Loftslagsspá og Norðurheimskaut

Vísindin eru til lítils gagns, ef við getum ekki beitt þeim til að gera spár um framtíðina.  Þannig höfum við til dæmis veðurspá, hagspá og síðast en ekki síst loftslagsspá.  Loftslag á Norðurheimskautinu hlýnar nú hraðar en á nokkru öðru svæði á jörðu.  Hvað með framhaldið?  Mest áberandi af breytingum á þessu svæði er bráðnun hafíss, en hann hefur dregist saman sem nemur 75% síðan á áttugasta áratug síðustu aldar.   Fyrsta myndin sýnir flatarmál hafíss á norðurhveli (svarta þykka línan).  Lituðu línurnar sýna ýmis líkön af þróun hafíss á norðurhveli allt til ársins 2100.  Þetta er einn þáttur af spá, sem James Overland og félagar hafa nýlega birt um framtíðarhorfur loftslags á norðurslóðum.  Þetta er byggt á flóknu reiknilíkani, þar sem vaxandi CO2 er mikilvægur þáttur, en einnig breytingar sem verða á endurskini eða albedo jarðar þegar hafísinn fer af og dökkt hafið drekkur í sig sólarhitann.  Takið eftir að það er mikil breidd í hafísspánum  sem sýndar eru af lituðu línunum, en mér þykir merkilegast að raunveruleikinn (svarta línan) er fyrir neðan þær allar. Sem sagt: spárnar fyrir hafísinn eru sennilega of bjartsýnar.  Hafís á norðurhveli verður sennilega horfinn að fullu í kringum 2050. Þeir reikna út tvennskonar loftslagslíkön, sem sýnd eru í annari myndinni.  Annars vegar er bjartsýnislíkan þar sem gert er ráð fyrir að dregið verði verulega úr CO2 útblæstri á jörðu í náinni framtíð (bláa línan), en hins vegar er svartsýnislíkan, sem byggist á business-as-usual, þ.e.a.s. að við jarðarbúar höldum áfram uppteknum hætti og mengum CO2 út í andrúmsloftið á sama hátt og nú ríkir (rauða línan).  Spáin er fyrir Norðurheimskautssvæðið (60oN–90oN) og nær því einnig yfir Ísland.  Kúrfurnar eru frávik frá langtíma meðaltalinu fyrir árin 1981 til 2005, en líkanið nær til ársins 2100 en ég sýni aðeins tvo mánuði hér: janúar og maí.  Takið eftir að línuritið sýnir ekki absolút hitastig, heldur hlutfallslega hækkun, miðað við 1981-2005 meðaltalið fyrir viðkomandi mánuð.  Það er augljóst að líkönin sýna stórfelda hlýnun á norðurhveli, jafnvel fyrir bjartsýnasta líkanið.  Hlýnun er hlutfallslega miklu meiri að vetri til en sumri.  Nú er bara að fylgjast með, og einnig sjá hvernig líkön verða bætt og endurbætt í náinni framtíð. 

í maí var heimsmet

Línuritið sýnir meðal hita fyrir maí mánuð á jörðinni allri frá 1880 til 2014. Lóðrétti mælikvarðinn er frávik frá meðalhita fyrir allt 134 ára tímablilið. Þar kemur í ljós, að sá maí mánuður, sem nú er nýafstaðinn, setti nýtt heimsmet í hita.  Hitamælingarnar eru fyrir bæði land og yfirborð hafsins.  Bláu svæðin eru að sjálfsögðu tímabil þar sem hiti er undir meðallagi, en hin rauðu eru tímabil yfir meðallagi.  Maí í ár er 0,74 stigum fyrir ofan langtímameðallagið fyrir jörðina alla.  Gögnin eru frá NOAA.   Þetta er ekki heimsmet, sem ég held mikið uppá eða gleðst yfir. Hnattræn hlýnun verður vaxandi böl fyrir mannkynið og allt lífríki jarðar.   Hitabeltið hefur hingað til verið talið svæðið, sem er milli 23,5 beiddargráðu á norðurhveli og 23,5 breiddargráðu á suðurhveli jarðar.  Í þessu belti er hitinn hár og lítil hitabreyting yfir árið eða yfir sólarhringinn.  Hitabeltið stækkar nú ár frá ári, en það er talið að hitabeltið færist nú norður um 140 til  270 kílómetra á hverju 25 ára tímabili.   Þetta hefur þau áhrif að árið 2050 mun meir en helmingur mannkyns búa í hitabeltinu. 

Hvers vegna vex hafísinn á Suðurskautinu?

Ísbreiðan sem þekur Suðurskautið heldur áfram að minnka, eins og fyrsta myndin sýnir. Á myndinni er magn jökulksins sýnt í gígatonnum, en einn miljarður gígatonna er einmitt einn rúmkílómeter af ís.  Jökullinn á Suðurskautinu minnkar að meðaltali um 100 rúmkílómetra á ári hverju síðan 2002, sennilega vegna hnattrænnar hlýnunar.  Þetta er svipuð bráðnun og á íshellunni sem þekur Grænland.  Til samanburðar er rúmmál allra jökla Íslands um 3600 rúmkílómetrar. En meginlandsjökull og hafís eru tvö ólík fyrirbæri. Hafísinn umhverfis Grænland minkar á sama hátt og íshettan á meginlandinu, en hafísinn umhverfis Suðurskautið hagar sér hins vegar allt öruvísi og hefur STÆKKAÐ  ár frá ári, allt frá því að mælingar hófust árið 1980. Þetta kemur fram á annari myndinni, en hún sýnir einnig að meðalhiti í lofthjúpnum á Suðurskautinu hefur vaxið á sama tíma.  Hvað er að gerast?  Reyndar er stækkun ísbreiðunnar ekki hröð, en samt vel mælanleg og vex um 2,6% á áratug.  Nú í apríl náði hafísbreiðan yfir 9 milljón ferkílómetra.  Eins og kemur fram á þriðju mynd er þetta algjört met.  Þeir, sem leggja ekki trúnað á að hlýnun jarðar sé staðreynd, vitna nú oft í hinn vaxandi hafís umhverfis Suðurskautið máli sínu til stuðnings.  Er þetta ef til vill þá Akillesarhæll kenningarinnar um hnattræna hlýnun?   Ég held ekki.   Suðurskaut of Norðurskaut eru auðvitað ólíkir heimar.  Það er ekki einungis munur á mörgæsum og ísbjörnum, heldur er stóri munurinn að annar póllinn er á hafinu en hinn í miðjunni á stóru meginlandi.  Hafísinn, sem myndast á Norðurskautinu er umkringdur meginlöndum á alla kanta, nema út í Noregshaf, og útbreiðsla hans takmarkast af því.  Hér í norðri hrannst ís upp oft í hryggi af þeim sökum.   Hinsvegar getur hafís Suðurskautsins breiðst út frjálst og óhindrað í allar áttir og beiðist því einnig hraðar út.  Suðurskautshafísinn er yfirleitt um 1 til 2 metrar en ísinn er tvöfalt þykkari umhverfis Norðurskaut.  En tölurnar fyrir ofan um vaxandi útbreiðslu hafíssins eru að sumu leyti villandi og betri mælistika er að skoða rúmmál hafíss. Þá kemur í ljós að hafís á Suðurskautinu hefur vaxið um 30 rúmkílómetra á ári, sem er aðeins einn tíundi partur af bráðnun hafíss á Norðurskauti og um helmingur af magninu af ferskvatni sem fer í hafið umhverfis Suðurskaut vegna bráðnunar innlandsíssins.   

Suðurpólfarar hafa fjórar kenningar, sem þeir rannasaka nú til að skýra hegðun hafíss syðra:  (1)  Vaxandi vestanátt í suðurhafinu, sem dreifir ísbreiðunni til norðurs, frá Suðurskautinu. Þetta er kenningin, sem flestir vísindamenn hallast að sem aðal þátt í drefingu íssins. (2)  Vaxandi úrkoma á hafið, sem dregur úr streymi af hita úr dýpri lögum hafsins og minkar bráðnun hafíss.  (3)  Úrkoma gerir yfirborð hafsins minna salt og hækkar frostmark og örvar hafísmyndun.  (4)  Vaxandi straumur af ferskvatni til hafsins þegar innlandsísinn bráðnar hefur sömu áhrif og (3).   

Árekstrar við hvali eru tíðastir hjá hvalaskoðunarbátum

Skip og bátar af öllum stærðum sigla öðru hvoru á hvali.  Það gerist nú æ oftar, þegar skip kemur í höfn, að dauður hvalur hvílir ofan á kúlunni í stafni skipsins, eins og fyrsta myndin sýnir.  Hvað þá með alla hina hvalina, sem urðu fyrir árekstri og hurfu í hafið?  Skýrsla Alþjóðahvalveiðiráðsins um árekstra við hvali kom út nýlega og er fróðleg, en hún nær yfir meir en eitt þúsund árekstra sem eru skráðir frá 1885 til 2010.  Auðvitað er galli á svona plaggi, þar sem margir aðilar skrá alls ekki árekstra.  Það eru fyrst og fremst herskip og skip í eigu hins opinbera, sem skrá, en einkaaðilar síður. Það kemur í ljós í þessari og skyldum skýrslum, að algengustu árekstrar við hvali verða hjá hvalaskoðunarbátum.  Hér með fylgja tvö línurit, sem styðja þessa niðurstöðu.  Annað er frá Alþjóðaráðinu en hitt frá Hawaii.  Í báðum þessum heimildum eru hvalaskoðunarbátar og hvalaskoðunarskip á toppnum.  Þetta er auðvitað það sem maður mátti búast við.  Hvalaskoðarar eru fyrst og fremst á þeim slóðum þar sem hvalir eru algengastir og hvalaskoðunarmenn reyna að komast eins nálægt og hægt er, til að þóknast ferðamönnum.  Í Hawaii er reyndar sú regla, að hvalaskoðunarskip mega ekki koma nær hval en 100 metrar. Ekki veit ég hver reglan er hér á landi, ef nokkur, en þær eru ekki ófáar myndirnar, sem birtast hér við land þar sem skipið er alveg ofaní hvalnum.   Telur hinn ágæti lesandi að íslenskir hvalaskoðarar veiti upplýsingar til hins opinbera um slíka árekstra?

Svifþörungar blómgast í hafinu

Á hverju vori eða snemma sumars gerist atburður í hafinu umhvefis Ísland, sem er svo stór að hann sést vel frá gervihnöttum. Þetta er blómgun á svifþörungum, sem lita hafið grænt og berast með hafstraumum umhverfis landið.  Fyrsta myndin er frá slíkri blómgun svifþörunga, sem gerðist í júní 2010 og barst með straumum umhverfis Snæfellsnes.  Svifþörungar eru einfaldlega undirstaða lífríkis í sjónum og beinlínis nauðsynlegir fyrir þróun fiskstofna, skelfisks og allra annara tegunda í hafinu: neðsti hlekkurinn í lífkeðju hafsins.  Við íslendingar ættum að fagna því og halda hátið hvert sinn sem slík blómgun á sér stað umhverfis Ísland.  Svifþörungar eru einfrumungar og reyndar plöntur, því þeir innihalda blaðgrænu og stunda ljóstillífun.  Þaðan kemur græni liturinn.  Yfirleitt er haldið að svifþörungar séu í dvala yfir veturinn en blómstri á vorin þegar sólar nýtur og hafið hitnar og næringarefni eru ef til vill í meira mæli.  En sumir telja að blómstrunin á vorin sé háð stormum sem gerast síðari hluta vetrar. Stormar róta upp hafinu og færa næringarríkari djúpsjó nær yfirborði, en svifþörungar þurfa sólarljós til að þroskast og blómstra. Síðan eru svifþörungar etnir af átu eða dýrasvifi og þar hefst keðjan.  Aðrir hafa stungið uppá að blómgun verði þegar mikil næringarefni berast út í hafið, eins og í eldfjallaðsku eða jökulhlaupum.  Ef til vill er járn lykilefnið í þessu máli. Við vitum að járn er nauðsynlegt fyrir blaðgrænu, alveg eins og fyrir hemoglobin í blóðinu.  Getur það verið að blómgun verði umhverfis Ísland vegna  járns, sem berst út í hafið? Sennilega eru allir þessir þættir mikilvægir. Síðari myndin sýnir svifþörunginn Emiliana huxleiy í rafeindasmásjá.  Þetta er mikil furðusmíð náttúrunnar og stórkostlegt á að líta.  Eftir því sem ég best veit, þá hafa vísindamenn ekki nokkra hugmynd um hvers vegna Emiliana býr til þessar fallegu plötur af kalki, sem hún hefur innvortis.

Hlýnun hafsins

Losun á koltvíoxíði hefur vaxið stöðugt í heiminum og hitastig á yfirborði jarðar hækkað að sama skapi. En undanfarinn áratug hefur yfirborðshiti á landi nokkurn veginn staðið í stað.  Hvað er að gerast?  Sennilega er skýringuna að finna í hafinu. Ég hef áður bloggað um  hitann í hafinu, sjá hér:  http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1278537/

Myndin sýnir feril á hita í öllum heimshöfunum frá yfirborði og niður á 2 km dýpi.  Hér er hitinn sýndur í hitaeiningunni Joules, frekar en gráðum.  En niðurstaðan er sú sama: það er gífurlegt magn af hitaorku, sem nú safnast fyrir í hafinu. Loftslagsfræðingar telja að nú sé yfirborð jarðar búið að ná einhverskonar jafnvægi um tíma, og að hitinn færist nú úr lofthjúpnum niður í hafið í auknum mæli.  Sem sagt:  það er alls ekki ástæða til að álíta að það hafi degið úr hlýnun jarðar.  Hún gerist nú í vaxandi mæli í hafinu.   Það er talið að um 90% af hitanum sem myndast við hlýnun jarðar fari í hafið,  en til samanburðar geymir lofthjúpurinn aðeins um 2% af hitanum.  Hafið er því þessi risastóri geymir og einnig einskonar “buffer” eða jöfnunartankur, sem tekur endalaust á móti hlýnun.   Hlýnunin í hafinu er um 17 x 10²² Joules síðustu 30 árin.  Hvað er það mikil orka?  Jú, það er jafnt og að sprengja eina Hiroshima kjarnorkusprengju í hafinu á hverri sekúndu í þrjátíu ár!  Þeir fáu, sem eru ekki enn sannfærðir um hlýnun jarðar benda oft á að meðalhitinn á yfirborði jarðar hafi ekki vaxið mikið síðasta áratuginn,  þrátt fyrir vaxandi útblástur af gróðurhúsagasi.  Ég vil því benda þeim á staðreyndina um vaxandi hlýnun heimshafanna.

Hvað var jökullinn þykkur?

Ég fjallaði hér fyrir neðan um jökulgarðinn á Látragrunni á ísöld.  Íshellan, sem myndaði hann hefur náð allt að 130 km frá landi og líkist því íshellum þeim, sem streyma frá Suðurheimskautinu í dag.  En þessi íshella út úr Breiðafirðinum var botnföst og ekki fljótandi.  Líkön af ísþykktinni byggjast á því að ísinn hagi sér eins og parabóla,  en þykktin er mikið háð því hvað viðnám er mikið milli jökulsins og landsins sem hann fer yfir.  Myndin sýnir nokkrar niðurstöður um ísþykkt, sem Eggert Lárusson (1983) hefur sett fram fyrir Vestfirði.  Hér er jökullinn inn á landi allt að 2 km þykkur, en sennilega um 1,2 km.  Síðan þynnist hann jafnt og þétt úti á landgrunninu, en er alltaf meir en nokkur hundruð metrar (lárétti ásinn er km).

Jökulgarðurinn á Látragrunni segir merka sögu

Árið 1975 uppgötvaði Þórdís Ólafsdóttir stóran jökulgarð á Látragrunni.  Garðurinn er um 120 km út af Bjargtöngum, en liggur í boga, sem umlýkur mynni Breiðafjarðar, eins og myndin sýnir (bláa svæðið). Ekki hefur garðurinn fengið formlegt nafn, en hefur ýmist verið kallaður Kattarhryggur eða “brjálaði hryggurinn”.  Sjómenn þekkja hann vel, enda er hryggurinn eitt aðal hrygningarsvæði steinbítsins.  Hryggurinn hefur myndast af risastórum skriðjökli, sem fyllti allan Breiðafjörð og skreið út til vesturs.  Til að hlaða upp slíkum hrygg, þá þarf jökullinn að vera botnfastur. Kattarhryggur er um 100 km á lengd og nær allt suður af Kolluál. Þar endar hann og er það sennilega vísbending um, að þar hafi skriðjökullinn flotið í sjó, enda mikið dýpi hér.  Hryggurinn er um 20—30 m hár og 800-1000  m breiður.  Dýpi umhverfis hrygginn er um 200 m að norðan verðu en dýpkar til suðurs í 250 m skammt frá Kolluál.  Myndin sýnir þversnið af garðinum, sem er brattari að vestan en að austan.

Látragrunn og reyndar nær allt landgrunnið hefur verið myndað á einn hátt eða annan af skriði jökla til hafsins á ísöld.  Garðurinn er ein skýrasta sönnun um það.  En hann minnir okkur vel á hvað ísaldarjökullinn hefur verið duglegur að grafa út landið og móta það landslag, sem við köllum firði í dag. Sjálfsagt hafa verið stór fjöll og sennilega samfelld háslétta fyrir ísöld milli Vestfjarða og Snæfellsness. Stöðug hreyfing skriðjökulsins og útgröftur hans hefur fært ógrynni efnis út á brún landgrunns, þar sem því var sturtað niður í hafdjúpin.  Þessi tröllvaxna jarðýta hefur unnið hægt og stöðugt, en gleymum því ekki, að hún hafði þrjár milljónir ára (alla ísöldina) til að klára verkið og moka út Breiðafjörð.

Obama ætlar að friða Kyrrahafið

Við gleymum því víst oftast að Banadríkin stjórna risastóru svæði í mið og vestur hluta Kyrrahafsins síðan 1944. Kortið sýnir þetta svæði, sem er um tvær milljónir ferkílómetra á stærð (tuttugu sinnum stærra en Ísland) og verður nú friðað.  Obama forseti tilkynnti þetta í gær á alþjóðaráðstefnuni Our Ocean, eða Hafið Okkar, í Washington um verndun hafsins.   Ráðstefnunni er stýrt af utanríkisráðherra Bandaríkjanna John Kerry, og þar er saman kominn mikill fjöldi vísindamanna, áhrifamanna og stjórnmálamanna heims.  Höfuð markmið ráðstefnunnar er að kanna ástand hafsins og bæta  hvernig mannfólkið umgengur hafið og auðlindir þess, einkum lífríkið.  Hollywood stjarnan Leonardo di Caprio er mikill áhugamaður um verndun hafsins og hefur þegar á ráðstefnunni veitt styrk sem nemur $8 milljón dölum til þessa.

Hér eru fulltrúar allra landa saman komnir – nema Íslands!  Það er smán, skömm og aumingjaskapur að íslenska ríkið skuli halda svo illa á spöðunum að við erum útilokaðir frá slíkum fundum vegna sóðalegra hvalveiða, sem skila nær engum tekjum til þjóðarinnar.  Það er reyndar furðulegt að fjölmiðlar skuli ekki gera meir úr þessu máli og krefja ríkisstjórnina skýringar á þessu ástandi.  Reyndar slapp einn íslendingur inn á ráðstefnuna, en það er  Árni M. Mathiesen, sem vinnur hjá Sameinuðu Þjóðunum, og fékk að fljóta með.  Merkilegt hvernig gamlir kreppuvaldar skjóta aftur upp kollinum í útlöndum…

 

 

Hafið inni í jörðinni

Var þetta rétt hjá Jules Verne?  Er stór hafsjór inni í jörðinni?  Nýjar rannsóknir benda til að það sé miklu meira vatn í iðrum jarðar en haldið var, en það er ekki í fljótandi formi, heldur bundið inn í kristöllum.  Hér er mynd af demant sem fannst í Brazilíu árið 2008.  Hann er frekar ljótur, og var seldur á aðeins $10, en hann hefur reynst vera fjársjóður fyrir vísindin.  Demanturinn, sem barst upp á yfirborð jarðar í eldgosi, er ekkert sérlega merkilegur að sjá, en innan í honum finnast fagurbláir kristallar af steindinni ringwoodite.   Myndin sýnir einn slíkan ringwoodite kristal.   Þessi kristaltegund hefur áður verið búin til í tilraunum vísindamanna við mjög háan hita og þrýsting sem er jafn og á 400 til 600 km dýpi inni í jörðinni. Nú er loksins búið að finna ringwoodite í náttúrunni og sú uppgötvun er að bylta mynd okkar um innri gerð jarðar og um magnið af vatni inni í jörðinni.  Ringwoodite kristall getur innihaldið allt að 2.5% vatn og þess vegna kann að vera mikill vatnsforði djúpt í jörðu, þar sem þessir kristallar þrífast. 

Myndin sýnir þversnið af jörðinni.  Vegna flekahreyfinga sígur jarðskorpan niður í möttul jarðar í svokölluðum sigbeltum, einkum umhverfis Kyrrahafið.  Bergið í jarðskorpunni er “blautt” og inniheldur töluvert vatn þegar það sígur niður í möttulinn að iðrum jarðar. Á dýpinu í möttlinum myndast vatns-ríkt ringwoodite í þessari fornu jarðskorpu, á um 400 til 600 km dýpi. 

 

Hingað til hefur vísindaheimurinn haldið að meginhluti vatnsins á jörðu væri í höfunum.  Heimshöfin og vatn á yfirborði jarðar eru um 1,36 miljarðar rúmkílómetrar, en það er aðeins um 0,023% af öllu rúmmáli jarðar.  Nýju niðurstöðurnar varðandi ringwoodite benda til að þrisvar sinnum meira vatn en öll heimshöfin kunni að vera bundin í ringwoodite á um 400 til 600 km dýpi.  Nú munu koma fram nýjar kenningar um hringrás vatnsins í jarðkerfinu, milli bergsins sem inniheldur ringwoodite í iðrum jarðar, og hafsins.  Það sem keyrir þessa hringrás eru flekahreyfingar og sigbeltin, og það er einmitt þessi hringrás sem gerir jörðina alveg sérstaka og skapar nauðsynlegar aðstæður fyrir lífríkið sem við þekkjum og elskum.