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.

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.

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.

Sjávarborð hækkar stöðugt

Sjávarborð hækkar um heim allan vegna hnattrænnar hlýnunar. Ég er staddur í Newport, Rhode Island, á austur strönd Bandaríkjanna. Hér hafa menn almennt vaxandi áhyggjur af hækkandi sjávarborði, sem veldur vatni í kjallaranum, rofi á ströndinni og flóði yfir suma vegi meðfram sjónum. Þetta er reyndar vandamál, sem allir berjast við á austur strönd Ameríku í dag.   Hér í Newport hækkar sjávarborð að meðaltali um 2,72 mm á ári.

Í Reykjavík hefur sjávarborð einnig hækkað að meðaltali um 3,6 mm á ári frá 1956 til 2007, eins og myndin sýnir. Síðustu ár hefur hækkunin verið meiri, og er um 5,5 mm á ári fyrir tímabilið 1997 til 2007. Ég hef ekki séð nýrri mælingar en við getum fastlega gert ráð fyrir að hækkunin sé ekki minni í dag. Hluti af hækkun sjávarborðs í Reykjavík er þó tektónísk, þ.e. hún stafar af því að jarðskorpan sígur stöðugt undir höfuðborginni, um það bil 2,1 mm á ári.

Það er athyglisvert að hækkun sjávarborðs virðist gerast hraðar nú í Reykjavík en áður. Það sama kemur fram í gögnum frá austur strönd Ameríku og víðar. Hækkunin getur orðið mjög hröð ef ísinn umhverfis Suðurskautið bráðnar. Sumir vísindamenn telja að í náinni framtíð (á 22. öldinni) geti sjávarborð hækkað um jafnvel 30 cm á áratug, þegar ísbreiðan á vestur hluta Suðurskautsins losnar frá meginlandinu og bráðnar í heitari sjó.

Fyrir þremur árum töldu flestir vísindamenn að hækkun sjávar á ströndum Ameríku verði í mesta lagi 30 cm árið 2100 miðað við sjávarborð í dag. En í dag telja margir þeirra að hækkunin geti jafnvel orðið 180 til 210 cm við næstu aldamót. Ef svo fer, þá eru það einhverjar mestu náttúruhamfarir, sem mannkyn hefur orðið fyrir. Milljónir verða að flýja heimili sín og margar borgir með ströndum landsins verða yfirgefnar.  Þrátt fyrir þessar grafalvarlegu niðurstöður vísindanna, þá neita þingmenn Repúblikana í Bandaríkjunum að viðurkenna hnattræna hlýnun, og stinga hausnum í sandinn, eins og strúturinn.  En framundan kunna að vera einhverjir mestu landflutningar, sem mannkynið hefur upplifað, þegar íbúar yfirgefa sökkvandi stórborgirnar og leita inn á hærri landsvæði meginlandanna.

Framtíð hafíssins

 

Viðbrögð mannkyns við loftslagsbreytingum eða hnattrænni hlýnun eru nú allt of máttlítil til að stemma stigu við bráðnun hafíss og jökla.  Það er vaxandi magn af CO2 í andrúmslofti, sem keyrir áfram hnattræna hlýnun, en nú er CO2 í andrúmslofti komið yfir 400 ppm. Almennt er talið að hættuástand muni ríkja á jörðu ef meðalhiti á yfirborði jarðar hækkar um 1.5 til 2oC miðað við árið 1990. Líkön sýna að það verður um 2°C hlýnun fyrir viðbót af hverjum 1000 GtC (gígatonn af kolefni) í andrúmsloftinu (gígatonn er einn miljarður tonna).

Í dag inniheldur andrúmsloft jarðar um 775 GtC, eða 775 milljarða tonna af kolefni. Síðan iðnbyltingin hófst um árið 1751, hafa alls um 356 gígatonn af kolefni bættst við í andrúmsloftið vegna notkunar á eldsneyti og vegna framleiðslu á sementi (um 5%).  En helmingur af allri útlosun af CO2 hefur orðið síðan árið 1980.

Fundur Sameinuðu Þjóðanna um loftslagsmál í París árið 2015 setti sér það markmið að halda meðalhita jarðar innan 2oC miðað við hita fyrir iðnbyltinguna, og þar með að skuldbinda sig um að halda útlosun af CO2 innan við 1000 GtC mörkin. Til að ná þessu settu marki þarf að draga úr útlosun á CO2 strax, og hætta algjörlega allri CO2 útlosun árið 2050. Þetta er mjög erfitt markmið og sennilega ekki kleyft í núverandi þjóðfélagi á jörðu.

Þróun útlosunar á CO2 í heiminum hefur bein áhrif á hafísþekjuna á norðurslóðum og framfarir á þessu svæði. Hingað til hefur svæðið umhverfis Norðurheimsskautið reynst erfitt fyrir landnema, iðnað, landbúnað og alla þá þróun, sem við vestrænir menn köllum einu nafni framfarir. Loftslag, kuldi og hafís hafa valdið því að þróun er mjög hægfara á þessu svæði til þessa. En nú þer þetta ástand allt að breytast vegna hnattrænnar hlýnunar og mun það hafa mikil áhrif á allt Norðurheimskautssvæðið, einnig í grennd við Ísland á komandi árum og öldum.   Nú hlýnar um helmingi hraðar á Norðurskautssvæðinu en á maðaltali á jörðu. Allt bendir til að Íshafið verði að mestu laust við allan hafís allt sumar og meiri hluta ársins innan fárra ára.

Það eru margar spár eða líkön vísindanna um framtíð hafíssins á Norðurslóðum næstu áratugina, eins og sýnt er á myndinni. Allar sýna þær mikla minkun og jafnvel að hafís hverfi að mestu í kringum árið 2050. Svarta línan sýnir raunverulegan samdrátt hafíssins, og það er eftirtektarvert, eins og oft áður með spár um hlýnun, að svartsýnasta spáin er næst raunveruleikanum. Samkvæmt henni verður svæðið nær íslaust á sumrin í kringum 2040.

Þá opnast frekar þrjár siglingarleiðir milli Kyrrahafa og Atlantshafs yfir pólinn. Norðvestur leiðin er þekktust þeirra en erfið og fremur grunn (minnst 11 metra dypi). Norðaustur leiðin undan strönd Síberíu er einnig fremur grunn. Talið er að hún verði opin um 6 vikur á hverju sumri eftir árið 2025. Loks er það leiðin yfir pólinn, sem er stytst og yfir djuphaf að fara. Hún verður opin amk. 2 vikur á ári eftir 2025.

Hafísinn hverfur í norðri

 

 

Árið 1970 var flatarmál hafíss á og umhverfis norður heimskautið á þessum tíma árs um 8 milljón ferkílómetrar. Nú í sumar er það aðeins um 3.4 milljón ferkílómetrar og fer hratt minnkandi. Síðustu 30 árin hefur hafísinn einnig þynnst sem nemur um 40%. Við erum nú vitni af því að hafísinn er næstum allur að hverfa á einni mannsævi.  Línuritið sem fylgir hér með sýnir sveifluna á útbreiðslu hafíss á norðurhveli yfir árið og einnig undanfarin ár. Bráðnunin nær hámarki í september ár hvert og þá er flatarmálið í lágmarki, um eða undir 4 milljón ferkm. Ísinn nær mestri útbreiðslu í mars hvert ár.

Meðaltalstölur fyrir öll árin frá 1981 til 2010 eru sýndar með svörtu þykku línunni á myndinni og gráa beltið umhverfis það er frávik eða skekkjan fyrir þessi ár. Seinni ár sýna mun minni hafís, einkum árið 2012, sem er frægt sem árið þegar hafísinn næstum hvarf. Það ár er sýnt með svörtu brotalínunni. Árið 2016 er sýnt með rauðu línunni og það er greinilega mjög svipað og árið 2012.

            Minnkandi hafís hefur margt í för með sér. Í fyrsta lagi drekkur þá dökkur sjórinn mikinn hita í sig, sem venjulega endurkastast út í geim frá hvítum ísnum. Þar með vex hnattræn hýnun í keðjuvirkun. Í öðru lagi dregur úr myndun á vissri tegund af sjó á norðurhveli. Það er sjór, sem myndast þegar hafís frýs. Sá sjór er saltur og þungur og sekkur til botns, rennur eftir botninum í gegnum sundið milli Grænlands og Íslands og langt suður í Atlantshaf. Þessi straumur er reyndar mótorinn í færibandi heimshafanna. Svörun við þessum straum er Golfstraumurinn. Nú telja sumir vísindamenn að Golfstraumurinn sé að hægja á sér af þessum sökum. Ef svo fer, þá getur hnattræn hlýnun leitt af sér staðbundna kólnun í framtíðinni á vissum svæðum á norðurhveli, eins og hér á Fróni.

Er Grænlandshákarl elsta lifandi hryggdýr jarðar?

 

Ég var í hákarlasafninu í Bjarnarhöfn í dag með hóp frá Bandaríkjunum. Þeir gæddu sér á hákarl. Þegar ég kom heim, þá las ég grein þess efnis, að hákarlinn umhverfis Ísland og Grænland er sennilega langlífasta hryggdýr jarðar. Samkvæmt nýjustu rannsóknum getur hann náð um 400 aldri. Hann er samt ekki langlífasta dýrið. Það er kúfskel, sem fanst á hafsbotninum undan Norðurlandi fyrir nokkrum árum, en hún reyndist vera 517 ára gömul, þegar vísindamenn drápu hana með því að skera hana í tvennt. Aldursgreining á hákarlinum er gerð með því að mæla geislavirk efni (geislakol) í augasteininum. Miðja augasteinsins er elst, og svo hlaðast utan á hann yngri og yngri lög. Sá elsti, sem er hákarl yfir 5 metrar á lengd, reyndist vera um 392 ára gamall, samkvæmt rannsókn Julius Nielsen og fleiri danskra líffræðinga. Ef þið eruð að smjatta á hákarlsbita og skola honum niður með Svarta Dauða á næsta Þorrablóti, þá eru töluverðar líkur á að þið séuð með nokkur hundruð ára gamlan fiskbita í kjaftinum.

 Er það  tilviljun, að hákarlinn og kúfskelin, sem bæði lifa í mjög köldum sjó, séu langlífustu dýrin á jörðu? Sennilega er það engin tilviljun, heldur tengt kuldanum sem þau lifa við.  Kuldinn hægir á allri líkamsstarfsemi og gefur þeim lengra líf.

Þegar þorskurinn hverfur

Maine flóinn, undan norðaustur strönd Bandaríkjanna, var lengi mesta forðabúr landsins hvað varðar fiskveiðar, einkum Georgesbanki. Þarna mætast Golfstrumurinn úr suðri og Labrador straumurinn að norðan. Af þeim sökum er lífríki mjög blómlegt hér, einkum fyrir svif, sem nærir fiskstofna. Talið er að Baskar frá Spáni hafi byrjað þorskveiðar á Georgesbanka fyrir meir en þúsund árum, en þeir gerðu þetta með mikilli leynd. Árið 1497 uppgötvaði John Cabot þessi gjöfulu mið fyrir Bretakonung og eftir það varð saltfiskur mjög mikilvæg fæða í Evrópu og víðar. Borgin Boston var snemma reist sem miðstöð fyrir fiskveiðar á Georgesbanka.

En svo kom að merki um ofveiði fóru að koma í ljós. Fyrst hvarf lúðan af miðunum í kringum 1850. Síðar komu togararnir frá ýmsum löndum og þá byrjaði ýsan að hverfa snemma á tuttugustu öldinni. Árið 1976 var erlendum togurum bannað að veiða hér, og Ameríkanar höfðu nú öll miðin fyrir sig, nema lítinn hluta á norður endanum. Þar fiskuðu Kanadamenn. Árið 1994 var lítið eftir og loks nú var meiri hluta bánkans lokað fyrir allar veiðar, þegar nær enginn þorskur var eftir. Fyrsta mynd sýnir hvernig þorskveiðar hafa dregist saman frá 1982 til 2013, í tonnum.   Nú þrífst skata vel á Georgesbank.

Fræðimenn halda að ofveiði sé aðeins ein hlið málsins og skýri ekki hvarf þorsksins. Þeir halda hins vegar að hlýnun hafsins sé enn mikilvægari þáttur. Hiti sjávar hér hefur risið stöðugt á þessu tímabili, eins og kemur fram í annari myndinni. Reyndar fer hiti hækkandi í öllum höfum heims, en hér í Maine flóa hækkar hann þrisvar sinnum hraðar. Hlýnun að þessu marki er talin mjög neikvæð fyrir afkomu þorsksins og nýliðun minnkar hratt.

Sagan er dálítið önnur norðar á Kanadísku miðunum við Labrador og Nýfundnaland. Þar virðist þorskurinn vera að jafna sig eftir að miðin voru friðuð í tuttugu ár.  Þriðja myndin sýnir hvernig yfirborð sjávar hefur hitnað á milli 2013 og 2014. Mesta hlýnunin (rautt) er á Maine flóa og Georgesbánka, eins og sjá má, með meir en 0,2 gráðu hlýnun milli ára. Hafsvæðið umhverfis Ísland er enn blátt að mestu á myndinni (ekki mikil hlýnun enn), en við hverju megum við búast, og hvaða áhrif hefur hraðvaxandi hnattræn hlýnun á þorskstofn Íslendinga?

 

Norðaustur leiðin er að verða vinsæl

Mikið hefur verið fjallað um norðvestur leiðina, þ.e.a.s. siglingarleiðina milli Norður Atlantshafs og Kyrrahafs, sem liggur milli Grænlands og Kanada. Þessi leið verður sífellt greiðfærari, þar sem hafísþekjan á norðurslóðum minnkar ár frá ári. En það er norðaustur leiðin, sem er ekki síður athyglisverð og kann að verða mikilvægari í framtíðinni, fjarri Íslandi. Hún er sýnd á fyrstu myndinni, en sú sigling þræðir um Íshafið austanvert, meðfram norður ströndum Noregs, Rússlands og Síberíu, og inn í Kyrrahafið. Siglingin frá Hamborg til Shanghai um norðaustur leiðina styttist til dæmis um 6 þúsund km, miðað við hina hefðbundnu syðri siglingu um Súez skurðinn.  Árið 2014 fóru 53 skip þessa leið, en á sama tíma sigldu 17 þúsund skip venjulegu syðri leiðina, í gegnum Súez skurðinn. En umferðin um norðaustur leiðina vex ár frá ári síðan hún var fyrst farin árið 2010 (fjögur skip), eins og önnur mynd sýnir. En nú hefur olíuverð lækkað og sparnaðurinn við að sigla norðaustur leiðina þá ekki jafn mikill. Framtíðin er því óljós í þessu máli. En eitt er sérstaklega athyglisvert: allt bendir til að umferð skipa um norðaustur leiðina muni í framtíðinni verða án viðkomu í höfnum á leiðinni; non-stop traffic. Það sama mun gerast í norðaustur leiðinni: Ísland er og verður aldrei mikilvæg millilending á slíkum siglingum, þrátt fyrir bollaleggingar sumra sveitarfelaga hér á landi.

Þegar eldfjallaeyjar hrynja

Lítið á þennan stóra stein. Er þetta ekki Grettistak? Nei, það passar ekki, þar sem hann er að finna á Grænhöfðaeyjum, á eynni Santiago, sem er í miðju Atlantshafi, rétt norðan við miðbaug. Grettistök eru flutt af kröftum skriðjökla, en hér í Grænhöfðaeyjum hefur ísöld aldrei verið við völd. Þessi steinn var færður hingað, upp í um 270 metra hæð yfir sjó, af flóðbylgju eða tsunami, fyrir um 73 þúsund árum. Flóðbylgjan myndaðist þegar tindur og austurhlíð eldfjallseyjunnar Fogo hrundi.  Eldeyjan Fogo í Grænhöfðaeyjum er eitt af hæstu eldfjöllum í Atlantshafi, um 2829 m yfir sjó. En Fogo var áður fyrr mun stærri og einnig miklu hærri. Önnur mynd er af Fogo í dag. Þar sést mikill hringlaga dalur í toppnum og austur hlíð eldeyjarinnar. Hér hrundi fjallið fyrir 73 þúsund árum og risavaxin skriða féll til austurs, í hafið. Við það myndaðist flóðbylgjan, sem flutti stór björg hátt upp á stendur eyjanna fyrir austan, eins og fyrsta mynd sínir. Það eru mörg tilfelli um að háar eldeyjar hafi hrunið á þennan hátt í jarðsögunni, bæði á Kanríeyjum, Hawaíi og víðar. Enda er það eðli eldfjalla að hlaðast upp og ná mikilli hæð. Þá verða þau óstöðug með tilliti til aðdráttarafls jarðar og hrynja í hafið. Þriðja myndin sýnir líkan af útbreislu flóðbylgjunnar. Slíkar tsunami era flóðbylgjur ferðast með ótrúlegum hraða um heimshöfin, en hraðinn er í beinu hlutfalli við dýpi hafsins. Þannig fer flóðbylgja á um 500 km á klst. Ef dýpið er um 2000 metrar. Ef dýpið er um 4000 metrar, þá er hraðinn allt að 700 km á klst. Þessi flóðbylgja hefur borist til Íslands fyrir 73 þúsund árum á um 5 klukkutímum. En á þeim tíma ríkti ísöld á Fróni og hafið umhverfis landið þakið hafís. Flóðbylgjan hefur brotið upp og hrannað upp hafís á ströndinni og ef til vill gengið á land. En vegna áhrifa skriðjökla á ísöldinni eru öll vegsummerki um flóðbylgjuna horfin. Hafa Íslensk eldfjöll eða eldeyjar hrunið á þennan hátt? Mér er ekki kunnugt um það. Aftur er það ísöldin, rofið og áhrif jökla, sem halda Íslenskum eldfjöllum í skefjum og koma í veg fyrir að þau verði nægilega há til að mynda risastór skriðuföll og stórflóð.