Maðurinn sem mældi aldur Íslands

Vinur minn Stephen Moorbath er látinn. Ég kynntist Stephen þegar ég var við doktorsnám í Bretlandi og það leiddi til þess að við gerðum út leiðangur til Íslands til að ákvarða hvað íslenska blágrýtismyndunin væri gömul. Stephen rak merkilega rannsóknastofu við Oxfordháskóla, þar sem aðstæður voru frábærar til að mæla aldur bergs með því að ákvarða magn geislavirkra efna í berginu. Hann hafði hlotið heimsfrægð vegna aldursgreininga hans á elsta bergi Grænlands, sem er nærri fjórir miljarðar ára að aldri, og var langi vel talið elsta berg á jörðu (nú finnst enn eldra berg í Kanada).

Þegar við Stephen byrjuðum verkefnið á Íslandi, þá var augljóst að elstu hraunlögin í blágrýtisstaflanum væri að hitta fyrir austast og vestast á landinu, ef dæma má út frá legu og halla jarðlaganna. Við stefndum því á Vestfirði sumarið 1967 og tókum mörg sýnishorn af blágrýti einkum á Breiðdalsheiði, en þar reyndist bergið mjög ferskt og ekki ummyndað af jarðhita. Þá var næst stefnt á Austfirðina og þar fylgdum við jarðlögunum þar til við vorum komnir neðst í staflann við Gerpi á Austfjörðum. Auk þess tókum við sýni úr klettum bak við naglaverksmiðjuna í Borgarnesi, en jarðlagahallinn benti til að þar ætti að vera tiltölulega fornt berg (Borganes andhverfan).  Ári síðar birtust niðurstöður okkar í vísindaritinu Earth and Planetary Science Letters. Það kom í ljós að elsta bergið á Vestfjörðum ern nokkurn veginn jafn gamalt og á Austfjörðum, eða um 16 milljón ára, og að beglögin yngjast inn til landsins í báðar áttir. Andhverfan í Borgarnesi reyndist vera um 12.5 milljón ára. Þetta voru spennandi tímar, því grundvöllur þekkingar okkar á uppbyggingu Íslands var að fæast, einkum með tilliti til Mið-Atlantshafshryggjarins.

Stephen Moorbath var tvímælalaust í fremstu röð jarðvísindamanna í Bretlandi. Hann starfaði í mörg ár við rannsóknir á geislavirkum efnum í jörðu og þróaði tækni til að kanna og mæla þau. En hann var fæddur í gyðingafjölskyldu í Þýskalandi árið 1929. Hann slapp naumlega frá Þýskalandi nasista árið 1939, en móðir hans og systir voru brenndar í helförinni miklu í herbúðum nasista árið 1942. Hann fékk vinnu sem aðstoðarmaður í lífefnafræðideild Oxfordháskóla sem unglingur, en einstakir hæfileikar hans komu fljótt í ljós og kjarnorkustofnunin Harwell sendi hann beint á skólabekk í Oxford til framhaldsnáms árið 1948. Ferill hans sem vísindamanns var glæsilegur, en það voru margar aðrar merkilegar hliðar á þessum gáfaða sérvitring: tónlist, listir, bókmenntir og allt hitt var á hans valdi, en kímnigáfan meiri og betri en hjá nokkrum öðrum sem ég hef kynnst.

Hlýnun heimshafanna lýgur ekki

Oftast er fjallað um breytingar á hita andrúmsloftsins þegar rætt er um loftslagsbreytingar. Við skulum nú líta á hnattræna hlýnun frá allt öðru sjónarhorni: hita hafsins. Við þekkjum það vel frá reynslu okkar úr eldhúsinu að lofthiti er reikull, en hiti vatnsins er mikill og langvarandi forðabúr af orku. Við leggjum því hitafarssögu andrúmsloftsins til hliðar að sinni og skoðum sögu og feril hita heimshafanna undanfarna áratugi, eða frá 1958. Það er með hita, eins og margt annað, að segja má að lengi tekur sjórinn við. En það er flókið mál að mæla og fylgjast með hita hafsins, því hann er mjög breytilegur eftir bæði staðsetningu á plánetunni og einnig dýpi í hafinu. En síðan 2006 hefur verið mjög vel fylgst með hita hafsins með svokölluðum ARGO duflum, dreift víða um heimshöfin, sem mæla hita hafsins frá yfirborði og niður á 2 km dýpi.

Myndin sem fylgir sýnir tvennt: hún sýnir hitann sem felst í efstu 2 km í hafinu, í orkueiningunni Joules (svarta línan) og einnig magn koltvíoxíðs í andrúmsloftinu. Það er ljóst að hitamagn hafsins er stöugt að aukast. Til samanburðar má benda á að hitun heimshafanna frá yfirborði og niður á 2 km dýpi frá 1992 til þessa árs er um tvö þúsund meiri hitaorka en öll orkan framleidd af öllum raforkuverum Bandaríkjanna síðasta áratuginn. Blá-græna línan er ferill koltvíoxíðs í andrúmslofti jarðar, sem stöðugt vex af manna völdum. Myndin er frá Lijing Cheng.

Fellibylirnir eru að byrja að breyta hugarfarinu um lofslagsbreytinar

Af einhverjum óskiljanlegum ástæðum, þá hafa hægri menn í Bandaríkjunum og víðar hina mestu óbeit á hugtakinu “loftslagsbreytingar”.   Þeir virðast líta svo á, að kenningin um loftslagagsbreytingar sé uppspuni, sem vinstri menn og sósíalistar beiti í pólitískum tilgangi, til að hreðja á frjálslyndistefnu auðvaldsins. Þeir líta á kenninguna um loftslagsbreytingar sem verkfæri vinstrisinnaðra til að hnekkja á olíufélögum, kolanámum, og arðbærri starfssemi þeirra. Þeir neita að trúa því sem frjálslyndir segja, þeir neita að trúa vísindamönnum, en nú verða þeir að trúa sínum eigin augum. En nú er komið aðeins annað hljóð í strokkinn, eftir að bæði tíðni og styrkur fellibylja í hefur færst í aukana, einkum í suður ríkjum Bandaríkjanna. Það mun væntanlega koma í ljós í þingkosningunum árið 2018 hvort veruleg breyting hefur orðið á viðhorfinu til loftslagsmála í Norður Ameríku. En skoðun almennings er að breytast smátt og smátt, eins og nýjasta könnun Gallups sýnir fram á. Myndin sýnir niðurstöður skoðanakannana Gallups frá 2001 til 2017. Það er greinilegt að hugarfarið er að breytast, þótt hægt gangi.

Jökullinn dökknar og bráðnar hraðar

Litur jökulsins skiftir miklu máli varðandi bráðnun hans. Hvernig er það: er jökull ekki alltaf hvítur? Síður en svo. Víða er yfirborð Grænlandsjökuls grátt á litinn og reyndar ótrúlega óhreint þegar bráðnunin stendur sem hæst, seinni part sumars. Mælikvarði á lit jökulsins er albedo eða endurskin hans. Það er mælt reglulega úr gervihnöttum, sem svífa yfir Grænlandi.   Ef yfirborðið er algjörlega hreint og hvítt, þá er albedo 100% og endurkastar ísinn þá nær öllu sólarljósi sem á það fellur. Línuritið sýnir albedo eða endurkast Grænlandsjökuls frá árinu 2000 til 2014 og það er greinilegt að mikil breyting hefur gerst á þessum stutta tíma, með hnignun endurskins frá um 81% til 75%.  Hvers vegna er þessi breyting í gangi?   Það eru örsmáar plöntur eða þörungar sem vaxa á yfirborði jökulsins, sem valda að hluta til minnkandi albedo og þar með vaxandi bráðnun á yfirborði Grænlandsjökuls í dag. Neðri myndin sýnir hvað jökullin getur verið dökkur af þessum sökum, og drekkur í sig sólarorkuna.

Grænlandsjökull minnkar hratt

Ein viðbrögð lesanda á mínu fyrra bloggi var sú, að Grænlandsjökull væri að stækka, sem sýndi að það væri engin hnattræn hlýnun í gangi. Þetta er leiður misskilningur, sem ég vill leiðrétta hér og birta staðreyndir í þessu máli. Það eru ýmsar aðferðir við að mæla jökul. Við getum fylgst með flatarmáli, þykkt eða hæð og síðast en ekki síst rúmmáli eða massa. Bráðnandi jökull getur þynnst og lækkað en hann getur samstundis runnið fram og lækkað og þar með aukið flatarmálið um tíma.

Besta mælingin á massa eða rúmmáli Grænlandsjökuls kemur frá gervihnettinum GRACE. Það eru reyndar tveir hnettir, sem svífa hlið við hlið og gera nákvæma þyngdarmælingu reglulega á rúmmáli Grænlandsjökuls. Niðurstöður má sjá á meðfylgjandi mynd. Þar kemur fram að Grænlandsjökull tapar að meðaltali um 286 Gigatonnum á ári (gígatonn er jafnt og einn miljarður tonna). Það er því fjarstæða að halda því fram að Grænlandsjökull sé að stækka, þegar litið er á kaldan sannleikann sem kemur frá slíkum gögnum gervihnatta. Hættið að stinga hausnum í sandinn!

Er nokkur vafi?

Veðurfræðingar hafa bent á að fellibyljum fjölgar stöðugt undanfarin ár. Margir þeirra telja að þessi breyting sé afleiðing af hnattrænni hlýnun: hlýnun orsakar heitara haf í hitabeltinu (sjórinn er eina til tvær gráður heitari en “venjulega”), og heitara haf gefur meiri orku í fellibylinn. Línuritið sem fylgir sýnir fjölda af fellibyljum í hitabelti Norður Atlantshafsins á ári hverju, frá 1850 til 2014. Meiri hluta tímabilsins voru yfirleitt um tíu byljir á ári. En svo tók þeim að fjólga í kringum 1990 og eru að nálgast átján á ári nú. Þetta og önnur gögn styðja kenninguna um að hnattræn hlýnun auki tíðni og styrk fellibylja, hvað sem yfirvöld í Bandaríkjunum tauta.

Orkan í fellibyl

Fellibylir koma í ýmsum stærðum. Við þekkjum ef til vill best Saffir–Simpson mælikvarðann, frá 1 til 5. Toppurinn er 5, með vind hraða meir en 251 km á klst. Það er enginn 6 til á þessum skala, sem er auðvitað ófullnægjandi. Í framtíðinni munu fellibylir vera mældir út frá orkunni sem í þeim býr. Fellibylurinn er eins og vél, sem tekur orkuna úr heitum sjó, notar þessa orku í hringekju lofts sem er með um 300 km þvermál og hefur útblástur í um 12 km hæð yfir sjó eða landi.

í heimi vísindanna er algengasta orkueingin nefnd joule. Ein joule er orkan sem þarf til að hita eitt gramm af vatni um 0.24 stig. Ein joule er orkan sem þarf til að hreyfa 1 kg af efni um einn meter á hraða einn meter á sekúndu.

Þegar fjallað er um risastóra orku í fellibyl þarf að bæta ansi mörgum núllum fyrir aftan joule. Algengast er að tala um orku fellibylja í terajoules, en ein terajoule er joule með 12 núllum á eftir. Á kortinu sem fylgir hér með eru sýndir nokkrir miklir fellibylir og orkan sem þeim fylgdi. Þar er fellibylurinn Harvey (2017) sem hrjáði Houlston í Texas, með 28 terajoules. Katrina (2005) eyddi New Orleans, með 116 terajoules. Irma (2017) er nú á leið milli Kúbu og Florida, með 112 terajoules. Andrew (1992) hrjáði Miami með 15 terajoules. Til samanburðar var orkan sem leystist úr læðingi í kjarnorkusprengjunni yfir Hiroshima í Japan árið 1945 um 63 terajoules. Irma er því um helmingi stærri en Hiroshima.

Litríkt umhverfi Íslands

Það er ótrúlegt hvað þekkingu okkar um hafsbotninn hefur fleygt fram síðan byltingin um flekahreyfingar varð í kringum 1965. Hér er litríkt kort af svæðinu umhverfis Ísland, sem sýnir hafsbotninn litaðan eftir aldri. Hvíta línan markar Mið-Atlantshafshrygginn. Rauðu svæðin eru yngri en 30 milljón ára. Gul jarðskorpa á hafsbotninum er um 50 milljón og grænt um 60 milljón. Blágráu svæðin er eldri meginlandsskorpa, þar á meðal Drekasvæðið fyrir norðaustan Ísland. Staðsetning á þessum lituðu rákum á hafsbotninum hefur fengist með segulmælingum og aldur þeirra með borun. Nú getið þið spreytt ykkur á því að gá hvort Grænland passar við meginland Evrópu, ef yngri hafsbotn er fjarlægður, eins og máli stóðu fyrir um 60 milljónum ára.

Gufubólstrar eða snjóskaflar?

 

Birkir Rútsson verkfræðingur flýgur oft yfir Grænland. Nú hefur hann fest á mynd það fyrirbæri, sem við höfum áður fjallað um hér á blogginu, inni á meginjöklinum, skammt fyrir norðvestan Kulusuk. Myndin sem fylgir er tekin hinn 28. ágúst, og sýnir greinilega mjög sprunginn jökul. Hann tók einnig myndir af fyrirbærinu hinn 5. ágúst. Það virðist ótrúlegt að hér sé um gufu að ræða, og sennilega eru þetta fokskaflar, en hver veit?

Hvert fer Irma?

Hér er ferill fellibylsins Irmu, sem nú er með styrkleika 3.  Rúmlega helmingur Amerísku þjóðarinnar vonar að Irma gangi yfir Mar-a-Lago, sumarbústað Trumps forseta.