millioner år tilbake i tid, sier hun.

De vil riktig nok først begynne i den andre enden, der de slapp.

Det Jahern aller helst vil er å dra til Svalbard.

- Svalbard er veldig spesielt fordi det virkelig er en av de plassene hvor du kan gå rundt og finne geologiske lag som går titalls millioner av år tilbake i tid, nærmest sammenhengende.

- Om jeg fikk tre ønsker fra en ånd i lampe ville jeg brukt alle tre for å dra til Svalbard.

Gjennom jordens histore har altså variasjoner i jordens bane, konsentrasjonen av drivhusgasser i lufta, platetektonikk og endringer i jordens refleksjon satt viktige rammer for klimaet.

Til alle tider har det også vært svingninger i klimaet som skyldes flere andre faktorer som varierende aktivitet på sola, skyer og sykliske endringer i havet. Ikke minst har også livet vært med å påvirke jorden. Denne mer finmaskede historien får spares til en annen gang.

Storm i horisonten.
Storm i horisonten.

«Et beist»

Hva tenker de som kjenner fortiden om fremtiden?

Karsten Eig, geolog i Lime Petrolium mener at enkelte har en tendens til å argumentere med at alt har vært fint og stabilt før.

- Så begynner vi å brenne kull og olje og det «går åt skogen». Og det er jo ikke riktig. Det har vært masse naturlige klimaendringer opp igjennom tidene.

Samtidig presiserer han at selv om det har vært store klimaendringer i fortiden, så var det ikke noen som brant kull og olje da.

- Det gjør vi beviselig nå, gammel CO2 resirkuleres.

Henrik Svensen sier at dagens utvikling er bekymringsfull, fordi utslippene skjer såpass mye raskere enn før.

- Vi kan ikke sammenligne direkte med fortiden selvfølgelig, for jorden var annerledes før, med tanke på hvordan kontinentene lå, hvordan havstrømmene var og graden av vegetasjonen, sier han.

- Vi har vært inne i et mellomistidsklima som har vært veldig gunstig for oss. Hva som vil skje om vi skulle komme ut av det, det er det ingen som helt vet.

Eystein Jansen sier at det ikke finnes paralleller til nåtid i fortiden, men at det finnes klimatilstander i fortiden som kan gi indikasjoner på at vi går en mer utrygg fremtid i møte.

- Det er at det er grunnleggende ustabiliteter i klimaet som vi har vært forskånet for siden siste istid, men som kan settes i sving når vi påvirker klimasystemet for kraftig. En berømt amerikansk klimaforsker, Wallace Broecker, har kalt det «the angry climate beast».

«Klimaet er et sinna beist, og vi pirker på det med pinner», sa han.

- Jeg tror det vi geologer kan gjøre, er å avdekke risikoen for hva som kan skje ved å forstå brå hendelser i fortiden. Jeg tror at det har vært undervurdert. Jo lenger vi går inn i en sterk global oppvarming, jo større sjanse er det for at klimasystemet blir ustabilt og ikke ligner på det vi er vant til.