Gennem Jordens historie har iskapper været meget sjældne, men en model på de sidste 420 millioner år antyder en forklaring på, hvorfor de undertiden dannes
Antarktisk is den 1. januar 2024
Jordens klima er ikke let at køle ned – især hvis du vil have det koldt nok til, at iskapper skal dannes. I henhold til en model af de geologiske kræfter, der former klimaet i de sidste 420 millioner år, kræver det at nå sådanne ”ishus” -temperaturer en kombination af hurtig rock erosion, der fjerner kuldioxid fra atmosfæren og mindre CO2-frigivende vulkansk aktivitet.
På trods af rekordhøje temperaturer på korte menneskelige tidsskalaer i dag, er Jordens klima i øjeblikket koldere end normalt. ”Når du ser tilbage i den geologiske fortid, og du prøver at finde ud af, hvor varm Jorden har været i sin historie, finder du en masse bevis for varmt klima,” siger Benjamin Mills ved University of Leeds, UK. ”Du finder ikke meget bevis for glaciation.”
De relativt sjældne perioder, hvor det var koldt nok til at danne permanente iskapper ved polerne – kaldet ”Ice House -klima” – er forbundet med lave niveauer af CO2 i atmosfæren, der reducerer drivhuseffekten. Men der er forskellige forklaringer på, hvad der kørte disse perioder med lav CO2.
Nogle forskere har foreslået, at de skyldtes reduktioner i CO2 frigivet af vulkaner; Andre har antydet, at de var forårsaget af øgede mængder af erosion af sten – en proces kendt som forvitring, der involverer kemiske reaktioner, der fjerner CO2 fra atmosfæren. Vejrhastigheder kan stige, når kontinenter kolliderer for at fremstille lange bjergkæder, der derefter er underlagt erosion, eller når kontinentale drift trækker landmasser ind i regioner – såsom troperne – hvor højere nedbørshastigheder og temperaturer kan fremskynde erosion. Ændringer i vegetationsdækning kan også øge forvitringshastighederne.
For at afgøre, om nogen af disse geologiske kølingsprocesser ansporede ishuse i den dybe fortid, udviklede Mills og hans kolleger en jordsystemmodel til at forklare ændringer i CO2 -niveauer i atmosfæren i de sidste 420 millioner år – en strækning af tid, der spænder det meste af Den Phanerozoic Eon, der har set flere separate ishuse.
En vigtig forskel fra tidligere modeller var, at de tegnede sig for kontinenternes skiftende position. ”Ingen har været i stand til at gøre dette i et tredimensionelt system,” siger Mills.
Forskerne fandt, at modellens resultater bedst matchede de observerede geologiske poster over temperatur, CO2 -niveauer og placeringen af iskapper, når de inkluderede både virkningerne af klippevejr og ændringer i udgasning fra vulkaner. Dette antyder, at hverken faktor kan forklare overgange til Ice House -klima på egen hånd, siger Mills. ”Det betyder, at alle havde ret lidt.”
Undersøgelsens konklusion om, at flere faktorer er påkrævet for at anspore til et ishus, er imidlertid langt fra det sidste ord om emnet, siger Isabel Montañez ved University of California, Davis. ”Vi har alle forstået i årtier, at det er mere end en proces,” siger hun. ”Per definition er det jordsystemet. Dette papir giver os faktisk ikke en løsning. ”
En del af problemet er, at modellen fanger ændringer over titusinder af millioner af år i bedste fald, så kan ikke forklare kortere sigt ændringer i klimaet, siger Montañez. Hun siger også, at det er afhængig af en forældet rekord for ændringer i CO2. Modellen tegner sig heller ikke for spredning og udvikling af planter under Phanerozoic, som har påvirket hastigheden af klippevejr. ”De er nødt til at tilføje vegetationen, fordi det har en enorm indflydelse,” siger hun.
Mere detaljeret modellering kunne kaste lys over det meget hurtigere tempo i klimaændringerne som respons på menneskelige emissioner af CO2, og hvad fremtiden har for ishusklimaet, som planeten har opretholdt i de sidste 34 millioner år. Men disse nye resultater fanger ændringer i alt for længe til at være direkte relevante for i dag, siger Andrew Merdith på University of Leeds, en af undersøgelsens forfattere.
Det faktum, at Ice House -klimaer hurtigt kan komme til en ende, er en advarsel om, hvad der kan ske i jordsystemet, siger Merdith. ”Vi skal være forsigtige med antagelsen om, at hvis vi vender Rising CO2, vil tingene vende tilbage til det, de var i den førindustrielle tidsalder.”