De senere årene er det stadig satt nye varmerekorder på Svalbard, og nesten hver høst får vi høre at isgrensen i Barentshavet ligger lenger nord enn noen gang før. Men disse rekordene gjelder bare for tiden siden forskere og ishavskapteiner begynte å notere sine observasjoner. I praksis de siste 150 år. Går vi noen tusen år tilbake i tid blir disse rekordene ettertrykkelig slått.

Det var ingen fra Meteorologisk institutt som målte temperaturen for noen tusen år siden, men vi geologer kan like fullt utforske datidens klima. Endringer i skjellfaunaen og isbreenes størrelse på Svalbard viser at det har vært svære klimaendringer siden slutten av istiden for vel 11 000 år siden.

Blåskjell lever langs hele vår langstrakte kyst, men på Svalbard hadde ingen sett levende blåskjell før marinebiologen Jørgen Berge oppdaget noen eksemplarer i 2004.

Forklaringen er at det i flere århundrer var for kaldt, mens den globale oppvarmingen de senere årene har gjort at temperaturen i 2004 passerte terskelen for at blåskjell kan overleve på Svalbard.

Gamle blåskjell på Svalbard

Derimot finnes det mye blåskjell-skall, altså døde blåskjell, på Svalbard. Dette har vært kjent i over 100 år. Geologer har alltid tolket forekomstene som resultat av varmere klima den gang skjellene levde her.

Med radiokarbonmetoden kan vi nå datere hvor gamle disse skjellene er og altså bestemme når sjøvannet ved Svalbard var varmere enn på hele 1900-tallet. Grunnen til at vi kan finne gamle skjell på Svalbard er at landet, på samme måte som Norge, hevet seg etter istiden.

Sand som ble avsatt i stranda eller på grunt vann for noen tusen år siden finnes derfor i dag på land og vi geologer kan grave og finne blåskjell og andre arter i disse gamle strandavsetningene.

Klimaet fra istid til varmetid

La oss starte med begynnelsen. For 12 700 år siden kom den siste kalde krampetrekningen av istiden, som vi geologer kaller yngre dryas-tiden. Brekappen over Skandinavia vokste igjen. Norskehavet ble så kaldt at blåskjell måtte helt til sydkysten av England for å overleve.

Dette kalde klimaet fikk en brå slutt for 11 600 år siden, da det på våre breddegrader kom en rask og voldsom klimaforbedring.

Utrolig nok er de eldste blåskjellene på vestkysten av Svalbard datert til å være så gamle som 11 000 år, altså bare 600 år senere. Innlandsisen dekket enda mye av fjellområdene i Norge og utløpsbreer nådde ned til sjøen i Hardangerfjorden og Sognefjorden. Det var på denne tiden også en mye større bre over Nord-Amerika og isen på Grønland dekket alle kystområdene som i dag er isfrie.

Likevel var altså sjøvannet på vestkysten av Svalbard minst like varmt som i dag. For 10 600 år siden hadde blåskjell spredt seg til nordvestkysten av Svalbard. For 10 300 år siden levde de så langt nord du kan komme på Svalbard, der det er kaldest.

Den varmeste perioden

Nå var det blitt så varmt at enda mer krevende arter, som for eksempel O-skjell og kuskjell, også kom til Svalbards kyster. Særlig trakk de til Isfjorden, som er det mildeste området på Svalbard. Det aller mest varmekrevende skjellet som er funnet på Svalbard er strutseskjell, på latin Zirfaea crispata. Dateringer av seks skjell av denne arten ga aldre fra 10 100 til 9700 år.

I minst 400 år har altså strutseskjell greid seg i Isfjorden. I dag er nordgrensen for denne arten ved Øksfjord, på kysten utenfor Alta. Her er sjøvannet 6 grader varmere enn i Isfjorden, og vi konkluderer derfor at Isfjorden for om lag 10 000 år siden var 6 grader varmere om sommeren enn det er i dag.

Vi har ingen direkte observasjoner av hvor sjøisgrensen i Barentshavet lå på den tiden. Men den er, på samme måte som skjellene, sterkt avhengig av sommertemperaturen. Det er over tusen kilometer fra Øksfjord til dagens isgrense om sommeren i Barentshavet.

Nå er det ikke så enkelt at vi bare kan flytte isgrensen tilsvarende nordover for 10 000 år siden, da Isfjorden var som Øksfjord i dag, men langt nord må den ha vært. På denne tiden hadde all isen over Norge også smeltet bort og breene på Svalbard var mye mindre enn i dag.

Hvorfor var det så varmt?

Det er godt mulig at det i framtiden kan bli like varmt på Svalbard som det var for 10 000 år siden. Men de to varmeperiodene har forskjellige mønstre og forskjellige årsaker. I dag skjer det en global oppvarming hvor hoved-drivkraften er økningen av menneskeproduserte klimagasser i atmosfæren. Det er en forsterkning i Arktis som delvis skyldes de samme prosesser som for 10 000 år siden.

Varmetiden for 10 000 år siden var et resultat de samme prosesser som gjorde slutt på istiden. Klimaendringen ble utløst av to forhold mellom jorda og sola. Vi har sommer og vinter fordi jordaksen står på skrå, jo mer på skrå jo varmere vil sommeren bli. Jordaksen sto minst på skrå for 30 000 år siden. Så startet aksen sakte å tippe, somrene ble varmere, inntil aksen sto maksimalt på skrå for 10 000 år siden. Polarsirkelen, altså sørgrensen for midnattssol, hadde da beveget seg ca. 250 kilometer sørover, fra langt nord for Bodø til Brønnøysund. Igjen snudde tippingen og fram til vår tid har dette forårsaket gradvis kjøligere sommer.

Den andre faktoren er avstanden til sola. Jorda er i dag nærmest sola 4. januar, altså mens vi har vinter på vår halvkule. Det gjør vinteren litt mindre kald, mens den sørlige halvkule som har sommer i januar får litt ekstra varme somrer. For 10 000 år siden var det motsatt, da var vi nærmest sola mens vi hadde sommer på den nordlige halvkule. Både jordaksens skråning og nærheten til sola, gjorde altså at vi fikk varme somrer og mye smelting av snø og is på høye breddegrader i nord, som i Norge og på Svalbard.

Forsterknings-mekanismer i jordas klimasystem

Vi ser at dette er sakte prosesser. Jordaksen brukte ca. 20 000 år på å gå fra «mest rett opp» til maksimal skråstilling. Det tok ca. 10 000 år for tidspunktet vi er nærmest sola å flytte seg fra vinter til sommer. Det er likevel enighet om at det var disse faktorene som utløste slutten på istiden og dermed også varmetiden på Svalbard for 10 000 år siden.

Men det er også enighet om at den økning i solinnstråling til nordre halvkule som dette medførte, ikke var nok til å forårsake så varmt klima i nordområdene. Det må altså finnes forsterkningsmekanismer i jordens eget klimasystem.

Den viktigste er refleksjon av solstrålingen. Snø og is reflekterer mye mer av strålingen tilbake i verdensrommet enn bar mark og sjø. Når snø og sjøis smelter om våren tar jorda og havet opp mye mer av solvarmen, lufta blir enda varmere og mer snø og is smelter. Tilsvarende vil is og snø legge seg senere om høsten og la jord og hav ta opp mer varme.

En annen viktig forsterkningsmekanisme er klimagasser. Måling av disse i luftbobler fanget i isen i Antarktis viser at CO₂-innholdet i atmosfæren steg under klimaforbedringen og dermed forsterket denne. Dette var i hovedsak CO₂ som hadde vært fanget i dyphavet under istiden.

Svalbard var spesielt

Forklaringene over gjelder nordområdene og Arktis generelt. Men det er også prosesser som omfordeler energi på jorda. Det ble snart kaldere igjen, men det gikk ikke jevnt nedover. Dette skal vi ikke omtale her, men vi nevner at de to yngste blåskjellene som er datert fra Svalbard i denne tidlige varmeperioden er 3700 år gamle.

Så er et eneste blåskjell datert til ca. 900 år, altså fra middelalderens varmetid som vi også kjenner fra Norge og Grønland. Når blåskjell dukket opp i Isfjorden i 2004 ser det altså ut til å ha gått 900 år siden sist den levde her og 3700 år siden den var så tallrik som den er blitt på de få årene siden 2004.

Golfstrømmen bringer varme fra den sydlige til den nordlige halvkule, men under den ovenfor nevnte, kalde, yngre dryas tiden var den sterkt svekket, en kan nesten si den ble demmet av havis i nord. Det gjorde at mens det ble kaldt på våre breddegrader ble det varmere i sør. Da Golfstrømmen «brøt gjennom» for 11 600 år siden brakte den altså ekstra varmt vann nordover til Svalbard.

Også Norge ble varmere, men i den første tiden gikk mye av varmen her til å smelte restene fra istiden. Men snart etter innvandret planter og trær, og trestammer i myrene langt over dagens tregrense i norske fjell stammer fra denne varmetiden.