Endurbirting og uppfært myndband; fyrri útgáfa, Hnattræn hlýnun á innan við 10 mínútum. Eitthvað virðist Powell hafa viljað segja betur frá einstökum atriðum og þ.a.l. er myndbandið um 2 mínútum lengra. En myndbandið er fróðleg upptalning á helstu atriðum sem varða loftslagsbreytingar þær sem við upplifum í dag.
Í þessu myndbandi svarar James Powell ýmsum spurningum varðandi hnattræna hlýnun. Hann fer yfir helstu sönnunargögnin varðandi hnattræna hlýnun af mannavöldum. Fyrsta spurningin sem hann veltir upp er: “Er hnattræn hlýnun veruleiki?” Svo lítur hann á ýmsar vísbendingar, mælingar og gögn sem til eru efnið. Í myndbandinu tekst Powell að fara yfir nokkuð magn af efni og gögnum á þeim 12 mínútum sem það varir:
Hér fyrir neðan er línurit sem sýnir sjávarstöðubreytingar frá því á síðasta kuldaskeiði Ísaldar og fram til dagisns í dag.
Þegar ís síðasta kuldaskeið bráðnaði, þá hækkaði sjávarstaða um hátt í 120 metra á um það bil 8 þúsund árum, eða þar til það hægði skarplega á hækkun sjávarstöðu fyrir um það bil 6 þúsund árum síðan. Á myndina hér fyrir ofan er að auki dregin hallalína núverandi sjávarstöðubreytinga – þ.e. 3 mm á ári, sem er sú sjávarstöðuhækkun sem mæld hefur verið undanfarna tvo áratugi. Þetta er mun meiri sjávarstöðuhækkun en síðustu 6 þúsund ár, en mun minni sjávarstöðuhækkun en var í gangi við lok síðasta kuldaskeiðs.
Ef skoðuð eru síðustu 9 þúsund ár, þá sést þetta betur:
Þarna sést ennþá hin hraða sjávarstöðuhækkun sem að varð í lok síðasta kuldaskeið, sem hægir á sér fyrir um 7 þúsund árum og svo enn meir fyrir um það bil 4 þúsund árum. Í framtíðinni er búist við hraðari hækkun sjávarstöðu – t.d. bendir margt til að hækkun sjávarstöðu verði á bilinu 0,5-1,5 m hækkun til ársins 21oo. Það þykir nokkuð víst að sú hækkun sjávarstöðu sem þá verður komin af stað mun halda áfram, vegna tregðu í loftslagskerfum Jarðar og að þennsla sjávar haldi áfram, sem og bráðnun jökla.
Tengsl sjávarstöðu og hita
Það segir sig eflaust sjálft að hitastig Jarðar hefur áhrif á sjávarstöðu (vatn þenst út við hita og svo bráðnun jökla). Þetta samband hitastigs og sjávarstöðu hefur verið skoðað í gegnum jarðsöguna, líkt og sjá má í mynd frá David Archer (sjá t.d. Archer 2008):
Eins og sést á þessari mynd, þá hefur sjávarstaða síðustu nokkra tugi milljónir ára verið í nokkuð beinu sambandi við hitastig – en áætlanir um hækkun sjávarstöðu um 0,5-1,5 m fyrir árið 2100 er nokkuð fjarri þeirri línu. Það eru nokkrar ástæður fyrir því.
Gildin í fortíðinni sína að mestu leiti jafnvægi í nokkurn tíma miðað við þáverandi hitastig, en jafnvægi verður varla náð hér á Jörðu á næstu áratugum eða öldum, miðað við áframhaldandi losun CO2 út í andrúmsloftið. Einnig er óvissa um það hvort hægt sé að nota sjávarstöðu fyrir 40 milljónum ára til samanburðar, þar sem lega landa og landgrunna hefur breyst nokkuð frá þeim tíma.
Samanburður við síðasta hlýskeið Ísaldar (fyrir 125 þúsund árum) er vænlegur til árangurs. Þá var hnattrænt hitastig Jarðar um 2°C hærra en nú og sjávarstaða um 4-6 m hærri að auki (sjá Rohling o.fl. 2008). Það gefur því nokkuð góða vísbendingu um hver sjávarstaða gæti orðið ef jafnvægi yrði náð við 2°C hækkun hitastigs. Þótt ekki sé það fullkominn samanburður, vegna öðruvísi aðstæðna (nú er hnattræn hlýnun af völdum gróðurhúsalofttegunda, þá var það vegna breytinga í afstöðu Jarðar og Sólar), þá sýnir jarðsagan glögg tengsl milli hitastigs og sjávarstöðubreytinga.
Grinsted nokkur útbjó annað línurit þar sem borið er saman hitastig og sjávarstöðubreytingar út frá Rohling o.fl. (2009):
Greining Rohlings og félaga byggist á gögnum síðustu 5 hringrása hlý og kuldaskeiða og tengsl sjávarstöðu og hitastigs miðað við að jafnvægi hafi verið náð. Sökum þess hversu mismunandi mikið magn af jökli bráðnar, er viðbragð sjávarstöðu við hlýnun ekki línuleg. Inn á myndina er sýnt hitastig árið 1850, 2000 og áætlun fyrir 2100. Eins og sést þá er búist við nokkurri hækkun sjávarstöðu á næstu öldum og fer það eftir því við hvaða hitastig jafnvægi kemst á hver endanleg sjávarstaða verður. Það má því ljóst vera að eftir nokkrar aldir verða útlínur meginlanda Jarðar allt aðrar en í dag.
Íshellur eru landfastur ís, sem getur bæði verið af jökuluppruna (skriðjökull – jökulstraumur), en einnig getur hann verið landfastur hafís sem hefur þykknað vegna snjóaalaga (oft í fjörðum). Þá geta íshellur verið hvoru tveggja (jökulís og landfastur ís). Íshellur eru því mjög stöðug form (hafa myndast á áratugum eða árhundruðum) og því þykir það nokkuð merkilegt þegar þær brotna upp.
Hér má sjá Larsen íshelluna sem var í fréttum fyrir nokkrum árum og hvernig hún hrundi saman.
Athugið að ekki er verið að tala um venjulegan hafís, en útbreiðsla hans sveiflast árstíðabundið eins og hafís Norðurskautsins. Hafís Suðurskautsins hefur í raun aukið útbreiðslu sína í heild undanfarna áratugi, nema í kringum Suðurskautsskagann (Antarctic Peninsula) – en þar er hlýnunin mest og íshellur að brotna upp. Hlýnun Skagans er um 2,5°C síðan 1950, sem er töluvert á jafn stuttum tíma (reyndar sá hluti jarðar sem er að hlýna hvað hraðast).
Uppbrotnun íshellna á Suðurskautsskaganum er talin tengjast að miklu leyti hlýnun jarðar, hlýrra loft og meiri bráðnun á íshellunni, auk þess sem hafís á þeim slóðum hefur minnkað útbreiðslu sína en hann var nokkur vörn fyrir hlýrri sjó sem nú nær að valda bráðnun á Skaganum.
Afleiðingar uppbrotnunar íshellna
Uppbrotnun íshellna hefur ekki bein áhrif á hækkun sjávarborðs, þar sem þær eru nú þegar fljótandi í sjó, en þær hafa óbein áhrif þar sem jökulstraumar eiga þá greiðari leið út í sjó – sem aftur getur valdið hækkunar sjávarstöðu (sjá t.d. frétt Jökulstraumur þynnist).
Bráðnun íshellunnar hefur þau áhrif að jökulstraumar eiga greiðari aðgang í skriði sínu í átt til sjávar.
Wilkins íshellan
Ný skýrsla um breytingar á syðri og kaldari hluta Suðurskautsskagans sýna umtalsverðar breytingar á íshellum síðastliðin 63 ár – sem vísindamenn tengja við hlýnun jarðar. Skýrslan sem gefin er út af USGS (U.S. Geological Survey) er tekin saman úr mörgum kortum, loftmyndum og gervihnattamyndum, sem skrásetur hvernig íshellan hefur verið að hopa.
Wilkins íshellan hefur verið að hopa undanfarna áratugi, mest þó síðustu ár.
Árið 2002 brotnaði Larsen hellan upp á norðausturhluta Suðurskautsskagans – um þrjú þúsund ferkílómetrar. Svipað hefur brotnað upp – í minni skömtum – síðastliðin 12 ár af Wilkins íshellunni sem er á suðvesturhluta Skagans. Það eru litlar líkur taldar til þess að íshellan muni ná aftur sömu stærð.
Það er talið víst að þessi breyting sé vegna hlýnunar, en óljóst er hvort þetta muni ná til annarra hluta Suðurskautsins, þó ekki sé hægt að útiloka það.
Hér fyrir neðan er þýðing á ágætum pistli eftir Dr Andrew Glick, sem að birtist áður á heimasíðunni Climate Shift.
Dr Andrew Glick er jarð- og fornloftslagsfræðingur frá Australian National University.
Losun á meira en 320 gígatonnum af kolefni úr jarðlögum mynduðum af fyrri lífhvolfum (þ.e. sem lífverur til forna mynduðu), hefur bætt við meira en helming af upprunalegu magni andrúmsloftsins (~590 gígatonn af kolefni) út í kerfi andrúmslofts og sjávar. Það hefur sett af stað ferli sem breytir efnasamsetningu andrúmsloftsins um sirka 2 ppm aukningu á styrk CO2 á ári, sem er aukning sem á sér ekki samanburð í sögu jarðar, ef frá eru taldir atburðir eins og árekstur loftssteina við jörðina.
Nýlegar rannsóknir á fornloftslagi með mismunandi aðferðum (þ.e. kolefni δ13C úr jarðvegi, hlutfalli borons/kalsíum og forn laufblöð), benda til þess að núverandi styrkur CO2 – sem er 388 ppm og jafngildisstyrkur CO2 upp á 460 ppm (jafngildisstyrkur reiknar þá einnig áhrif metans í andrúmsloftinu) – muni auka lofthita umfram það sem hann var fyrir iðnbyltinguna um 3-4°C í hitabeltinu og allt að 10°C á heimskautunum [1]. Það myndi þýða íslaus jörð.
Þannig aðstæður ríktu á Plíósen (tímabil fyrir 5,2 -2,8 milljónum ára), á þeim tíma sem Australopithecine frummaðurinn var að taka sín fyrstu skref út úr hitabeltisskógum Afríku [2]. Loftslag á Plíósen breyttist smám saman og frummenn fluttu sig um set. Sá staður er ekki til, sem að þær 6,5 milljarðar nútímamanna sem nú fylla heiminn, geta flust til. Ekki þýðir að ræða að flýja Jörðina til þeirra reykistjarna sem geimvísindastofnanir heims hafa kannað hingað til, fyrir fé sem er mun hærra en það fé sem fengist hefur í umhverfisrannsóknir [3].
Það virðist erfitt að útskýra það fyrir almenningi og stjórnmálamönnum að, við 460 ppm CO2 jafngildisstyrk, sé loftslagið á góðri leið með að komast yfir stöðugleikamörk jökulbreiðunnar á Suðurskautinu – en það er skilgreint sem um það bil 500 ppm [4]. Þegar komið er yfir þau mörk, þá munu engar aðgerðir okkar mannanna ná að endurskapa sömu aðstæður fyrir freðhvolfið. Freðhvolfið er einskonar hitastillir Jarðar – þaðan sem kaldir sjávar- og loftstraumar koma – og hjálpa til við að halda svæðum á lægri breiddargráðum köldum. Þegar ísinn hverfur, þá munu veðrakerfi jarðar skipta yfir í gróðurhúsaástand – líku því ástandi sem var hér á fyrri tímabilum jarðsögunnar – t.d. mestan part krítartímabilsins (fyrir 141-65 milljónum ára) og fram í mið Míósen (fyrir 15 miljónum ára, en á fyrrnefnda tímabilinu voru einu spendýrin lítil og bjuggu neðanjarðar.
Fyrir um 2,8 milljónum ára, á mið Plíósen, var hitastig allavega um 3°C hærra en það sem það var fyrir iðnbyltinguna og sjávarstaða var um 25 ± 12 m hærri en nú [5]. Fyrir um 15 milljónum ára var styrkur CO2 um 500 ppm, en þá var hnattrænt hitastig um 4°C hærri en fyrir iðnbyltingu og sjávarstaða um 40 m hærri en nú. Frá byrjun 20. aldarinnar þá hefur sjávarstaðahækkunin aukist frá því að vera um 1 mm á ári og upp í 3,5 mm á ári í lok aldarinnar [6] (frá 1993-2009 hefur sjávarstöðuhækkunin verið um 3,2 ± 0,4 mm á ári (mynd 1).
Mynd 1: Hækkun sjávarstöðu milli áranna 1993-2009, mælt með Topex og Jason gervihnöttunum. University of Colorado, 2009 (http://sealevel.colorado.edu/)
Jörðin er í einskonar millibilsástandi, þegar afleiðingar losunar manna á gróðurhúsalofttegundum og eyðing skóga eru að verða sífellt augljósari – með aukinni varmaorku sem flæðir um lofthjúpinn og keyrir áfram fellibyli – og er um leið að færa loftslagsbelti jarðar nær Heimsskautunum, með tilheyrandi eyðimerkurmyndunum á tempruðum svæðum, þ.e. í suður Evrópu, suður Ástralíu og suður Afríku. Þurrir skógar verða skógareldum að bráð, líkt og í Viktoríu fylki í Ástralíu og í Kaliforníu.
Hlýnun jarðar er í óðaönn að endurstilla ENSO hringrásinu, þar á meðal hið tiltölulega kalda La-Nino stig (mynd 2). Sumt fólk sem afneitar loftslagsbreytingum og vill láta kalla sig “efasemdamenn”, notar þessa hringrás til að fullyrða um að nú sé í gangi “hnattrænn kólnun” [7]. Í mótsögn við grundvallareðlisfræðilögmál sem lýsa hvernig gróðurhúsalofttegundir gleypa og endurgeisla innrautt ljós, telja efasemdarmenn að hin skammlífa gróðurhúsalofttegund, vatnsgufa (sem er að meðaltali í 9 daga í lofthjúpnum áður en hún þéttist og fellur til jarðar) hafi mestu áhrif til hlýnunar, en hunsa að mestu langtímaáhrif CO2 og N2O. Hin aukna tíðni El Nino er á góðri leið með að komast á það stig að það verði varanlegur El Nino – sem eru svipaðar aðstæður og voru fyrir um 2,8 milljónum árum síðan [8] (mynd 3).
Mynd 2: Þróun hitastigs frá 1975–2009 og ENSO hringrásin – þar sem sjá má hvernig áhrif El-Nino og La Nina leggjast ofan á leitni undirliggjandi hlýnunar.
Núverandi loftslagsbreytingar hafa áhrif jafnt á kolefnisjarðlög sem og núverandir lífhvolf. Styrkur CO2 í andrúmsloftinu eykst um 2 ppm/ári sem er hraðari breyting en þekkist í jarðsögunni, en mesta styrkbreyting sem vitað er um var um 0,4 ppm/ári – á Paleósen-Eósen mörkunum fyrir um 55 milljónum árum síðan, þegar um 2000 gígatonn af kolefni losnaði út í andrúmsloftið og olli útdauða fjölmargra dýrategunda [4].
Mynd 3: Þróun ENSO (El Nino Southern Oscillation) frá Pliósen (5.2 – 1.8 milljónir ára) og til nútímans, sem sýnir hvernig sjávarhiti í Austur Kyrrahafi (blá lína) fjarlægist sjávarhita í Vestur Kyrrahafi (rauð lína).
Væntingar um bindandi samkomulag í Kaupmannahöfn, sem lýst var sem “langmikilvægasta fund í sögu mannkyns.” (Joachim Schellnhuber) og möguleikanum á nýjum “messía” í formi forseta sem sveifla átti töfravendi sínum, hrundu í desember 2009, vegna hagsmunapots og flokkadrátta.
Hið alþjóðlega kerfi sem ætlast er til að verndi líf verðandi kynslóða er að bregðast. Samkvæmt tölum frá Global Carbon Project þá náði “Losun kolefnis frá útblæstri vegna bruna jarðefnaeldsneytis og landnotkunar næstum 10 milljörðum tonna árið 2007” [9]. Þeir sem að afneita raunveruleika hnattrænna loftslagsbreytinga hafa nú beint spjótum sínum að óvissu í framtíðarspám, líkt og tímasetningu á því hvenær Himalayajöklarnir bráðna eða Amazon skógurinn eyðist. Það gerir lítið úr þeim vísbendingum um hvert loftslag Jarðar stefnir, þar sem óvissa er um nákvæma tímasetningu framtíðaratburða, líkt og bráðnun Himalayajöklanna. Ætli fullyrðingar um “samsæri” vísindamanna, eigi einnig við um frumkvöðla í skilningi á eðlisfræði lofthjúpsins (Joseph Fourier, John Tyndall, Svante Arrhenius og Guy Chalendar) og þeirra sem skilgreindu grundvallarlögmál í varmafræði gróðurhúsalofttegunda (Stefan, Bolzmann, Kirschner)?
Flestir þeir sem gagnrýna IPCC hundsa þá staðreynd að fram til þessa hafa IPCC skýrslurnar vanmetið bráðnun jökla, sjávarstöðubreytingar, ferli magnandi svörunar og nálægð vendipunkta í loftslagi – sérstaklega yfirvofandi hættu á að hundruðir gígatonna af metani losni úr sífrera, botnseti stöðuvatna og mýra.
Ríkisstjórnir heims halda áfram að dæla pening sem kemur frá minnkandi auðlindum, í stríð (1,4 billjónir bandaríkjadala árið 2008) og til að bjarga bönkum (0,7 billjónir bandaríkjadala). Afþreying og fjölmiðlar kosta gríðarlegar upphæðir og áætlað að muni kosta um 2 billjónir bandaríkjadala árið 2011. Milli áranna 1958 og 2009 eyddu Bandaríkin sem samsvarar 823 milljarða bandaríkjadala í geimkannanir þar sem meðal annars var verið að leita að vatni og örverur á öðrum hnöttum [10]. Nú hefur fundist vatn á Mars og Tunglinu, á sama tíma og pH gildi sjávar lækkaði um 0,075 stig frá árinu 1751-1994 (8,179-8.104) [11], sem ógnar fæðukeðju sjávar.
Sjávarstöðubreytingar eru með verri afleiðingum loftslagsbreytinga og þó að óvissan sé nokkur um hvaða afleiðingar verða af þeim – hvar og hversu miklar, þá þykir nokkuð ljóst að þær munu hafa slæm áhrif víða. Talið er að þær muni hafa hvað verstar afleiðingar á þéttbýlustu svæðum heims og þar sem nú þegar eru vandamál af völdum landsigs vegna landnotkunar og þar sem grunnvatn er víða að eyðileggjast vegna saltsblöndunar frá sjó. Einnig verða ýmis strandsvæði í aukinni hættu af völdum sjávarstöðubreytinga vegna sterkari fellibylja framtíðar.
Hvernig eru sjávarstöðubreytingar mældar?
GRACE gervihnötturinn
Sjávarstöðubreytingar eru mældar á ýmsan hátt, sem síðan er samræmt til að gefa sem besta mynd. Til eru hundruðir sírita sem mæla flóð og fjöru og tengdir eru GPS mælum sem mæla lóðréttar hreyfingar landsins (landris og landsig). Einnig eru radarmælingar frá fjölmörgum gervihnöttum sem gefa upplýsingar um breytingar á sjávarstöðu yfir allan hnöttinn. Mælitæki sem mæla hitastig og loftþrýsting, ásamt upplýsingum um seltu sjávar eru einnig gífurlega mikilvæg til að kvarða gögnin, auk nýjustu og nákvæmustu gagnanna sem nú koma frá þyngdarmælingum gervihnattarins GRACE – en hann gefur nákvæmar upplýsingar um breytingu á massa, lands og sjávar.
Yfirlitsgrein eftir Merrifield o.fl. 2009 um GLOSS (Global Sea Level Observing System) gefur nokkuð góða mynd um það hversu margar og fjölbreyttar stofnanir og einstaklingar vinna að því að kortleggja sjávarstöðubreytingar. Þessar rannsóknir eru óháðar hvorri annarri og staðfesta hverja aðra.
Rís sjávarstaða jafnt og þétt yfir allan heim?
Þegar maður heyrir tölur um sjávarstöðubreytingar, þá er yfirleitt verið að tala um hnattrænt meðaltal. Það er margt sem hefur áhrif á staðbundnar sjávarstöðubreytingar. Sem dæmi þá gætu áhrifin orðið minni hér við strendur Íslands á sama tíma og þau gætu orðið mun meiri við Austurströnd Bandaríkjanna.
Flotjafnvægi. Jökulfarg ýtir jarðskorpunni niður í möttulefnið sem leitar til hliðanna. Þegar jökullinn bráðnar leitar möttulefnið jafnvægis og flæðir til baka.
Þættir sem hafa áhrif staðbundið á sjávarstöðubreytingar, er t.d. landris og landsig. T.d. er landris nú þar sem ísaldarjöklar síðasta jökulskeiðs voru sem þykkastir – í Kanada og Skandinavíu. Á móti kemur landsig þar sem landris var við farg jöklanna utan við þessar fyrrum þykku jökulbreiður (t.d. í Hollandi). Þetta er kallað flotjafnvægi (sjá mynd hér til hliðar). Svipuð ferli eru í gangi þar sem óvenjumikil upphleðsla hrauna er eða annað farg sem liggur á jarðskorpunni. T.d. er Reykjanesið að síga vegna fargs frá hraunum – á meðan landris er á Suðausturlandi vegna minnkandi massa Vatnajökuls. Landsig getur einnig verið af mannavöldum, t.d. mikil dæling vatns (eða olíu) upp úr jarðlögum, sem veldur því að land sígur þar sem áður var vatn sem hélt uppi jarðlögunum. Landris og landsig hafa því töluverð áhrif víða um heim, sem leiðrétta verður fyrir til að fá út meðaltalið.
Meiri áhrif staðbundið hafa síðan mögulegar breytingar ríkjandi vindátta, sem ýta stöðugt yfirborði sjávar að landi eða frá. Hið sama á við ef breytingar verða í hafstraumum, t.d. ef að golfstraumurinn veikist – þá gæti það þýtt minni sjávarstöðuhækkun við strendur Íslands – en að sama skapi myndi það hækka sjávarstöðuna t.d. við Austurströnd Bandaríkjanna.
Eitt af því sem valdið getur töluverðum staðbundnum áhrifum er bráðnun jökulbreiðanna á Grænlandi og Suðurskautinu. Þetta er líka eitt af því sem að vísindamenn eru fyrst að átta sig á nú. Þyngdarkraftur þessara miklu jökulmassa hefur þau áhrif nú að sjávarstaða nærri þeim jökulmössum er mun hærri en ella – ef t.d. jökulbreiðan á Grænlandi myndi bráðna, þá hefði sú bráðnun töluverð áhrif hnattrænt séð – en á móti kæmi að staðbundið, t.d. hér við Ísland, myndi sjávarstaða lækka, þrátt fyrir að meðalsjávarstöðuhækkunin um allan heim yrði um 7 m. Ef tekið er dæmi um Vestur Suðurskautið og ef það bráðnaði allt, þá myndi það valda 5 m meðalhækkun sjávarstöðu um allan heim. Þyngdarkraftur þess er þó það sterkt að það hefur hingað til orðið til þess að á Norðurhveli er sjávarstaða lægri en hún væri án þess, þannig að við þessa 5 m sjávarstöðuhækkun bætast um 1,3 metrar við Austurströnd Bandaríkjanna, svo tekið sé dæmi (eða 6,3 m sjávarstöðuhækkun alls).
Þessir margvíslegu þættir sem hafa áhrif staðbundið, er nokkuð sem vísindamenn eru að kortleggja núna.
Sjávarstöðubreytingar milli áranna 1993-2008, frá TOPEX/Poseidon, Jason-1 og Jason-2 gervihnöttunum. Sjórinn er litaður eftir breytingum á meðal sjávarstöðu. Gul og rauð svæði sýna hækkun í sjávarstöðu, á meðan græn og blá svæði sýna lækkun í sjávarstöðu. Hvít svæði sýna svæði þar sem skortur er á gögnum. Að meðaltali fer sjávarstaða hækkandi, en mikill breytileiki er þó milli svæða.
Eru til einhverjar upplýsingar um sjávarstöðubreytingar til forna?
Til að áætla sjávarstöðubreytingar til forna, þá verður að skoða setlög og hvernig þau hafa breyst í gegnum jarðsöguna. Með því að rýna í setlög, þá sjá jarðfræðingar að sjávarstaða hefur sveiflast mikið í gegnum jarðsöguna og oft á tíðum hnattrænt. Til dæmis var sjávarstaða um 120 m lægri, en hún er nú, á hámarki síðasta jökulskeiðs fyrir um 18-20 þúsundum ára – þegar mikið magn vatns var bundið í jöklum á Norðurhveli Jarðar. Á þeim tíma var t.d. landbrú milli Asíu og Alaska. Miklar sjávarstöðubreytingar urðu þegar jöklarnir hörfuðu í lok síðasta jökulskeiðs.
Myndin sýnir hnattrænar sjávarstöðubreytingar frá því á hámarki síðasta jökulskeiðs þar sem tekin eru saman helstu gögn um sjávarstöðubreytingar, leiðrétt fyrir lóðréttum hreyfingum í jarðskorpunni.
Þess ber að geta að á Íslandi flækja fargbreytingar mjög þá mynd af sjávarstöðubreytingum sem urðu á Íslandi í lok síðasta jökulskeiðs, sjá t.d. grein Hreggviðs Norðdahls og Halldórs Péturssonar (2005). T.d. er ástæða margra malarhjalla sem sýna hærri sjávarstöðu á Íslandi sú að jöklar gengu fram á Íslandi og því var landsig – á sama tíma og jöklar heims voru almennt að bráðna t.d. í Norður Ameríku og ollu hækkandi sjávarstöðu.
Á milli jökulskeiða og hlýskeiða ísaldar voru miklar sveiflur í sjávarstöðu, t.d. var sjávarstaða fyrir um 120 þúsund árum (á síðasta hlýskeiði), um 6 m hærri en hún er í dag um stutt skeið. Enn hærri sjávarstöðu má síðan finna fyrir ísöld, þegar jöklar voru minni og hitastig hærra.
Síðastliðin 6 þúsund ár hefur sjávarstaða smám saman náð þeirri hæð sem hún er í dag og með auknum hraða undanfarna öld og sérstaklega síðustu áratugi.
Hversu hratt er sjávarstaðan að rísa?
Í skýrslunni Hnattrænar loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi (Umhverfisráðuneytið 2008) kemur fram að frá 1904-2003 hafi sjávarborð hækkað um 1,74 mm á ári (eða um 17 sm á öld), en einnig kemur fram að frá 1997-2007 hafi sjávarborð hækkað um 3,4 mm á ári og því ljóst að hækkun yfirborðs sjávar hefur sótt í sig veðrið, þá vegna aukinnar hlýnunar sjávar og aukinnar bráðnunar jökla.
Hér er um að ræða hnattrænar breytingar fengnar út með mælingum á sjávarföllum á síðustu öld og síðar með gervihnattamælingum. Þá er búið að leiðrétta fyrir landrisi og landsigi, en það flækir málið víða, t.d. hér á Íslandi. Sem dæmi þá er land að rísa á Suðausturlandi vegna minna jökulfargs og er það frá 10-15 mm á ári. Á móti kemur að landsig er víða annars staðar, t.d. er það um 3,4 mm á ári í Reykjavík og allt að 8 mm á ári yst á Reykjanesi. Hugsið það bara þannig að þegar talað er um hækkun sjávarstöðu í kringum aldamótin 2100, þá má bæta 0,34 m við sjávarstöðuhækkunina í Reykjavík og 0,8 m við hækkunina á Reykjanesi, en draga 1,0-1,5 m frá hækkuninni á Suðausturlandi.
Hnattrænar sjávarstöðubreytingar frá 1870 til 2009 samkvæmt leiðréttum flóðagögnum (Church o.fl. 2008 og uppfært til 2009 -dökkblá lína, og Jevrejeva o.fl 2008- rauðir punktar). Gervihnattagögn með bleikum lit.
Hverjar eru helstu ástæður núverandi sjávarstöðubreytinga?
Í skýrslunni Hnattrænar loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi (Umhverfisráðuneytið 2008) kemur fram að IPCC áætlaði að um 70% af hækkun sjávarstöðu væri af völdum varmaþennslu. Nýlegar greiningar á gögnum frá GRACE gervihnettinum, benda til að þáttur bráðnunar jökla í sjávarstöðuhækkunum hafi verið vanmetin eða sé að aukast og að um 30% af sjávarstöðuhækkunum undanfarin ár hafi verið af völdum varmaþennslu og um 55% af völdum bráðnunar jökla (Cazanave og Llovel 2010). Talið er að þáttur jökla muni aukast við áframhaldandi bráðnun stóru jökulbreiðanna á Grænlandi og Vestur Suðurskautinu.
Hver er framtíðin?
Fljótlega eftir að spá IPCC frá árinu 2007 kom um sjávarstöðuhækkun upp á 18-59 sm í lok aldarinnar, varð ljóst að þar væri efalaust um vanmat að ræða – þá aðallega vegna þess að gögn vegna bráðnunar jökulbreiða Grænlands og Suðurskautsins voru ófullnægjandi. Nýrri rannsóknir eru ekki samhljóða um hugsanlega hækkun sjávarstöðu að magninu til, en þó benda þær flestar til að sjávarstaða verði hærri en spár IPCC benda til, með lægstu gildi svipuð há og hæstu gildi IPCC og hæstu gildi allt að 2. m hækkun sjávarstöðu í lok aldarinnar.
Spá IPCC og nýlegar spár um sjávarstöðubreytingar til ársins 2100
Erum við tilbúin að takast á við sjávarstöðubreytingar?
Lönd heims eru mismunandi vel í stakk búin að aðlagast sjávarstöðubreytingum. Fátæk og lágt liggjandi lönd, t.d. Bangladesh eru án vafa ekki tilbúin að takast á við sjávarstöðubreytingar, hvort heldur þær verða nær lægri mörkum spáa um hækkun sjávarstöðu eða hærri mörkum. Skipulagsyfirvöld á landsvæðum þar sem ætla mætti að meiri peningur væri til aflögu, hafa mörg hver stungið höfuðið í sandinn og eru beinlínis ekki að búast við sjávarstöðubreytingum – eða telja að það sé ótímabært að bregðast við t.d. ríkið Flórída í Bandaríkjunum (sjá Nature Reports).
Erfitt er að meta hversu vel við stöndum hér á landi. Trausti Valsson taldi (árið 2005), að hækka þyrfti viðmiðanir skipulagsyfirvalda um 50 sm varðandi nýframkvæmdir við strönd (í skipulagslögum og reglugerð frá 1997/1998). Bæði Siglingastofnun og Vegagerðin eru með verkefni í gangi til að meta framtíðarhönnun mannvirkja og viðhald til að bregðast við sjávarstöðubreytingum (sjá Gísli Viggóson 2008 og Vinnuhóp um veðurfarsaðlögun í starfsemi Vegagerðarinnar 2010). Ljóst er að kostnaður vegna viðhalds og varnar mannvirkja á eftir að aukast hér á landi og mikilvægt er að tekið verði tillit til þess við skipulag framkvæmda til framtíðar – sérstaklega vegna skipulags framkvæmda sem ætlunin er að eiga að endast út öldina eða lengur.
Endurbirting færslu sem birtist fyrst í nóvember síðast liðin.
Breska jarðfræðafélagið (e. Geological Society of London) hefur útbúið yfirlýsingu um loftslagsbreytingar, þar sem áhersla er lögð á jarðfræðigögn og hvað þau segja okkur. Jarðfræðigögn gefa töluverðar upplýsingar um það hvernig loftslag Jarðar hefur breyst til forna og veita mikilvægar vísbendingar um hvernig loftslagsbreytingum gæti háttað í framtíðinni. Yfirlýsingin byggir þannig á gögnum jarðfræðinnar, en ekki á nýlegum hitastigsmælingar við yfirborð eða með gervihnöttum, né byggir yfirlýsingin á loftslagslíkönum. Það er alveg þess virði að lesa yfirlýsinguna, en þar koma fram töluverðar upplýsingar auk notadrjúgra ritrýnda heimilda (sjá tengla í lok færslunnar). Nokkur lykilatriði yfirlýsingarinnar má sjá hér fyrir neðan:
Hitastig Jarðar breytist af náttúrulegum völdum á tímaskala frá áratugum, til hundrað þúsunda, til milljóna ára. Í sumum tilfellum verða þessar breytingar smám saman en í sumum tilfellum gerast þær skyndilega. Gögn um loftslagsbreytingar hafa varðveist í margskonar jarðfræðilegu umhverfi t.d. í setlögum í botni sjávar og vatna, í jökulbreiðum, steingerðum kóröllum, dropasteinum og steingerðum trjám. Borkjarnar í jökulbreiður sýna hitastig skautana og samsetningu lofthjúpsins síðastliðin 120 þúsund ár fyrir Grænland og 800 þúsund ár fyrir Suðurskautið. Botnsetlög sjávar varðveita gögn um loftslag tugir milljóna ára aftur í tímann og eldra setberg teygir gögnin hundruðir milljóna ára aftur í tímann.
Jarðfræðileg gögn staðfesta það sem eðlisfræðin segja okkur, að með því að auka styrk CO2 í andrúmsloftinu þá eykst hiti Jarðar og getur leitt til hærri sjávarstöðu, breytt úrkomumynstri, aukið sýrustig sjávar og minnkað súrefni sjávar. Líf á Jörðu hefur lifað af miklar loftslagsbreytingar til forna, en mikill fjöldaúttdauði og breyting á dreifingu tegunda hefur tengst mörgum af þeim breytingum. Þegar mannkynið var fámennt og lifði hirðingjalífi, þá hafði sjávarstöðubreyting upp á nokkra metra ekki mikil áhrif. Við núverandi og vaxandi fólksfjölda, þar sem fjölmennustu svæði Jarðar eru í borgum við ströndina, þá mun slík sjávarstöðubreyting hafa neikvæð áhrif á samfélög manna, sérstaklega ef það gerist skyndilega eins og til forna.
Skyndilegar loftslagsbreytingar hafa áður gerst. Fyrir um 55 milljónum árum síðan – í lok tímaskeiðsins Paleósen, þá varð skyndileg hlýnun þar sem hnattrænt hitastig Jarðar jókst um 6°C og um 10-20°C á heimsskautunum. Þessi atburður, sem skammstafaður er PETM (Paleocene-Eocene Thermal Maximum) varð á sama tíma og kolefni losnaði í miklu magni (1500-2000 milljarðar tonna). Þessi innspýting af kolefni er talið geta tengst niðurbroti á metanvatnskristöllum (e. methane hydrate) í botnlögum sjávar, sem mögulega tengist eldvirkni og hafði áhrif til hlýnunar sem náði hámarki sínu fyrir um 50 milljónum ára í byrjun tímaskeiðsins Eósen. Styrkur CO2 í andrúmsloftinu var hár á þeim tíma – en þessi innspýting út í andrúmsloftið og úthöfin gerði þau enn heitari, súrefnisfirrtari og súrari. Í kjölfarið varð mikill útdauði lífvera, sérstaklega í úthöfunum . Það tók Jörðina um 100 þúsund ár að jafna sig á þeirri innspýtingu, sem sýnir að losun á CO2 út í andrúmsloftið í svipuðu magni getur haft áhrif á loftslag á Jörðinni í hundrað þúsund ár.
Sveiflur í djúpsjó jarðar. Mynd a sýnir sveiflur í magni súrefnis18 samsætunni og hvenær jöklar á Suður- og Norðurhveli jarðar byrja að myndast. Mynd b sýnir túlkun á hitastigi djúpsjávar miðað við magn súrefnissamsæta í setlögum (Hansen o.fl. 2008). Rauð ör á efri myndinni sýnir PETM atburðinn fyrir 55 milljónum ára, þegar mikill útdauði sjávarlífvera varð (smella á myndina til að stækka).
En hvenær var styrkur CO2 í andrúmsloftinu sambærilegt og það er orðið í dag? Nýjustu rannsóknir benda til þess að það sé orðið nú, svipað og það var fyrir um 5,2-2,6 milljónum ára – en þá var það talið vera á bilinu 330-400 ppm. Á þeim tíma var hnattrænn hiti Jarðar 2-3°C hærri en hann er í dag og sjávarstaða um 10-25 m hærri, sem bendir til þess að vatn bundið í jöklum hafi verið mun minna en í dag og að Norðurskautið hafi allavega verið árstíðabundið hafíslaus.
Athafnir manna hafa losað um 500 milljarða tonna af kolefni út í andrúmsloftið frá árinu 1750. Á næstu öldum, ef áfram heldur sem horfir, þá gæti losun manna orðið samtals á bilinu 1500-2000 milljarða tonna – svipað og varð fyrir um 55 milljónum ára. Jarðfræðileg gögn frá þeim atburði og fyrri sambærilegum atburðum benda til þess að slík viðbót af kolefni út í andrúmsloftið gæti hækkað hitastig Jarðar um allavega 5-6°C. Sá tími sem það gæti tekið Jörðina að jafna sig á slíku gæti orðið 100 þúsund ár eða meira. Ef eingöngu er miðað út frá jarðfræðilegum gögnum þá er óhætt að álykta að losun á CO2 út í andrúmsloftið af svipuðum og auknum ákafa og nú er, getur ekki verið skynsamlegt, eins óþægileg og sú tilhugsun er.
Ef spár ganga eftir þá munu smáir jöklar (e. mountain glacier) og jökulhettur (e. ice cap) missa á bilinu 15 til 27% af rúmmáli sínu fyrir árið 2100.
Þetta kom fram í nýlegri grein sem birtist í Nature Geoscience. Þótt almennt séð verði bráðnunin á bilinu 15 til 27% þá munu sumir jöklar missa allt að 75% af rúmmáli sínu og mögulega hafa áhrif á vatnsforða aðliggjandi svæða.
Reynt er að meta hversu mikil áhrif smærri jöklar og jökulhettur hafa á sjávarstöðuhækkun fram til ársins 2100, en til þessa hefur minna verið vitað um þá, þrátt fyrir að talið sé að bráðnun þeirra jafngildi um 40% af þeirri sjávarstöðuhækkun sem við höfum verið vitni að síðustu áratugi. Aðrir þættir eru t.d. þennsla vegna hlýnunar sjávar, auk jökulbreiðanna á Grænlandsjökli og Suðurskautinu.
Þeir jöklar sem munu hafa mesta áhrif á sjávarstöðuhækkunina eru á heimskautasvæðum Kanada, Alaska og jöklar utan jökulbreiðunnar á Suðurskautinu.
Í rannsókninni voru gerð líkön um rúmmálsminkun 120 þúsund smærri jökla og jökulhetta. Þessir jöklar eru lítill hluti af þeim heildarmassa vatns sem bundin er í ís, en veldur samt eins og áður segir töluverðri sjávarstöðuhækkun enn sem komið er, vegna þess hversu fljótt þeir bregðast við loftslagsbreytingum. Notuð voru 10 loftslagslíkön sem IPCC hefur notað og reiknað út bráðnun jöklanna fram í tímann.
Spár benda til þess að fram til ársins 2100 þá muni sjávarstaða af völdum fyrrnefndra jökla og jökulhetta hækka sjávarstöðu um 8,7-16,1 sentimetra – sem er svipað og IPCC hafði spáð, nema hér er um nákvæmara mat að ræða. Ekki er tekið með í kelfun jökla sökum þess hversu flókið það þykir við líkanagerð, en það gæti haft einhver áhrif á niðurstöðuna. Aftur á móti var tekið með í reikninginn jöklar á Grænlandi og Suðurskautinu, þ.e. þeir jöklar sem tilheyra ekki stóru jökulbreiðunum.
Vísindamenn bresku Veðurstofunnar (UK Met office) hafa áður sýnt fram á möguleika þess að Jörðin geti hitnað um yfir 4°C á seinni hluta þessarar aldar, ef ekki verður dregið úr losun gróðurhúsalofttegunda. Nú er nýútgefið hefti Konunglegu Vísindaakademíunnar (A Philosophical Transactions of the Royal Society) þar sem birtar eru ítarlegar rannóknir á því hvernig búast má við að loftslag Jarðar verði við 4°C hækkun hitastigs og afleiðingar þess.
Meðal þess sem kemur fram í heftinu er hvernig Amazon frumskógurinn mun verða fyrir töluverðum skakkaföllum, auk þess sem monsún hringrásin mun breytast og að hluta til bregðast. Aðalvandamál Jarðar sem er 4°C heitari en fyrir iðnbyltinguna, er samt skortur á vatni. Með því að draga úr losun CO2 þannig að hitastig hækki ekki upp fyrir 2°C þá mun fjölgun mannkyns hafa mest áhrif á vatnsauðlindir Jarðar, en við 4°C hækkun þá munu þurrkar hafa lang mest áhrif á aðgengi fólks að vatni.
Annað sem kemur fram í hefti Vísindaakademíunnar er að frjósemi svæðisins sunnan við Sahara í Afríku mun rýrna og fyrir vikið er búist við að maís framleiðsla á því svæði muni minnka um 19 % og framleiðsla bauna minnka um 47 % miðað við núverandi ástand. Þá er búist við að öfgaveður, sjávarstöðuhækkun og vatnsskortur muni valda miklum fólksflutningum og flótta.
Lengi vel stóð maður í þeirri meiningu að hvert ísaldarskeið væri samfelld kuldaskeið með sínum ógurlegu jökulskjöldum og freðinni jörð langt suðureftir löndum. Fyrstu hugmyndir vísindamanna á sínum tíma hafa sjálfsagt verið eitthvað svipaðar uns mönnum lærðist að innan hvers jökulskeiðs væru vísbendingar um hlýrri tímabil með mun minni jökulþekju. Það var svo ekki fyrr en eftir borkjarnarannsóknir á Grænlandsísnum að það kom almennilega í ljós hversu óstöðugt loftslag mun í raun hafa verið á síðustu ísöld og hvernig jöklar fóru ýmist hraðminnkandi eða stækkandi með tilheyrandi áhrifum á hæð sjávarborð auk annarra áhrifa á náttúrufar almennt. Sérstaklega hér við Norður-Atlantshaf. Þetta er ólíkt hlýskeiðinu síðustu 10 þúsund árin þar sem loftslag hefur verið mjög stöðugt, en það hefur örugglega haft sitt að segja um velgengni þeirrar dýrategundar sem við teljumst til.
Loftslag síðustu 100.000 ár samkvæmt borkjarnarannsóknum á Grænlandsjökli. (Rauðu punktarnir tengjast ekki efni færslunnar)
Þessi óstöðugleiki og loftslagssveiflur innan síðasta jökulskeiðs virðast í fyrstu hafa verið nokkur ráðgáta meðal vísindamanna því þær eiga ekki samsvörun í sveiflum í inngeislun sólar vegna breytilegs möndulhalla jarðar og fleiri atriða sem oftast eru kallaðar Milankovich-sveiflur, sem þó eru í stærra samhengi taldar höfuðorsök lengri jökulskeiða og hlýskeiða.
Vitað hefur verið að sjávarstraumar við Norður-Atlantshaf geta verið óstöðugir og er þá Golfstraumurinn gjarnan nefndur því án hans væri varla byggilegt á okkar slóðum. Seltujafnvægi sjávar spilar þarna inní og talið að mikil aukning af ferskvatni í norðurhöfin geti stöðvað streymi hlýsjávar hingað norður eins og sumir hafa óttast að gæti gerst með aukinni jökulbráðnun í náinni framtíð. Slík aukning af ferskvatni er þó lítil og hægfara miðað við þá atburði sem áttu sér gjarnan stað þegar jöklar voru að hörfa og risastór jökulvötn ruddu sér leið til út í Atlantshafið ýmist frá Evrópu eða Norður-Ameríku. Þetta atriði þykir geta skýrt ýmislegt og þá sérstaklega það mikla bakslag sem skyndilega varð undir lok síðasta jökulskeiðs fyrir 12.800 árum (Yngra-Dryas) sem tók við af stuttu tímabili sem var nálega eins og hlýtt og hefur verið á nútíma.
Kenningin um áhrif Beringssundsins
Í upphafi þessa árs sá ég athyglisverða kenningu um að stóri örlagavaldurinn í ógnarjafnvægi Norður-Atlantshafsins á síðasta jökulskeiði væri fólgin í hinu þrönga Beringssundi á milli Alaska og Síberíu og ef sú kenning er rétt þykir það vera gott dæmi um hvað lítilvæg atriði geta haft mikið að segja. Þessi kenning er annars fengin útfrá fjölþjóðlegri rannsókn á vegum National Center for Atmospheric Research (NCAR) og gengur út á eftirfarandi atriði:
Þegar loftslag kólnar vegna sveiflna á sporbaug jarðar um sólu, vaxa jöklar á norðurhveli og þar með lækkar sjávarborð nógu mikið til að landbrú myndast við Beringssund milli Asíu og Norður-Ameríku. Kyrrahafssjór sem er í eðli sínu seltulítill streymir þá ekki lengur inn Beringssund og áfram inn í Atlantshafið úr norðri eins og venjan er þegar Beringssund er opið. Við þetta eykst seltustig Norður-Atlantshafs þannig að þungur selturíkur sjór sekkur í ríkara mæli hér í norðurhöfum og eykur á kraft þeirra sjávarhringrása sem dæla suðlægum hlýsjónum norður. Með aukningu á hlýsjó í Norður-Atlantshafi, hlýnar loftslag nógu mikið til að jökulbreiður taka að bráðna á ný. Þótt Kyrrahafið kólni á móti skiptir það ekki máli því jökulbreiður eru ekki þar umhverfis.
Með bráðnandi jökulhvelum hækkar sjávarborð nægilega til að sjór streymir á ný gegnum Beringssund. Seltuminni sjór berst á ný inn Atlantshafið úr norðri og veikir gangverk hlýsjávarstrauma þannig að kólnun tekur við á ný. Jöklarnir taka því að vaxa aftur og að sama skapi lækkar sjávarborð sem endar á því að Beringssundið lokast og ferlið endurtekur sig á ný.
Eftir því sem brautarganga jarðar um sólu varð óhagstæðari mögnuðust harðind síðasta ísaldarskeiðs smám saman og fyrir 34 þúsund árum skipti ekki lengur máli þótt Beringssundið væri lokað, jöklarnir höfðu að lokum náð yfirhöndinni og urðu stærstir fyrir um 25-15 þúsund árum. Eftir mikla hlýnun í framhaldi af því og stóra Dryas-bakslagið hefur hlýskeið ríkt hér á jörð. Það hlýskeið á að öllum líkindum tilveru sína að þakka hagstæðri brautargöngu jarðar um sól með aukinni sólgeislun á norðurhveli að sumarlagi og skapar þær aðstæður að ekki skiptir lengur máli þótt Beringssundið sé opið því sá Kyrrahafs-ættaði og seltusnauði sjór sem nú berst til Atlantshafsins úr norðri, nægir ekki til þess að koma á ísaldarástandi.
– – – – –
Þannig hljóma þessar kenningar samkvæmt því sem ég skil best og með þeim fyrirvara að rétt sé eftir haft af frétt á ScienceDaily-vefnum sem fjallaði um þetta Beringssundsmál þann 11. janúar á þessu ári.
Sjá hér: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100110151325.htm
Breska jarðfræðafélagið (e. Geological Society of London) hefur útbúið yfirlýsingu um loftslagsbreytingar, þar sem áhersla er lögð á jarðfræðigögn og hvað þau segja okkur. Jarðfræðigögn gefa töluverðar upplýsingar um það hvernig loftslag Jarðar hefur breyst til forna og veita mikilvægar vísbendingar um hvernig loftslagsbreytingum gæti háttað í framtíðinni. Yfirlýsingin byggir þannig á gögnum jarðfræðinnar, en ekki á nýlegum hitastigsmælingar við yfirborð eða með gervihnöttum, né byggir yfirlýsingin á loftslagslíkönum. Það er alveg þess virði að lesa yfirlýsinguna, en þar koma fram töluverðar upplýsingar auk notadrjúgra ritrýnda heimilda (sjá tengla í lok færslunnar). Nokkur lykilatriði yfirlýsingarinnar má sjá hér fyrir neðan:
Hitastig Jarðar breytist af náttúrulegum völdum á tímaskala frá áratugum, til hundrað þúsunda, til milljóna ára. Í sumum tilfellum verða þessar breytingar smám saman en í sumum tilfellum gerast þær skyndilega. Gögn um loftslagsbreytingar hafa varðveist í margskonar jarðfræðilegu umhverfi t.d. í setlögum í botni sjávar og vatna, í jökulbreiðum, steingerðum kóröllum, dropasteinum og steingerðum trjám. Borkjarnar í jökulbreiður sýna hitastig skautana og samsetningu lofthjúpsins síðastliðin 120 þúsund ár fyrir Grænland og 800 þúsund ár fyrir Suðurskautið. Botnsetlög sjávar varðveita gögn um loftslag tugir milljóna ára aftur í tímann og eldra setberg teygir gögnin hundruðir milljóna ára aftur í tímann.
Jarðfræðileg gögn staðfesta það sem eðlisfræðin segja okkur, að með því að auka styrk CO2 í andrúmsloftinu þá eykst hiti Jarðar og getur leitt til hærri sjávarstöðu, breytt úrkomumynstri, aukið sýrustig sjávar og minnkað súrefni sjávar. Líf á Jörðu hefur lifað af miklar loftslagsbreytingar til forna, en mikill fjöldaúttdauði og breyting á dreifingu tegunda hefur tengst mörgum af þeim breytingum. Þegar mannkynið var fámennt og lifði hirðingjalífi, þá hafði sjávarstöðubreyting upp á nokkra metra ekki mikil áhrif. Við núverandi og vaxandi fólksfjölda, þar sem fjölmennustu svæði Jarðar eru í borgum við ströndina, þá mun slík sjávarstöðubreyting hafa neikvæð áhrif á samfélög manna, sérstaklega ef það gerist skyndilega eins og til forna.
Skyndilegar loftslagsbreytingar hafa áður gerst. Fyrir um 55 milljónum árum síðan – í lok tímaskeiðsins Paleósen, þá varð skyndileg hlýnun þar sem hnattrænt hitastig Jarðar jókst um 6°C og um 10-20°C á heimsskautunum. Þessi atburður, sem skammstafaður er PETM (Paleocene-Eocene Thermal Maximum) varð á sama tíma og kolefni losnaði í miklu magni (1500-2000 milljarðar tonna). Þessi innspýting af kolefni er talið geta tengst niðurbroti á metanvatnskristöllum (e. methane hydrate) í botnlögum sjávar, sem mögulega tengist eldvirkni og hafði áhrif til hlýnunar sem náði hámarki sínu fyrir um 50 milljónum ára í byrjun tímaskeiðsins Eósen. Styrkur CO2 í andrúmsloftinu var hár á þeim tíma – en þessi innspýting út í andrúmsloftið og úthöfin gerði þau enn heitari, súrefnisfirrtari og súrari. Í kjölfarið varð mikill útdauði lífvera, sérstaklega í úthöfunum . Það tók Jörðina um 100 þúsund ár að jafna sig á þeirri innspýtingu, sem sýnir að losun á CO2 út í andrúmsloftið í svipuðu magni getur haft áhrif á loftslag á Jörðinni í hundrað þúsund ár.
Sveiflur í djúpsjó jarðar. Mynd a sýnir sveiflur í magni súrefnis18 samsætunni og hvenær jöklar á Suður- og Norðurhveli jarðar byrja að myndast. Mynd b sýnir túlkun á hitastigi djúpsjávar miðað við magn súrefnissamsæta í setlögum (Hansen o.fl. 2008). Rauð ör á efri myndinni sýnir PETM atburðinn fyrir 55 milljónum ára, þegar mikill útdauði sjávarlífvera varð (smella á myndina til að stækka).
En hvenær var styrkur CO2 í andrúmsloftinu sambærilegt og það er orðið í dag? Nýjustu rannsóknir benda til þess að það sé orðið nú, svipað og það var fyrir um 5,2-2,6 milljónum ára – en þá var það talið vera á bilinu 330-400 ppm. Á þeim tíma var hnattrænn hiti Jarðar 2-3°C hærri en hann er í dag og sjávarstaða um 10-25 m hærri, sem bendir til þess að vatn bundið í jöklum hafi verið mun minna en í dag og að Norðurskautið hafi allavega verið árstíðabundið hafíslaus.
Athafnir manna hafa losað um 500 milljarða tonna af kolefni út í andrúmsloftið frá árinu 1750. Á næstu öldum, ef áfram heldur sem horfir, þá gæti losun manna orðið samtals á bilinu 1500-2000 milljarða tonna – svipað og varð fyrir um 55 milljónum ára. Jarðfræðileg gögn frá þeim atburði og fyrri sambærilegum atburðum benda til þess að slík viðbót af kolefni út í andrúmsloftið gæti hækkað hitastig Jarðar um allavega 5-6°C. Sá tími sem það gæti tekið Jörðina að jafna sig á slíku gæti orðið 100 þúsund ár eða meira. Ef eingöngu er miðað út frá jarðfræðilegum gögnum þá er óhætt að álykta að losun á CO2 út í andrúmsloftið af svipuðum og auknum ákafa og nú er, getur ekki verið skynsamlegt, eins óþægileg og sú tilhugsun er.
Endurbirting og uppfært myndband; fyrri útgáfa, Hnattræn hlýnun á innan við 10 mínútum. Eitthvað virðist Powell hafa viljað segja betur frá einstökum atriðum og þ.a.l. er myndbandið um 2 mínútum lengra. En myndbandið er fróðleg upptalning á helstu atriðum sem varða loftslagsbreytingar þær sem við upplifum í dag.
Vísindamenn bresku Veðurstofunnar (UK Met office) hafa áður sýnt fram á möguleika þess að Jörðin geti hitnað um yfir 4°C á seinni hluta þessarar aldar, ef ekki verður dregið úr losun gróðurhúsalofttegunda. Nú er nýútgefið hefti Konunglegu Vísindaakademíunnar (
