Hvilken virkning har den kosmiske strålingen på klimaet på jorden? Dette temaet har skapt debatt tidligere, og nå er det i vinden igjen.

CLOUD

For et par uker siden annonserte en forskergruppe ved Danish National Space Center at de hadde påvist mekanismen for hvordan atomære partikler fra verdensrommet påvirker skydannelsen på jorda.

Ved at de påvirker skydannelsen, er det også mulig at de kosmiske strålene har innvirkning på temperaturen på jorden.

- Dette bør bidra til å plassere kosmisk stråling sterkt på agendaen til internasjonal klimaforskning, sa Eigil Friis-Christensen, direktør for det danske romsenteret, i en pressemelding.

Onsdag 19. oktober satte forskere ved CERN i gang innsamlingen av data i et annet eksperiment som ser på de samme mekanismene. Prosjektet har fått navnet CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets).

De første resultatene fra CLOUD-prototypen forventes innen sommeren 2007. De første dataene fra det fulle CLOUD-eksperimentet vil komme rundt 2010.

Partikkelfysikk

CERN er et europeisk forskningssenter og verdens største laboratorium for partikkelfysikk. Dette er første gang en partikkelakselerator som protonsynkrotronen brukes til atmosfære- og klimaforskning.

Prosjektet har imidlertid ikke vært bare uproblematisk å få i gang. Én av eksperimentets støttespillere er professor Egil Lillestøl ved Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen.

- Jeg har vært med og diskutert dette prosjektet hele veien, og jeg har hatt en hovedfagsstudent på CERN for å se på dette i samarbeid med Jasper Kirkby, som leder prosjektet. Jeg har også sett på tegningene til eksperimentet og uttalt meg om at dette ser ut til å være god teknologi, forteller Lillestøl.

Lillestøl har vært, og er en sentral person ved CERN. Han har vært der i en årrekke som forsker, og i fire år ledet han CERNs fysikkavdeling. I en lengre periode har han jobbet halv stilling ved Universitetet i Bergen, og halv stilling ved CERN.

- Ble ikke tatt seriøst

Ideen om å se på kosmisk stråling og skydannelse kommer egentlig fra forskningsmiljøet i Danmark. Da den ble lansert var den meget kontroversiell, og det er den fortsatt.

- Da danskene kom på banen, mente jeg at dette var et glimrende innspill. Mange av klimaforskerne viste seg imidlertid å være ultrafanatiske. De ville ikke høre snakk om dette i det hele tatt. Det ble ikke tatt seriøst, men som et innlegg i den politiske debatten, sier Lillestøl.

- De danske forskerne ble nærmest støtt ut i det dype mørket. Det er uvitenskapelig å håndtere ideer på denne måten, før man har etterprøvd dem, sier han.

- Det er sannsynlig at CO2 er den store synderen, og det er et farlig eksperiment vi er inne i, men jeg mener også at vi skal snu alle steiner for å prøve å finne ut hva som foregår, sier Lillestøl.

- Å henge ut disse to seriøse forskerne i Danmark som fiender av CO2-rensing og klimapolitikk, det er jeg ikke enig i, sier han.

Tok lang tid

Lillestøl forteller at det tok lang tid før CERN gikk med på å stille ressurser til disposisjon for dette forskningsprosjektet.

Det løsnet ikke før det danske forskningsmiljøet tok på seg en god del av byggingen av skykammerne, som har vært det mest ressurskrevende i prosessen.

- CERN skal stort sett bare stille tid til disposisjon på partikkelakseleratorene, sier Lillestøl.

- Ved CERN gikk jeg inn for at man skulle gi ressurser til dette. Nå er det hele på plass, så da er det ikke noe mer å diskutere, sier han.

Mikrofysiske reaksjoner

Eksperimentet er designet for å se på de mikrofysiske reaksjonene som finner sted mellom kosmiske stråler og skyer. Kosmiske stråler er ladde partikler som bombarderer jordens atmosfære hele tiden.

Disse partiklene kan påvirke skydannelsen ved å bidra til at det oppstår flere aerosoler. Små aerosoler som svever i lufta fungerer som en slags frø for dråpedannelse, fordi vann kondenserer på utsiden av dem.

Solens magnetfelt er med på å skjerme jorden mot kosmisk stråling fra verdensrommet. På denne måten kan variasjoner på solen være med på å påvirke klimaet på jorden. Skyer er viktige for jordens energibalanse, eller det vi kaller drivhuseffekten. Små endringer kan ha virkninger på klimaet.

Samarbeid

For å undersøke disse mekanismene, skal mikrofysikken bak dem undersøkes under kontrollerte forhold i laboratoriet. En stråle med partikler vil bli sendt fra Protonsynkrotronen ved CERN inn i et reaksjonskammer. Effekten på aerosolproduksjonen vil bli registrert og analysert.

Eksperimentet er et internasjonalt samarbeid, og inkluderer forskere fra 18 institusjoner og ni europeiske land, i tillegg til USA og Russland. Prosjektet samler atmosfærefysikere, solfysikere, eksperter på kosmisk stråling og partikkelfysikere.

- Eksperimentet har tiltrukket seg de ledende forskerne innen aerosol-, sky- og sol-jord-fysikk fra Europa, sier Jasper Kirby, talsmann for CLOUD-prosjektet ved CERN, i en pressemelding.

Simulerer atmosfæren

I dag er det en prototyp på eksperimentet som er i gang med å samle inn data.

Det fulle CLOUD-eksperimentet vil omfatte et avansert skykammer og reaktorkammer utstyrt med en masse utvendige instrumenter for å måle og analysere innholdet.

Temperatur- og trykkforhold hvor som helst i atmosfæren kan gjenskapes inne i kamrene, og alle eksperimentelle forhold kan kontrolleres og måles - inkludert intensiteten på den “kosmiske strålen” og innholdet i kamrene.

- Underutforsket område

- Vi vet at ladde partikler og klusterioner finnes i de lavere delene av atmosfæren, men de fysiske konsekvensene for prosesser som involverer skyer og aerosoler, er et underutforsket område av atmosfærevitenskapen, sier Dr. Giles Harrison, en av prosjektets samarbeidspartnere ved University of Reading i Storbritannia.

- CLOUD bør gi unike nye målinger innen atmosfære- og areosolforskning, og atmosfærisk elektrisitet, sier Harrison.

- Jeg er sikker i min sak når jeg sier at dette er noe vi må se på også. Det er sannsynlig at CO2 er den store synderen. De fleste av oss tror i alle fall at CO2-økningen i atmosfæren er en viktig årsak til temperaturøkningene, men vi føler oss ikke 100 prosent sikre på at CO2 alene er synderen, når man ikke har sett på alle andre muligheter, sier Lillestøl.

Lenker:

CERN: Pressemelding om CLOUD