Dette er et NFR-finansiert prosjekt (2007-2010) under det Internasjonale Polaråret, IPY
OM BORD PÅ FF JAN MAYEN: Å forstå klimaets naturlige endringer gjennom tidene er som å løse et enormt puslespill. Puslespillbitene ligger blant annet begravet i havets bunn.
Av Maja Sojtaric
I perioden mellom 11.500 og 10.000 år siden var det raske svingninger i temperaturen. Samtidig var det en kortvarig nedkjøling for 8.200 år siden. Disse to hendelsene er av flere forskere antatt å være forårsaket av at varmetransporten med Golfstrømmen ble bremset opp på grunn av stor tilførsel av smeltevann til havet.
Fremtidens klima
Nå skal maringeologer tilknyttet SciencePub-prosjektet bruke Polaråret til å samle nye sedimentprøver fra havets bunn, slik at vi kan få et mer enhetlig bilde av Jordens klimaendringer.
Dette skal i sin tur hjelpe oss å håndtere et fremtidig varmere klima. Resultatene av denne forskningen vil etter hvert bli brukt i modeller som brukes til å forutsi fremtidens klima.
Det er mye muld og søle i en maringeologs hverdag. På toktet med forskningsfartøyet Jan Mayen sent i april samlet forskere fra Universitetet i Tromsø (UiT) flerfoldige meter med kjerneprøver utenfor Svalbard. Disse prøvene forteller om titusenvis av år med klimaendringer.
Pannekaker av leire
– Viten om klimaendringer for 50.000 år siden kan ligge begravd bare seks meter nede i havets bunn. Sedimentene på havbunnen dannes over lang tid slik at de forskjellige avfallstoffene legger seg som pannekaker av leire i bunnen. Jo lenger kjerne, jo flere pannekaker får man med seg, og jo lengre tilbake kan man se, forteller Katrine Husum, som er toktleder og forsker ved UiT.
Og dette blir man lett skitten av. Eller som enkelte av Jan Mayens mannskap sier det: Nei, nå skal forskerne ut og leke med leire igjen.
Men det er ikke selve leiren som er viktig, men det som man finner i den.
Maringeologer gjenskaper temperaturene lenge før termometerets tid ved å studere såkalte fossile planktoniske foraminiferer. Foraminiferene er dyreplankton som vanligvis ikke er større enn én millimeter. Hemmeligheten til å forstå klodens klimaendringer ligger i skallet. Etter hvert som dyrene døde, sank skallene ned på havbunnen og ble begravd i sedimentene.
– Vi leter etter restene av disse mikroorganismer i den nordlig forlengelsen av Golfstrømmen som går forbi Svalbard. Vi prøver å se etter variasjoner i avleiringen av mikrofossiler gjennom tidene. De blir på en måte vårt klimaarkiv, forteller Husum.
Hvor skal man lete?
Tidligere har forskere ved Universitetet i Tromsø sett på fjordområdene i Troms på leting etter foraminiferer. De har funnet ut at det under siste istid for 12.000 år siden var flere perioder hvor klimaet raskt ble varmere. En leting ute på åpent hav er en naturlig videreføring av denne forskningen.
– Fjordene i Troms er et subarktisk område, men utenfor Svalbard ser vi på arktiske forhold. I noen områder vet vi at vi kommer til å finne noe. Utenfor Prins Karls Forland visste vi at vi kunne få tak i prøver som er fra 15.000 til 130.000 år gamle. I tillegg undersøker vi havbunnen ved hjelp av avansert seismikk slik at vi kan se hvor vi kan bore.
Små skall, store svar
Levende foraminiferer er ekstremt følsomme for temperaturer i havet. Skallene består av kalsiumkarbonat (CaCO3). Når dette stoffet felles i vann splittes oksygendelen av CaCO3. Denne kjemiske prosessen er temperaturbestemt, og skallene kan dermed reflektere hvordan temperaturen var i havet da de ble felt.
– Vi kan gjøre beregninger ut ifra de kjemiske bestanddeler i skallene til disse fossilene. Dette er en såkalt kvantitativ metode hvor vi gjør nøyaktige beregninger av vanntemperaturen, sier Husum.
Slike foraminiferer består også av mange arter som ikke har endret seg særlig over tid. Noen arter er det et overtall av i varmere enn i kaldere vann.
– Ved å beregne prosentandelen av arter i forskjellige vanntemperaturer i dag får vi et grunnlag for sammenligning. Dette bruker vi i såkalte transferfunksjoner som også er en kvantitativ metode.
En transferfunksjon er en likning som overfører dagens kunnskap om en arts temperaturkrav til tidligere tider. Slik kan man si at hvis det eksisterer en overvekt av en viss art i en 10.000 år gammel kjerneprøve og vi vet at denne arten i dag finnes i 5 graders havtemperatur, da er sannsynligheten stor for at havtemperaturen for 10.000 år siden var 5 grader.
Regelmessige sykluser
Forskere ved Universitetet i Tromsø har ved bruk av disse metoder tidligere funnet ut at i perioden mellom 11.500 og 10.000 år siden kom det til raske svingninger i temperaturen. Flere borekjerner viste også en kortvarig nedkjøling for 8.200 år siden. Disse to hendelsene er av flere forskere antatt å være forårsaket av at varmetransporten med Golfstrømmen ble bremset opp på grunn av stor tilførsel av smeltevann til havet.
– For 10.000 år siden hadde vi et varmere klima enn i dag, forteller Katrine Husum.
De varme temperaturene på denne tiden kom samtidlig med at solinnstrålingen om sommeren var 10 prosent høyere enn i dag.
– Istider går i ganske regelmessige sykluser basert blant annet på solinnstråling. Vanlig lengde på en mellomistid er rundt 10.000 år og flere modeller tilsier at vi burde vært ute av den mellomistiden vi er inne i nå og på vei mot en ny istid. Det er vi ikke.
– Oppvarmingen vi har sett de siste 100 år kan dermed ikke forklares med vanlig solinnstråling eller andre naturlige faktorer. CO2 er den faktoren som forklarer dette, og CO2 utslippene er menneskeskapte. Men vi vet slett ikke nok om hvilke effekter en slik oppvarming kan ha på havstrømmer og klima, derfor undersøker vi fortidens oppvarminger, sier Katrine Husum.
Utstyret for
prøvetaking
Gravitycorer er et rør som sendes mot havbunnen ved hjelp av tyngdekraft. De kan bore seg så langt ned som seks meter i havbunnen og trekke frem materiale fra Barentshavet som er opp mot 15.000 år gammelt.
Pistoncorer er et 12 meter langt rør som bruker et stempel for å dra inn havbunnsprøver. Stempelet blir senket ned først og den borer seg ned i havbunnen for så å suge havbunnsprøver inn i røret. Disse kjerneprøvene fra den vestlige Svalbard kan være opp i mot 130.000 år gamle.
Boxcorer og multicorer tar prøver av overflaten på havbunnen. Disse er en moderne referanse til de titusen år gamle prøvene, og brukes til å sammenligne dagens havbunn med fortidens havbunn.