Klimaet endrer seg regelmessig. En ny studie tyder på at det ikke bare gjelder i dag, men også for 1,4 milliarder år siden. (Foto: Colourbox)
Klimaet endrer seg som for 1,4 milliarder år siden
Forskere mener å kunne bevise at syklusene som påvirker klimaet i dag, også gjorde det for 1,4 milliarder år siden.
Milankovic-syklusene
Milankovic-sykluser er svingninger i mengden sollys.
De oppstår på bakgrunn av hvordan sollyset treffer jorden.
1. Jordens bane rundt solen følger ikke alltid den samme ellipsen. Noen ganger er banen nærmere solen. Dette skaper én syklus på 100 000 år og én syklus på 400 000 år.
2. Jordens akse har en helning som endrer seg. Den varierer mellom 22 og 24 grader. Jo større helningen er, jo større er forskjellen på sommer og vinter. Denne syklusen varer 40 000 år.
3. På grunn av Jordens elliptiske bane og helningen i forhold til solen, oppstår en syklus på 20 000 år, der det er forskjell på om jorden er tettest på solen om sommeren eller vinteren.
Disse tre syklusene skaper samlet svingninger i klimaet, noe som blant annet påvirker når det oppstår istider. Milankovic-syklusene har også innflytelse på regnmengder, vindhastigheter og sirkulasjonen av vann i havene.
Både istider og varmeperioder kommer og går i regelmessige intervaller.
Nå viser ny forskning hvor gamle disse regelmessige klimasyklusene kan være.
De har eksistert i minst 1,4 milliarder år – og trolig like lenge som jorden har rotert rundt solen, 4,5 milliarder år, mener forskerne bak den nye studien.
– Mange forskere har antatt at disse kreftene har eksistert i lang tid. Nå har vi bevist det, noe som er ganske spektakulært. Samtidig kan vi se hvordan klimaet endret seg i en periode vi vet veldig lite om, forteller professor Donald Eugene Canfield, som leder Center for Jordens Udvikling ved Syddansk Universitet.
Kaster lys over jordens historie
Ifølge Canfield kan den nye forskningen deres fortelle hvordan fortidens klima har påvirket geologien og derfor også livet på jorda, men den forteller lite om dagens menneskeskapte klimaendringer.
Et av de store spørsmålene er hvorfor det har oppstått istider i noen perioder og ikke i andre. En forståelse av de sykliske klimaendringene kan være med på å gi et svar.
Forskerne ser nå at de såkalte Milankovitsj-syklusene, som har påvirket istidene i perioden fra cirka en million år siden og til idag, ikke skapte istider for 1,4 milliarder år siden.
– Jordens klimahistorie er kompleks. Milankovic-syklusene har alltid eksistert, men de har ikke alltid skapt istider. Det må skje i samspill med andre faktorer, sier Canfield.
Klimaet gjemt i kinesiske fjell
Forskerne som står bak den nye studien, har brukt Xiamaling-fjellformasjonene i det nordlige Kina til å finne ut om Milankovic-sykluser har endret på vindhastigheter og havsirkulasjon for 1,4 milliarder år siden.
Fjellformasjonen er dannet av urgammel havbunn, med lag av forskjellige mineraler og organisk materiale.
Ved å datere de enkelte lagene kunne forskerne slå fast at det allerede for 1,4 milliarder år siden var forandringer i klimaet, og at de svarte til Milankovitch-syklusene vi ser i dag.
Kortere svingninger
Forskerne fant svingninger med en frekvens på 12 000–16 000 år, 20 000–30 000 år og rundt 100 000 år.
Nå er svingningene på omtrent 20 000, 40 000 og 100 000 år, ifølge Donald Eugene Canfield. Syklusene var altså kortere den gangen for 1,4 milliarder år siden.
– Det skyldes nok at månen var nærmere jorden den gang, sier han.
Canfield sier også at det er svært sjelden man kan dokumentere klimaendringer så langt tilbake.
Vil se flere beviser
Førsteamanuensis Peter Ditlevsen fra Niels Bohr-instituttet ved Københavns Universitet har lest den nye forskningsartikkelen, og synes at det er interessant at forskerne har funnet tegn på Milankovic-sykluser for 1,4 milliarder år siden.
Han innvender at det å se så langt tilbake i tid, innebærer en viss usikkerhet.
– Periodene i jordens bane er usikre. Koblingen til Milankovic-syklusene er dessuten veldig komplisert, sier Ditlevsen.
Mer vind ga opprørte hav
Forskerne har blant annet sett på innholdet av organisk materiale i de forskjellige lagene i Xiamaling-formasjonenes berggrunn. De har også sett på forholdet mellom grunnstoffene zirkonium og aluminium.
Med disse analysene har de regnet seg fram til at vindene nok må ha vært kraftigere i noen perioder.
De kom fram til dette slik: Økt vind fører til mer sirkulasjon i havene, noe som igjen fører til en større mengde alger. Når disse algene faller til bunns, blir de en del av sedimentet som over tid blir til mineraler.
Jo mer organisk materiale forskerne fant, jo mer vind kunne de anta at det var i perioden da laget ble dannet.
Forholdet forskerne fant mellom zirkonium og aluminium støttet denne konklusjonen. Zirkonium finnes først og fremst i tunge mineraler som det kreves mer vind å flytte på.
Referanse:
Shuichang Zhang mfl.: Orbital forcing of climate 1.4 billion years ago, PNAS 2015 : 1502239112v1-201502239. Sammendrag
© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.
