Blómgun eykst um 47% í hafinu

Sjórinn umhverfis okkur á Norður Atlantshafi er grænn. Sjórinn í Karíbahafi og Miðjarðarhafi er fallega blár, en hann er blár vegna þess að hann er dauður, snauður af grænþörungum. Sjórinn í norðri er hins vegar fullur af grænþörungum, sem gefa honum lit og eru grundvöllur fæðukjeðjunnar og alls lífríkis hafsins. Mælingar með gervihnöttum gera kleift að ákvarða framleiðni lífríkis í hafinu og fylgjast með því hvernig framleiðni breytist með tímanum. Það eru aðallega mælingar á blaðgrænu. Nú þegar hafísþekjan dregst hratt saman á norðurslóðum, þá nær sólarorkan til enn meiri hluta hafsins og framleiðni rýkur upp. Þörungar blómgast. Frá 1997 til 2015 hefur framleiðni í hafinu á norðurheimsskautinu hækkað um 47% af þessum sökum. Það er ekki vitað hve lengi framleiðni getur vaxið á þennan hátt, en hún mun takmarkast af því hvað mikið næringarefni er fyrir hendi í hafinu og hve lengi það dugar. Mikið næringarefni berst til sjæavar með íslenskum jökulám og einkum með jökulhlaupum í kjölfar eldgosa. En stóra breytingin er að gerast nú, þegar hafís hverfur, en þá nær ljós að geisla yfir ný hafsvæi og blómga þau. Myndin sýnir slíka blómgun í Norður-Atlantshafi og Íshafinu.

Hvað gerðist árið 536?

Það gerðist eitthvað á jörðu árið 536, sem er enn dularfull ráðgáta. Ritaðar heimildir skýra frá miklu skýi á himni. Rannsóknir á fornum trjám sýna að trjáhringir eru óvenju þunnir á þessum tíma, í Norður Evrópu, Mongólíu, vestur hluta Norður Ameríku. Uppskerubrestur varð og hungursneyð ríkti, en sumir telja að hið síðara sé tengt plágunni, sem byrjaði að geisa á þessum tíma. Margir hafa stungið uppá að mikill loftsteinn hafi hrapað til jarðar þetta ár, en engin vegsummerki hafa fundist enn. L.B. Larsen og félagar hafa sýnt fram á að ískjarni frá Grænlandi inniheldur töluvert magn af brennisteini frá um árið 536 og 540. Það rennir stoðum undir þá kenningu að þá hafi tvö mikil eldgos haft djúp áhrif á veðurfar á norður hluta jarðar. Annað gosið varð þá um 536 en hitt um 540 A.D.  Trjáhringir benda til að árið 536 hafi verið kaldasta árið síðastíðin tvö þúsund ár.

Í Rómarborg og í Miklagarði tóku menn fyrst eftir skýinu mikla í mars árið 536, en það varði í 12 til 18 mánuði. Bæði gosin virðast hafa verið svipuð að stærð og gosið mikl í Tambora árið 1815. Matthew Toohey og félagar hafa reiknað út líkan af loftslagsár-hrifum frá þessum eldgosum og niðurstaðan er sýnd í fyrstu myndinni. Þar kemur fram um 2 stiga kólnun á norðurhveli jarðar eftir þessi gos. Ekki er vitað hvaða eldfjöll voru hér í gangi, en grunur leikur á að gos í El Chichon eldfjalli í Mexíkó hafi valdið hamförunum miklu árið 540 AD.

Nýjar rústir Norrænna manna í Ameríku?

Eins og öllum er kunnugt, þá fundust rústir norrænna manna á L’Anse aux Meadows á norður odda Nýfundnalands árið 1961. Nú virðist sem önnur norræn byggð sé hugsanlega að koma í ljós nærri suðvestur odda Nýfundnalands. Fyrsta myndin sýnir staðsetningar þeirra. Þessi umdeilda forna byggð fannst fyrst á Google Earth, í skaga sem vefnist Point Roose. Hér með fylgir mynd, sem ég hef tekið af Google Earth. Rauði hringurinn umlykur svæðið, sem er athyglisvert og til rannsóknaar. Þar má sjá á myndinni útlínur, sem kunna að vera gamlir torveggir eða garðar. Einnig hefur fundist eldstó, mýrarrauði og vísbendingar um járnvinnslu. En engar aldursgreiningar hafa verið gerðar, og engin örugg merki hafa komið í ljós enn sem benda öruggt á vist norrænna manna á þessum stað.

Hiti í lofti og í sjó

Við tökum vel eftir hitabreytingum í loftinu umhverfis okkur, en gleymum hitanum í hafinu. Það er mörgum sinnum meiri hiti í sjónum en í lofthjúp jarðar, eins og myndin sýnir.  Og hitamagnið í hafinu fer hratt vaxandi í dag. Hitaorka á yfirborði jarðar skiftist í nokkra þætti, en allur þessi hiti kemur frá sólu. Einn er sá þáttur, se varðar hitann í loftinu (blátt á mynd). Það er hitinn, sem við þekkjum best. Annar er hitinn, sem geymist í hafinu, en hann er um tíu til hundrað sinnum meiri að magni til en hitinn í öllu andrúmsloftinu (svart á mynd). Þriðji er hitinn í yfirborðslögum jarðar, annar en jarðhitinn. Einingin fyrir hitann er joule, en hitinn í hafinu hefur aukist frá um 50 ZJ í kringum 1980, upp í um 250 ZJ í dag (10²¹ J = ZJ eða zettajoule). Um 90% af hitanum fer í hafið – ennþá. Þar eigum við ekki aðeins um yfirborðshitann, heldur einnig hitann á í dýpri lögum hafsins. Meiri parturinn af þessum hita er í efri hluta hafsins, fyrir ofan 2 km dýpi, sem er um helmingu af öllu hafinu. Eins og myndin sýnir, þá er þessi hlýnun heimshafana eitt sterkasta merki um hnattræna hlýnun í dag.

Þetta leit vel út, en...

Bandaríkin hafa undanfarin ár gert stórt átak í að minnka útblástur á koltvíoxíði frá iðnaði, virkjunum og fleiru. Þar gætir jákvæðra áhrifa frá stjórn Baraks Obama forseta. Eins og myndin sýnir, þá hefur dregið töluvert úr útlosun á CO2 í Bandaríkjunum síðan árið 2000. Það stefndi í að ná útlosun niður fyrir 5 gígatonn á ári í 2020.   Þetta stafar af nýrri tækni og harðari reglum um útblástur, einkum frá kolakyntum raforkuverum. Auðvitað leit þetta allt mjög vel út, en svo kemur Trump til valda. Nú má telja víst að útlosun hækki næstu fjögur árin vegna neikvæðs viðhorfs hins nýja forseta til vísinda og hnattrænnar hlýnunar. Eitt hans fyrsta verk mun verða að loka NASA stofnuninni, sem hefur verið í fremstu línu við loftslagsrannsóknir: NASA Goddard Space Flight Center. Ameríkanar munu hverfa frá Parísarsamningnum um loftslagsbreytingar.

Hafísinn hrapar

 Hafísmyndun á norðurslóðum í ár er um 2 til 3 milljón ferkílómetrum á eftir venjulegu ári. Á Suðurheimsskautinu bráðnar hafís hraðar en áður.   Myndin sýnir umfang af hafís samtals fyrir Norður Pólinn og Suðurheimsskautið, frá 1978 til 2016. Alls er flatarmál hafíss á jörðu á milli 14 og 22 milljón ferkílómetrar. En það er augljóst að árið 2016 er allt öðruvísi en undanfarið, hvað snertir hafís (rauða línan). Nú er kominn nóvember mánuður og ísmyndun ætti að vera í hámarki í norðri og bráðnun í suðri. En nú árið 2016 er hafísinn langt undir meðallagi. Við erum að nálgast á toppinn, sjálfan vendipúnktinn, í hnattrænni hlýnun.

Eldfjallagas spáir fyrir um Eldgos

Eldfjallafræðinga hefur lengi dreymt um aðferð til að spá fyrir um eldgos, en þetta hefur satt að segja ekki gengið vel. Við vitum að jarðskjálftavirkni undir ldfjalli eykst fyrir gos, og varar okkur við að órói er í gangi, en spáir ekki beint um hvenær gos verði. Ein aðferð er sennilega sú besta, en það er InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar). Sú tækni er byggð á tíðum mælingum frá radar í gervihnöttum og mælir breytingar á yfirborði jarðar. Þannig er mál með vexti að þegar kvika leitar upp í eldfjallið úr möttlinum, þá þenst fjallið út, það lyftist upp og radar í gervihnöttum mæla breytinguna. Fjallið verður ólétt og það ger á sjá á henni.   En InSAR er mjög dýr aðferð og ekki á allra færi að komast yfir slík gögn. Nú er önnur aðferð, sem kann að reynast vel, en það er eldfjallagas. Það er algengt að gasútstreymi eykst rétt fyrir gos, en nýjar mælingar sýna að ef til vill breytist efnsasamseting á gasinu fyrir gos, og gefur möguleika til að spá gosi.    Undanfarin þrjú ár hefur eldfjallið Turrialba í Costa Rica í Mið-Ameríku sýnt óróa og smá gos. Myndin sýnir mælingar á gasi sem streymir upp úr eldfjallinu. Það er hlutfallið C/S eð hlutfallið milli kolefnis og brennisteins, sem er mælt og sýnt blátt á myndinni. Gulu svæðin á myndinni sýna gos. Takið eftir að C/S hlutfallið eykst yfir fimm og upp undir tíu rétt fyrir gos. Þessar mælingar eru gerðar með tæki sem er stillt upp á gígbrúninni og sendir gögnin til rannsóknarstöðvar í öruggri fjarlægð. Þótt við vitum að það verður breyting á C/S rétt fyrir gos, þá vitum við satt að segja ekki hvers vegna það gerist. Gasið sem streymir upp er mikil blanda af efnum, sem hafa ýmiskonar uppruna. Sumt er gas sem losnar út úr kvikunni, sumt er gas sem losnar úr berginu umhverfis, þegar það hitnar osfrv. En samt sem áður er hér að finna góða aðferð til að spá fyrir um gos. Ekki er mér kunnugt um að þessari aðferð hafi verið beitt á Íslandi enn.

Heiti reiturinn okkar er 1480°C

Ég hef fjallað hér áður um heita reitinn undir Íslandi, og bent á að reyndar er þetta fyrirbæri miklu mikilvægara fyrir jarðfræðilega þróun Íslands heldur en Mið-Atlantshafshryggurinn. Það kom fyrst fram árið 1954 að eitthvað óvenjulegt væri í gangi undir Íslandi, þegar Trausti Einarsson birti niðurstöður sínar um þyngdarmælingar. Hann sýndi fram á að efri möttull jarðar, sem er lagið undir íslensku jarðskorpunni, væri frábrugðinn öðrum svæðum Atlantshafs. Þyngdarmælingarnar sýna mikla skál undir miðju landinu, eins og fyrsta myndin sýnir.  Trausti stakk uppá að undir landinu væru setlög með fremur lága eðlisþyngd. Mælingar hans eru grundvallarverk í könnun á jarðeðlisfræði Íslands, en túlkun hans reyndist röng. Byltingin gerðist árið 1965, þegar Martin Bott birti niðurstöður um frekari þyngdarmælingar á Íslandi. Hann komst að þeirri niðurstöðu að mötullinn undir Íslandi væri mjög frábrugðinn, með tiltölulega lága eðlisþyngd. Það skýrði hann með því að efstu 200 km íslenska möttulsins væri part-bráð, þ.e.a.s. berg sem inniheldur um 10% af kviku. Skálin er sem sagt ekki full af kviku, heldur er hún möttulsberg, sem er part-bráðið, eins og svampur. Vökvinn sem rís uppúr þessum svampi er kvikan, sem gýs á yfirborði landsins.

Nú vitum við að heiti reiturinn undir Íslandi er um 1480 °C heitur, og þá um 160 stigum heitari en möttullinn almennt í kring. Með því að mæla magn af ál í olivín cristöllum, hafa Simon Matthews og félagar í Cambridge ákvarðað þennan hita. En kristallarnir eru úr basalt hraunum frá Þeystareykjum. Þetta skýrir að hluta til hvers vegna eldvirkni er svo mikil á Íslandi. Undir okkur er heitur reitur, sem sennilega nær langleiðina niður að kjarna jarðar. Hann bráðnar fyrr og meir en möttullinn umhverfis, og framleiðiðr mikið magn af kviku, sem berst í átt að yfirborði landsins.

Hlýtt haust

Það er ekki aðeins á Íslandi sem að haustið hefur verið óvenju milt. Áhrifanna gætir um allar norðurslóðir. Í október var til dæmis hiti yfir norðurslóðum allt að átta stigum yfir (1980-2010) meðaltali, eins og fyrsta myndin sýnir. Mikið af þessari hlýnun stafar af stórum svæðum sem eru opið haf, með óvenju hlýjan sjó, sem er fjórum stigum heitari en í venjulegu ári. Á þessum svæðum er hitinn yfir frostmarki, en þar ætti nú að ríkja um 25 stiga frost í venjulegu ári. Ein afleiðingin er sú, að hafís er langt undir meðallagi, eins og önnur myndin sýnir. Nú í haust er hafísþekjan á norðurslóðum jafnvel minni en hún var árið 2012, sem setti nýtt met. Við erum nú orðin vitni af stökkbreytingu í hnattrænni hlýnun.

Eldgos um heim allan

Smithsonian stofnunin í Washington DC hefur lengi fylgst með eldgosum um heim allan og gefið út árlega skýrslur um virkni þeirra. Nú hefur Smithsonian gert þetta efni vel aðgengilegt á vef sínum sem “app”, sem spilar öll eldgos frá 1960 til okkar daga. Appið er hér:   http://volcano.si.axismaps.io/

Þar eru einnig sýndir jarðskjálftar og útlosun brennisteins. Takið eftir að virknin er miklu meiri í sigbeltum á jöðrum meginlandanna heldur en á úthafshryggum. En auðvitað fara flest eldgos á hafsbotni framhjá okkur þar sem engin tækni er enn þróuð til að skrá þau.