Hnattrænt hitafrávik á þessu ári gæti farið 1°C yfir meðalhitastig þess sem var fyrir iðnbyltingu, samkvæmt Met Office (bresku veðurstofunni). Það yrði langhæsti hiti sem mælst hefur frá upphafi mælinga og markar ákveðin tímamót í loftslagssögu jarðar, sem nú stýrist í grófum dráttum af losun gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum.
Árin 2015 og 2016
Ef skoðuð eru gögn frá janúar til september, þá sýna gögn frá HadCRUT að hitafrávik það sem af er þessa árs er um 1,02 °C (±0.11 °C) ofan við hitastig fyrir iðnbyltingu.
Eins og við fyrri hitamet jarðar er það El Nino sem keyrir hitastigið upp, ofan á hinni undirliggjandi hnattrænu hlýnun af mannavöldum. Þróunin minnir um margt á undanfara metársins 1998, en það ár var um skeið lang heitasta árið frá upphafi mælinga eða fram til 2005. Árin 2012 og 2014 hafa samkvæmt flestum mælingum verið heitari og það án sterkra áhrifa El Nino. Ef þróunin heldur fram sem horfir, þá verður 2015 heitasta árið frá upphafi mælinga – en þar með er ekki öll sagan sögð, því áhrifa El Nino gæti gætt meira árið 2016 og það því slegið það met sem 2015 slær eða að minnsta kosti verið nálægt því.
Þó svo fari að árin 2015 og 2016 verði þau heitustu frá upphafi, þá er búist við því að ofanáliggjandi náttúrulegar sveiflur haldi áfram að hafa áhrif á hnattrænan hita og því mun hlýnunin ekki halda stanslaust áfram á næstu árum – þó undirliggjandi hnattræn hlýnun haldi áfram.
Áhrifin seinvirk
Hitastigið eftir þetta ár, verður þá langt komið með að vera hálfnað upp í tveggja gráðu markið (2°C) sem er það hitastig sem oft er notað núorðið í alþjóðasamskiptum sem mörk ásættanlegrar hækkunar hitastigs. Þótt flestir telji það ásættanlegt, þá eru ýmsir sem telja þá hækkun hitastigs óásættanlega m.a. vegna hækkunar sjávarstöðu, auk þess sem hliðarafurð losunar CO2 út í andrúmsloftið, súrnun sjávar, getur verið orðið vandamál fyrr.
Magn heildarlosunar á CO2 út í andrúmsloftsins verður lykillinn að því hversu mikil hin hnattræna hlýnun af mannavöldum verður. Það er talið að ef losað verði að mesta lagi 2.900 gígatonnum af CO2 út í andrúmsloftið, þá muni vera yfir 66% líkur á því að hægt verði að takmarka hlýnunina við 2°C. Í lok árs 2014 var búið að losa yfir 2.000 gígatonnum af CO2, sem þýðir að mannkynið hefur lítið borð fyrir báru og að nú þegar sé töluverð hlýnun í viðbót í kortunum. Þó það taki langan tíma fyrir jörðina að hitna, þá tekur enn lengri tíma fyrir sjávarstöðu að ná jafnvægi miðað við ákveðið hitastig þ.e. jafnvægi þarf að komast á vegna þenslu sjávar vegna aukins sjávarhita og vegna bráðnunar jökla.
Það er því þannig að um 2/3 hefur verið losað af því CO2 sem mun mögulega valda um 2°C hækkun eftir iðnbyltingu og á sama tíma hefur hitastigið aukist um helming af því – en á sama tíma hefur sjávarstaða eingöngu hækkað um 20 sm frá því fyrir iðnbyltingu eða 1/3 af því sem talið er að geti orðið ef hitastigið nær stöðugu 2°C hitafráviki um aldamótin 2100.
Er mögulegt að koma í veg fyrir að hitinn fari yfir 2°C markið?
Rannsóknir benda til að enn sé hægt hægt að koma í veg fyrir að hitinn fari yfir 2°C markið, hins vegar er það svo að því seinna sem dregið verður úr losun, því hraðar verður mannkynið að draga úr losun til að svo verði.
Í dag eru 6 ár liðin frá því að loftslagsvefurinn loftslag.is fór í loftið. Margt hefur gerst á þessum 6 árum og mörg loftslagstengd met fallið, ís bráðnað, bæði á láði og legi o.s.frv. Hlýnunin heldur sínu striki, en þar fyrir utan hefur umræðan farið bæði fyrir ofan garð og neðan og lítið þokast í rétta átt (þó auðvitað megi sjá einhver batamerki ef vel er að gáð). Loftslagsfundir hafa verið haldnir á ári hverju, sá fyrsti sem við fylgdumst með á þessum vettvangi var Kaupmannahafnarráðstefnan sem varð meiriháttar flopp – kannski vegna þess að afneitunarsinnar komust upp með að búa til plathneyksli sem kallað var climategate rétt áður en fundurinn hófst og má færa rök fyrir því að þeir hafi orðið valdir að miklum skemmdarverkum sem töfðu alvöru niðurstöður viðræðna í mörg ár (íslenski bloggarar og fleiri dreifðu meðal annars ósómanum). Stjórnmálamenn virðast ekki vera mjög atkvæðamiklir þegar á brattann sækir og skortir dug og þor og því fór sem fór og ekkert raunverulegt var ákveðið þá til að stemma stigu við hlýnun jarðar og einnig hefur heldur lítið gerst eftir það. Flestir COP fundirnir síðan hafa verið frekar atkvæðalitlir, en nú er enn og aftur stefnt að því að ná einhverju raunverulegu samkomulagi. Það á að gerast í París í desember og eru margir fullir vonar og eftirvæntingar um hvað gerist þá…eftir 6 ára tafir (ef miðað er við Kaupmannahafnarfloppið) – en enn meiri tafir ef litið er til lengri tíma og ef við rýnum í öll þau ár sem vísindin hafa verið ljós um orsakir og afleiðingar óheftrar losunar gróðurhúsalofttegunda útí andrúmsloftið. Það virðist jákvæð stemning fyrir fundinum í desember, en með fullri virðingu fyrir stemningunni, þá er eigi enn sopið kálið þó að í ausuna sé komið. Á meðan stemningin mallar fyrir loftslagsfundinn í París þá er á sama tíma, hér á landi, verið að leggja drög að miklum olíufundum á Drekasvæðinu – og það virðast því ekki allir vera búnir að tengja í þessum efnum og margir sjá fyrir sér olíugróða með betri tíð og blóm í haga, en ekki er allt sem sýnist í þeim efnum.
Mynd af kettlingi að fagna einvherju og þar sem kettlingar eru eitt vinsælasta myndefnið á netinu, þá var ekki úr vegi að skella inn einni smellinni kattarmynd
Árið 2014 var hlýjasta ár frá upphafi mælinga og árið í ár stefnir í að verða hlýrra (eins og staðan er í dag) og því verður árið í ár hugsanlega hlýjasta ár frá upphafi mælinga (og slá þar með met síðasta árs). Hafísinn hefur sjaldan verið minni á norðurslóðum, sem er einn af þáttunum sem fylgst er með varðandi breytingar í loftslagi. Það virðist vera orðin regla að hvert ár sem líður fer á listann yfir allavega 10 heitustu árin frá upphafi mælinga (það á við um öll 6 árin sem loftslagsvefurinn hefur verið í loftinu) og svo eru metin líka slegin inn á milli. Hafísmetið var t.d. slegið árið 2012, þar á undan var það met slegið árið 2007. Eftir 2007 metið, þá var talað um að hafísinn væri að jafna sig árin á eftir – jafnvel töldu einhverjir sig sjá vöxt hafíssins – en svo skall árið 2012 á með nýju meti. Eftir 2012 metið eru menn aftur farnir að tala um að hafísinn sé að jafna sig og/eða jafnvel vaxa…sem virðist enn og aftur vera óskhyggja sem ekki byggir á raunverulegum athugunum. Alveg sama hversu mörg met eru slegin varðandi hitastig á heimsvísu, þá virðast þeir alltaf vera til sem tala um að ekkert hafi hlýnað í X mörg ár eða jafnvel kólnað, með tilvísun í einhverjar misgáfulegar samsæriskenningar og/eða bara helbera afneitun. Afneitunin virðist þó á undanhaldi – sem er jákvætt og vonandi hverfur hún eins og dögg fyrir sólu í hlýnandi heimi. Það virðist þurfa róttækar ráðstafanir til að koma í veg fyrir alvarlegar afleiðingar hlýnunar jarðar og það er vonandi að Parísarfundurinn verði ekki enn eitt floppið í boði afneitunarinnar og misvitra stjórnmálamanna sem ekki sjá í gegnum lygavef afneitunarinnar. Og við höfum ekki einu sinni minnst á illa tvíbura hlýnunar Jarðar, sem er súrnun sjávar…en það eitt og sér ætti að fá allt hugsandi fólk til að gefa óheftri losun gróðurhúsalofttegunda mikin gaum og krefjast tafarlausra aðgerða.
Hvað sem líður afneitun, ákvarðanafælni og dugleysi ráðamanna í gegnum árin, þá fögnum við félagarnir áfanganum – 6 ár er engin aldur og margt á eftir að gerast á næstu árum og við hljótum að vonast til að upplifa alvöru ákvarðanir varðandi það hvernig ber að taka á loftslagsvandanum innan vonandi fárra ára – allavega ef meiningin er að gera eitthvað raunverulegt við vandanum (sem er ekki sjálfgefið ef horft er í baksýnisspegilinn). Við stöndum allavega vaktina áfram – takk fyrir okkur, við höldum okkar striki, enda næg verkefni fyrir höndum í framtíðinni.
Þessi færsla er hluti af endurbirtingum hér á loftslag.is. Mikilvægt efni af síðunni og annað fróðlegt sérvalið efni mun rata inn undir endurbirtingarnar. Upphaflegu færsluna má finna hér en allar endurbirtingarnar má finna undir flipanum Endurbirtingar 2013.
Súrnun sjávar (e. ocean acidification) er aukaafurð losunar á CO2 út í andrúmsloftið og oft kallað “hitt CO2-vandamálið” (á eftir hlýnun jarðar). Vegna aukningar CO2 í andrúmsloftinu gleypir sjórinn aukið magn CO2 og við það verða efnaskipti sem breyta pH gildi sjávar og lækkar kalkmettun sjávar. Einnig er talin hætta á því að hlýnun sjávar geti valdið aukningu á því að metan losni úr sjávarsetlögum sem myndi efnasambönd við sjóinn með sömu áhrifum.
Breyting á pH gildi sjávar frá 18. öld til lok 20. aldar. Mynd fengin af earthtrends.wri.org.
Jón Ólafsson hafefnafræðing var í viðtali í Fréttablaðinu í mars 2009:
Við sjáum vissulega að sýrustig er að falla hér við land,” segir Jón. “Í samanburði við önnur hafsvæði er það að falla hraðar hér en annars staðar. Það er út af því að hér við land, sérstaklega norðan við landið, tekur hafið í sig mikið af koldíoxíði.” Ástæðurnar fyrir því að þetta gerist hraðar í sjónum í kring um Ísland eru að mestu kunnar, að sögn Jóns. Þær tengist meðal annars straumakerfi Norður-Atlantshafsins.
og
Jón segir hins vegar áhrifin af auknu magni koltvísýrings í höfunum vera tvíþætt: “Annars vegar lækkar sýrustig sjávar og hins vegar lækkar kalkmettun.”
Minni kalkmettun í höfunum hefur bein áhrif á kalkmettandi lífverur, en það eru lífverur sem mynda stoðvef eða skeljar úr kalki. Þetta eru til dæmis kóralar og skeldýr ýmis konar.
“Kóralar eru til dæmis farnir að líða fyrir þetta strax, og þetta er ein ástæðan fyrir því að kóralrifum er að hnigna. Þessar kalkmyndandi plöntur og dýr eru reyndar mjög mikilvægur þáttur í vistkerfum hafsins og skemmdir á þeim eða hreinlega eyðilegging þeirra mun hafa mikil áhrif á vistkerfið í heild.”
Nú er talin hætta á því, að við munum verða vitni að svipaðri súrnun sjávar og varð fyrir 55,8 milljónum ára (Paleocene–Eocene Thermal Maximum). Sú súrnun olli miklum útdauða sjávarlífvera.
1/6 af fæðu mannkyns er fengin úr sjónum og því eru miklir hagsmunir í húfi fyrir mannkynið (fyrir utan siðferðislega skyldu okkar að eyðileggja ekki lífsafkomu annarra lífvera).
Hvað er til ráða?
Eina fyrirsjáanlega lausnin til að stöðva súrnun sjávar er minnkandi losun á CO2 út í andrúmsloftið. Aðrar lausnir sem gætu virkað væri einhvers konar binding CO2.
Það má því segja að jafnvel þeir sem viðurkenna ekki staðreyndina um hlýnun jarðar af mannavöldum, ættu að geta tekið undir það að nú verði að bregðast við aukningu CO2 andrúmsloftsins, áður en illa fer. Við núverandi losun CO2, þá er talið að súrnun sjávar verði farin að nálgast hættumörk árið 2030 (við CO2 magn í lofthjúpnum í sirka 450 ppm) en nú þegar er talið að áhrifa súrnunar sjávar sé farið að gæta.
Tengdar afleiðingar
Það sem veldur súrnun sjávar er fyrst og fremst aukning CO2 í andrúmsloftinu. Við aukningu þess þá eykst upptaka sjávar á kolefni sem eykur sýrustig sjávar. Óbein aukning á súrnun sjávar er einnig fræðilega möguleg við hækkun sjávarhita,þá bráðna frosnir metanmettaðir vatnskristallar úr sjávarsetlögum og metan losnar út í sjóinn. Talið er að það geti aukið á súrnun sjávar.
Afleiðingar súrnunar sjávar eru aðallega þær að harðskelja sjávarlífverur missa smám saman getuna til að mynda skeljar. Við meiri súrnun er hætt við hruni vistkerfa, með tilheyrandi hnignun og útdauða sjávarlífvera. Möguleg aukaafurð þess er minnkandi geta sjávar til upptöku kolefnis.
Heimildir og frekari upplýsingar
Heimasíða EPOCA. Tengillinn vísar beint á blaðsíðu á íslensku – en hún er annars á ensku.
Þegar Íslendingar eru spurðir út í það hvort að þeir séu hlyntir olíuvinnslu á Drekasvæðinu, þá svara 80% því til að vera því hlyntir. Þegar Íslendingar eru spurðir út í hnattræna hlýnun af mannavöldum þá hefur mikill meirihluti velt málinu fyrir sér og hefur áhyggjur af loftslagsbreytingum vegna aukina gróðurhúsaáhrifa af mannavöldum. Það má því halda því fram með góðum rökum að fólk hér á landi virðist almennt vita af loftslagsvandanum.
En hvernig stendur þá á því að það er misvægi á milli þess að meirihluti þjóðarinnar virðist vita af loftslagsvandanum og svo því að 80% landsmanna vill meiri olíuvinnslu sem eykur vandann? Ætli almenningur hafi almennt ekki kynnt sér málin í þaula? Það virðist vanta tenginguna á milli þess að þekkja til þeirrar staðreyndar að vandamálið sé til staðar og svo því að þekkja til orsaka og afleiðinga sama vandamáls. Þegar fólk telur að rök séu til þess að auka vandamálið með því bæta við olíuforða heimsins þá hefur sennilega ekki myndast nauðsynleg tenging varðandi orsakasamhengi hlutanna.
Það er nú þegar til mikið meira en nægur forði jarðefnaeldsneytis í heiminum til að hækka hita jarðar um meira en þær 2°C sem þjóðir heims virðast sammála um að forðast. Til að halda okkur inna 2°C hækkun hitastigs, þá mega þjóðir heims ekki brenna nema sem nemur u.þ.b. fimmtungi af núverandi þekktum birgðum jarðefnaeldsneytis sem eru enn í jörðu. Það þýðir á manna máli að um 80% af hinum þekktu birgðum þurfa að vera áfram í jörðu til að við getum með nokkurri vissu haldið okkur innan 2°C marksins. Við hækkandi hitastig má til að mynda eiga von á fleiri sterkum fellibyljum svipuðum Sandy og Haiyan – s.s. líkur á sterkum fellibyljum aukast með hækkandi hitastigi. Það ásamt öðrum öfgum í veðri tengist m.a. hlýnandi loftslagi – annað sem nefna má er að jöklar bráðna, sjávarstaða hækkar, bráðnun íss og hnignun vistkerfa, svo eitthvað sé nefnt. Það er því ekki laust við að afleiðingar fylgi núverandi stefnu varðandi jarðefnaeldsneytisnotkun jarðarbúa.
Það má ekki heldur gleyma að minnast á það hér að losun koldíoxíð fylgir annað vandamál, sem er súrnun sjávar – enn önnur ástæða fyrir Íslendinga að tengja. Súrnun sjávar ætti eitt og sér að fá þjóð sem lifir af fiskveiðum til að tengja saman orsakir og afleiðingar í þessum efnum. Ekki síst í ljósi þess að meirihluti þjóðarinnar virðist telja að vísindamenn hafi rétt fyrir sér varðandi vandamálið og það bendir til þess að þjóðin sé upplýst. En sú staðreynd að sama þjóð heimtar olíuvinnslu á Drekasvæðinu, hlýtur að benda til þess að það vanti tengingar á milli þessara þátta. Það er ekki nema von að ríkisstjórn Íslands hafi það í stefnuskrá sinni að hefja olíu- og gasvinnslu sem fyrst, þegar þjóðin heimtar það – eða eins og það er orðað í stjórnarsáttmálanum:
Ríkisstjórnin mun eins og kostur er stuðla að því að nýting hugsanlegra olíu- og gasauðlinda geti hafist sem fyrst
(úr stefnuyfirlýsingu ríkisstjórnarinnar)
Við Íslendingar teljum okkur upplýsta þjóð og það á vafalítið við á mörgum sviðum. En þjóð sem ekki hefur náð betri tengingu varðandi loftslagsmálin, þrátt fyrir að flestir virðist samþykkja að um vandamál sé að ræða, virðist ekki vel tengt þegar að ákveðnum hliðum málsins kemur. Það er óábyrgt og óviðunandi að stór gjá sé á milli orsakasamhengis og afleiðinga varðandi þessi mál í huga fólks. Við eigum að hafa þor og dug til að segja nei við skammtíma hagsmunum gamaldags “hagvaxtar” sjónarmiða og virða rétt komandi kynslóða til að við skiljum plánetuna eftir í eins góðu ástandi og hægt er. Það þýðir að við megum ekki halda áfram að vera háð jarðefnaeldsneyti og að olíu- og gasvinnsla í íslenskri lögsögu er ekki raunverulegur valmöguleiki til framtíðar. Eftirspurn almennings eftir stjórnmálamönnum með þor til að taka á málunum ætti að vera meira en þeirra sem velja veg skammtíma “hagsmuna”.
Ný sérhönnuð flugvél á vegum NASA, flýgur þessi misserin hægt og lágt yfir landsvæði Alaska norðan heimskautsbaugar. Hér er um að ræða vél sem notuð er í verkefni sem kallað er Carbon in Arctic Reservoirs Vulnerability Experiment (CARVE), en það er fimm ára rannsókn sem á að varpa ljósi á hvernig loftslagsbreytingar hafa áhrif á kolefnishringrás norðurslóða.
Í vélinni eru nemar sem greina losun á gróðurhúsalofttegundunum CO2 og metangasi úr þiðnandi sífrera.
Svæði með sífrera ná yfir nærri einn fjórða af meginlöndum norðurhvels jarðar. Verkefnið CARVE (Carbon in Arctic Reservoirs Vulnerability Experiment) sem er á vegum NASA skoðar sífrera norðan við heimskautsbaug í Alaska til að kanna losun á CO2 og metani úr þiðnandi sífrera.Mynd: Hugo Ahlenius, UNEP/GRID-Arendal
Neðanjarðar
Sífreri, frosinn jarðvegur, er víða neðanjarðar á norðurskautinu. Á hverju sumri þá þiðnar efsti hluti jarðvegsins, mismikið þó. Þar sem er hvað kaldast þiðnar einungis tæplega 10 sentimetra lag, en þiðnunin getur verið nokkrir metrar á hlýrri svæðum. Í þessu efsta lagi jarðvegsins, lifa plöntur norðurskautsins. Hið kalda og blauta loftslag norðurskautsins kemur í veg fyrir að plöntur og dýr nái að rotna, þannig að á hverju ári þá bætist í sarpinn lífrænt kolefni, sem svo sekkur niður í sífrerann.
Þýdd skematísk mynd úr grein Schaeffer o.fl. 2011 sem sýnir magnandi svörun við bráðnun sífrera.
Á nokkrum hundruðum þúsunda, jafnvel milljónum ára , hefur jarðvegur sífrera norðurskautsins, safnað miklu magni af lífrænum kolefnum – sem metið er að sé á milli 1.400-1850 petagrömm (petagramm er einn milljarður tonna). Það er um það bil helmingur alls lífræns kolefnis sem jarðvegur jarðarinnar geymir. Til samanburðar þá hafa um 350 petagrömm af kolefni verið losuð við bruna jarðefnaeldsneytis frá 1850. Mikill hluti þessa lífræna kolefnis er í efstu þremur metrunum sem er hvað viðkvæmastur fyrir þiðnun.
Talið er að forskeytið sí í sífrera fari brátt að heyra sögunni til – en norðurskautið og þar með jarðvegur sífrerans er að hlýna hraðar en önnur svæði jarðar. Hlýnunin sem nær smám saman dýpra og dýpra, gerir þessar kolefnisbirgðir óstöðugar og getur losað þær út í andrúmsloftið í formi CO2 og metangass og þar með aukið á gróðurhúsaáhrifin og hlýnun.
Núverandi loftslagslíkön ná ekki fullkomlega að herma hvernig loftslagsbreytingar hafa áhrif á sífrera, né þá hvernig sífrerinn muni hafa áhrif á staðbundið og hnattrænt loftslag. Því er mikilvægt að reyna að mæla breytingar þær sem nú eru að gerast til að hægt sé að áætla meir um framtíðina.
Með fyrrnefndu verkefni, CARVE, sem nú er á sínu þriðja ári er einmitt verið að auka þekkingu og skilning á því hvernig vatns- og kolefnishringrás norðurskautsins tengist loftslagi. Hingað til hefur vitneskja okkar um hvernig sífrerinn bregst við hlýnuninni, verið takmörkuð.
Í flugvélinni eru háþróuð tæki sem “lykta” af andrúmsloftinu í leit sinni að gróðurhúsalofttegundum. Einnig eru nákvæmar litrófsmyndavélar sem greina hvernig sólarljós endurkastast frá yfirborði jarðar og mælir þannig styrk CO2, metans og CO í andrúmsloftinu. Þær mælingar eru kvarðaðar með mælingum við jörðu á nokkrum lykilstöðum. Á þessum lykilstöðum eru tekin loftsýni auk mælinga á raka í jarðvegi og hitastigi, til að ákvarða hvort jarðvegurinn er frosinn, þiðinn eða vatnssósa.
Ekki eru allar gróðurhúsalofttegundir jafnar
Svarthvít mynd tekin með Gambit gervihnettinum árið 1966 (vinstri) sýnir sífrera með stökum runnum, en mynd tekin árið 2009 (hægri) sýnir mun þéttvaxnari runna.Myndir frá U.S. Geological Survey.
Það er mikilvægt að flokka jarðveginn og hver staðan er í yfirborðinu. Það er fylgni milli jarðvegsgerða og hvernig hann losar CO2 og metan. Jarðvegur norðurskautsins hefur í gegnum tíðina bundið meira af kolefni en hann hefur losað. Ef loftslagsbreytingar gera norðurskautið heitt og þurrt, þá búast vísindamenn við að þau muni losa kolefni í formi CO2. Hins vegar ef það hlýnar og verður að auki blautara, þá muni losunin verða að mestu leyti metan.
Munurinn þar á milli er mikill. Ef borið er saman, sami fjöldi mólikúla af CO2 og metani, þá er metan 22 sinnum áhrifameiri gróðurhúsalofttegund en CO2 á 100 árum – en 105 sinnum áhrifameiri ef tekið er 20 ára tímabil. Því er mikilvægt að vita í hvaða magni metan og CO2 losna úr sífreranum. Aðrir mikilvægir þættir sem rannsakaðir eru og hafa áhrif á losun sífrerans, er t.d. tímasetning vorleysinga og lengd þess tímabils sem gróður vex – en það eru þættir sem hafa áhrif á hvort ákvæðin svæði losa eða binda kolefni.
Fyrstu niðurstöður
Niðurstöður streyma inn og segja vísindamenn að nú þegar sé ljóst að losunin á metani og CO2 er önnur en líkanareikningar gerðu ráð fyrir. Á stórum svæðum í miðhluta og norður Alaska var meira útstreymi á CO2 og metani úr jarðveginum, en venjulegt getur talist. Sem dæmi var mikið streymi á metani úr mýrum Innoko víðáttunnar og urðu mæligildin á tímabili um 650 ppb hærri en bakgrunnsgildin.
Líklega munu áframhaldandi rannsóknir á sífreranum auka skilning okkar á því hvort einhvern vendipunkt (e. tipping point) er að finna í sífreranum, þ.e. hvort hætt sé við að hlýnunin verði það mikil að ekki verði aftur snúið og að sífrerinn taki til við að auka á gróðurhúsaáhrifin óháð okkur mönnunum.
Víða streymir metan
Metan sreymir víða úr jarðlögum, meðal annars frá landbúnaði og nú nýlega hefur orðið vart við mikið uppstreymi af sjávarbotni norður af Síberíu (frétt á RÚV). Styrkur metans í andrúmsloftinu hefur verið að aukast jafnt og þétt og er nú orðinn 1800 ppb (parts per billion) en fyrir iðnbyltinguna var styrkur þess í kringum 700 ppb. Eins og kemur fram í fréttinni um uppstreymið norður af Síberíu, þá er talið að fyrir um 55 milljónum ára (PETM – Paleocene Eocene Thermal Maximum) hafi orðið mikið streymi metans úr metangeymum jarðar. Sá atburður jók hitann um nokkrar gráður, auk þess sem mikill fjöldaútdauði varð hjá sjávarlífverum, vegna súrnunar sjávar (sem var vegna auksins CO2 í andrúmsloftinu). Þó sá atburður hafi verið hraður þá er talið að nú séu úthöfin að súrna 10 sinnum hraðar.
Hvort og hvenær streymi metans úr sífrera á landi eða hafsbotni fer að nálgast hættuleg mörk eru upplýsingar sem við höfum varla efni á að bíða eftir – svo alvarlegt er það ef farið verður yfir þá vendipunkta. En víst er að á meðan þjóðir heims ströggla við að finna lausnir til að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda þá styttist óhjákvæmilega í þá vendipunkta.
Fiskitegundir eru að breyta útbreiðslu sína um úthöfin, vegna hlýnunar sjávar. Áframhaldandi hlýnun getur haft neikvæð efnahagsleg áhrif, samkvæmt nýrri rannsókn.
Rannsóknin sem birtist í Nature (Cheung o.fl. 2013), notast við einskonar úrvalsvísitölu (e. novel index) sem fiskihitamælir. Með henni er hægt að finna vísbendingar um búferlaflutinga út frá aflatölum veiðiskipa. Í ljós kom töluverð færsla fiskitegunda milli búsvæða, sem var í góðum takti við loftslagsbreytingar.
Hver fiskitegund hefur sitt ákveðna bil kjörhitastigs. Ef hitastig sjávar á ákveðnu svæði færist frá því bili, þá dregur úr vexti og æxlun misferst, sem smám saman fækkar einstaklingum tegundarinnar á því svæði og breytir smám saman útbreiðslu fiskitegundanna.
Yfirborðshitafrávik ársins 2012, á Norður-Atlantshafi, frá meðalhita síðastliðin 100 ár. Mynd: Northeast Fisheries Science Center.
Við auknar loftslagsbreytingar, vegna losunar gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum, þá má búast við hraðari búferlaflutningum og illskeyttari deilum vegna færslu fiskistofna milli landhelga. Sem dæmi um stofna sem hafa færst til er þorskur, lýsingur, humar og sardínur út af Nova Scotia, þar sem stofn þeirra hverfur syðst af fyrrum kjörsvæðum tegundanna við færsluna norður. Í íslensku samhengi er skemmst að minnast makríls sem er orðinn ansi áberandi í íslenskri landhelgi.
Með því að skoða aflatölur undanfarin 40 ár, úr 52 stórum sjávarvistkerfum, var hægt að reikna fyrrnefnda vísitölu, sem vísar í meðalsjávarhita veiða hverrar tegundar. Þegar búið var að taka með í reikninginn breytingar á veiðiaðferðum og sjávardýpi, þá fundu Cheung og félagar tölfræðilega marktæka tengingu milli breytinga í veiðihita og aukningu í yfirborðshita sjávar.
Hitabeltið er sérstaklega viðkvæmt fyrir breytingum á hitastigi, þá vegna þess hversu lítið bil kjörhitastigs er hjá þeim tegundum sem lifa þar, sem þá flýja fljótt á hærri breiddargráður (til norðurs eða suðurs). Þar koma þá engar nýjar tegundir inn til mótvægis við þær tegundir sem flýja hitann.
Á hærri breiddargráðum eykst að sama skapi fjöldi hlýsjávartegunda á kostnað kaldsjávartegunda, sem flýja til hærri breiddargráða.
Við viljum vekja athygli á áhugaverðri dagskrá sem er í tengslum við Dag Jarðar og félagasamtökin Grænn Apríl standa fyrir, í Háskólabíói þann 21.apríl en dagskrá hefst klukkan 15:
Þema dagsins er „Birting loftslagsbreytinga“ og um það verður fjallað í stuttum fyrirlestrum af okkar færustu vísindamönnum.
Fyrirlesarar eru:
Dr. Tómas Jóhannesson, Jarðeðlisfræðingur hjá Veðurstofu Íslands – Áhrif loftslagsbreytinga á veðurfar.
Dr. Guðfinna Aðalgeirsdóttir, dósent við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands – Áhrif loftslagsbreytinga á jökla og hækkun sjávarstöðu.
Dr. Bjarni Diðrik Sigurðarson, prófessor og brautarstjóri skógfræði og landgræðslu við Landbúnaðarháskóla Íslands – Skógar og loftslagsbreytingar: hver er tengingin?
Dr. Jón Ólafsson, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands – Súrnun sjávar.
Dr.Kristín Vala Ragnarsdóttir, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands – Verndun jarðvegs.
Dr. Harald J. Sverdrup, verkfræðingur og Frumkvöðull Ársins 2012 í Noregi – Tenging auðlinda og auðs.
Inn á milli fyrirlestra verða sýnd myndbönd þar sem spurt er; “Hvað er smart við að vera umhverfisvænn?” ásamt myndasýningu Gunnars V. Andréssonar, ljósmyndara af náttúruperlum Íslands.
Auk þess mun tónlistarfólkið Torgeir Vassvik, Friðrik Karlsson og Íris Lind Verudóttir koma fram.
Dagskrá hefst klukkan 15:00. Miðaverð í forsölu til 19.apríl er (miði.is) 990 krónur eftir það 1.290 krónur. Allur ágóði af viðburðinum rennur til skógræktarátaksins APRÍLSKÓGAR 2013.
Það eru félagasamtökin Grænn Apríl sem standa fyrir Degi Jarðar 2013
Við á loftslag.is viljum minna á nokkur áhugaverð erindi sem eru í boði á næstu dögum. Fyrst er að nefna ráðstefnu með fjölbreyttum erindum:
Hafrannsóknastofnun stendur fyrir ráðstefnu um “Veðurfar og lífríki sjávar á Íslandsmiðum” í fyrirlestrasal stofnunarinnar, Skúlagötu 4, 1. hæð, fimmtudaginn 21. febrúar 2013 frá 9 – 16.
Ráðstefnan er öllum opin.
Veðurfar og breytileiki hefur mikil áhrif á ástand sjávar, lífsskilyrði í sjónum og göngur og stærð fiskistofna á Íslandsmiðum. Hlýviðrisskeið var hér við land á árunum 1925-1945, kuldaskeið frá 1965-1971 og frá árinu 1996 hefur verið hlýviðrisskeið. Á þessum tímabilum hafa einnig orðið verulegar breytingar á vistkerfi sjávar við Ísland.
Nýlegar breytingar á sjávarhita og seltu hafa haft áhrif á allt vistkerfið frá svifi til fiska og spendýra. Sum bein áhrif veðurfarsbreytinga á lífríki hafsins eru þannig nú þegar merkjanleg en önnur þarf að greina betur með auknum rannsóknum og líkanagerð.
Á ráðstefnunni verða flutt 12 erindi um áhrif veðurfars á lífríki sjávar á Íslandsmiðum. Dagskrána og ágrip erinda má finna á heimasíðu Hafrannsóknastofnunar hér
Þá er áhugavert föstudagserindi Jarðvísindastofnunar og Norvulk:
Föstudagur, 22. febrúar kl. 12:20 – Guðfinna Aðalgeirsdóttir: “Challenges in modelling the future of the Greenland Ice sheet”
Nú þegar er skel sumra sjávarsnigla í Suðurhöfum byrjuð að eyðast upp vegna súrnunar sjávar, samkvæmt nýrri rannsókn.
Í greiningu á vængjasniglum sem tekin voru í grennd við Suðurskautið árið 2008, kom í ljós óvenjuleg rýrnun á skeljum dýranna, sem vísindamenn telja að séu mögulega vísbendingar um að súrnun sjávar af völdum aukins styrks CO2, sé nú þegar farin að hafa áhrif á viðkvæmustu sjávardýrin.
Greiningar á rannsóknastofum hafa sýnt að súr sjór ógni tilveru margra sjávarhryggleysingja, líkt og skeldýra og kóraldýra – því geta þeirra til að mynda skel og utanáliggjandi beinagrind minnkar. Viðkvæmust eru dýr sem, líkt og vængjasniglar, byggja skeljar sínar úr aragóníti, en það er kalsíum karbónat sem er einstaklega viðkvæmt fyrir aukinni súrnun.
Samkvæmt vísindamönnum, þá er pH stig úthafanna að lækka hraðar nú en nokkurn tíman síðastliðin 300 milljón ár.
Þýðing á umfjöllun í vefritinu Yale Environment 360. Súrnun sjávar er yfirleitt kallað hitt CO2 vandamálið
Rannsóknaskipið Joides Resolution
JOIDES Resolution minnir óneitanlega á furðulegan blending olíuborpalls og flutningaskips. Það er þó í raun rannsóknaskip sem vísindamenn nota til að ná upp setkjörnum úr botni sjávar. Árið 2003 fóru vísindamenn í rannsóknaleiðangur með skipinu á Suðaustur Atlantshafið og náðu upp merkilegu sýni úr setlögum af hafsbotni.
Þeir höfðu borað niður í setlög sem höfðu myndast á milljónum ára. Elsta setlagið var hvítt og hafði myndast við botnfall kalk-ríkra lífvera og svipar til kalksteins eins og sést í hamraveggjum Dover á suðurhluta Englands (White cliffs of Dover).
Setkjarni sem sýnir setlög fyrir um 55 milljón árum. Skörp skil á milli karbónat skelja (ljósgrátt) og leirsets (rautt) bendir til þess að skeljar hafi leysts upp vegna súrnunar sjávar þess tíma.
Þegar vísindamennirnir skoðuðu setlögin sem mynduðust fyrir um 55 milljón árum síðan, þá breyttist liturinn á augnabliki (jarðfræðilega séð).
“Inn á milli í þessu hvíta setlagi er stór kökkur af rauðum leir” segir Andy Ridgwell, jarðfræðingur hjá Háskólanum í Bristol.
Með öðrum orðum, hin smágerða skeldýrafána djúpsjávarins nánast hvarf. Flestir vísindamenn eru núna sammála því að þessi breyting hafi verið út af lækkun á pH gildi sjávar. Sjórinn varð það tærandi að stofnar sjávardýra með kalkskeljar hnignuðu töluvert. Það tók síðan hundruðir þúsunda ára fyrir úthöfin að jafna sig á þessu áfalli og fyrir sjávarbotninn að verða hvítan aftur.
Leirin sem að áhöfn JOIDES Resolution drógu upp má líta á sem viðvörun um hvernig framtíðin getur orðið. Með þeirri miklu losun á CO2 sem nú er, þá er hætt við að sjórinn súrni líkt og þá.
Fyrr í vikunni birtu Ridgwell og Schmidt rannsókn sína í tímaritinu Nature Geoscience, þar sem þau bera saman það sem gerðist í höfunum fyrir 55 milljón árum við það sem er að gerast nú. Rannsóknir þeirra staðfesta það sem aðrir vísindamenn hafa talið: Súrnun sjávar í dag er meiri og hraðari en nokkuð sem að jarðfræðingar hafa fundið í jarðlögum síðustu 65 milljónir ára. Reyndar ef skoðað er hraði súrnunar og styrkur – Ridgwell telur að núverandi súnun sjávar sé að gerast tíu sinnum hraðar en í upphafi útdauðans fyrir 55 milljónum ára – þá má búast við endalok margra sjávarlífvera, sérstaklega djúpsjávartegunda.
“Þetta er næstum fordæmalaus jarðfræðilegur atburður,” segir Ridgwell.
Þegar við brennum jarðefnaeldsneyti, þá dælum við CO2 út í andrúmsloftið, þar sem lofttegundin veldur gróðurhúsaáhrifum. En mikið af þessu CO2 helst ekki við í loftinu, heldur dregur sjórinn það í sig. Ef ekki væri vegna þess, þá telja loftslagsfræðingar að jörðin væri enn heitari en hún er í dag. Jafnvel þótt sjórin bindi mikið af CO2, þá var síðasti áratugur sá heitasti frá því mælingar hófust. En þessi kolefnisbinding sjávarins gæti reynst dýrkeypt, þar sem hún er að breyta efnafræði sjávar.
Við yfirborð sjávar er er pH gildið venjulega um 8-8,3. Til samanburðar þá er hreint vatn með pH gildið 7 og magasýrur eru um 2. Í vökva er pH gildið ákvarðað út frá hversu mikið af jákvætt hlöðnum vetnisjónum eru flæðandi í efninu. Því meira af vetnisjónum, því lægra er pH gildið. Þegar CO2 binst sjónum, þá lækkar það pH gildi sjávar við efnahvörf.
Það magn sem menn hafa losað út í andrúmsloftið af CO2, frá upphafi iðnbyltingarinnar hefur nú þegar lækkað pH gildið um 0,1. Það gæti virst lítið, en það er það ekki. Skalinn sem pH kvarðinn byggir á er lógaritmískur (veldisfall), sem þýðir að það eru tíu sinnum fleiri vetnisjónir í vökva með pH 5 heldur en í vökva með pH 6 – og hundrað sinnum meira en í vökva með pH 7. Það þýðir að fall um eingöngu 0,1 pH þýðir í raun að styrkur vetnisjóna í sjónum hefur aukist um 30% síðastliðnar tvær aldir.
Breyting á pH gildi sjávar frá 18. öld til lok 20. aldar. Mynd fengin af earthtrends.wri.org.
Til að komast að því hvernig súrnun sjávar muni hafa áhrif á líf í sjónum, hafa vísindamenn gert tilraunir í rannsóknarstofum þar sem þeir fylgjast með lífverum við mismunandi pH gildi. Niðurstöður þeirra rannsókna hafa valdið áhyggjum – sérstaklega meðal lífvera sem nota kalk til að byggja brynju sína, líkt og hjá kóröllum og götungum. Aukið magn vetnisjóna við lægra pH gildi hvarfast við kalk sem breytir því í önnur efnasambönd sem gera dýrunum erfitt að byggja skel sína.
Þessar niðurstöður þykja slæmar, ekki aðeins fyrir þessar ákveðnu tegundir dýra, heldur fyrir vistkerfin í heild sem þau eru hluti af. Sumar þessara tegunda eru mikilvægar fyrir heilu vistkerfin í sjónum. Smásæjar lífverur sem byggja kalkskel eru sumar hverjar undirstöðufæða skelja og fiska, sem síðar eru fæða stærri lífvera. Kórallar á hinn bóginn eru aftur heimkynni um fjórðungs líffræðilegs fjölbreytileika sjávar.
En tilraunir á rannsóknastofum, sem ná yfir nokkra daga eða vikur, geta aldrei sagt til um það hvernig súrnun sjávar mun hafa áhrif á jörðina. “Það er ekki augljóst hvað þetta mun þýða í raunveruleikanum” segir Ridgwell.
Ein leið til að fá meiri upplýsingar um mögulegar afleiðingar súrnunar sjávar er að skoða sjálfa sögu sjávar, sem er það sem Ridgwell og Schmidt gerðu í sinni athugun. Við fyrstu sýn þá virðist sagan segja okkur að ekki sé neitt til að hafa áhyggjur af. Fyrir hundruð milljónum ára var mun meira CO2 í andrúmsloftinu og pH gildi sjávar 0,8 einingum lægra en nú. Samt sem áður var mun meira af kalki fyrir götunga og aðrar tegundir. Það var á því tímabili sem sjávarskeldýr mynduðu kalksteininn sem varð að lokum að kalksteinsbjörgunum í Dover (White Cliffs of Dover).
White Cliffs of Dover
Það er þó stór munur á jörðinni nú og fyrir 100 milljónum ára. Þá breyttist styrkur CO2 í andrúmsloftinu hægt og á milljónum ára. Þessar hægu breytingar komu af stað öðrum efnahvörfum sem breyttu efnafræði jarðar. Þegar jörðin hitnaði, þá jókst úrkoma, sem gerði það að verkum að meira af uppleystum efnum flutu með farvegum frá fjöllum og niður í höfin, þar sem þau breyttu efnafræði sjávar. Þrátt fyrir lágt pH gildi, þá var nóg af uppleystu kalki í sjónum fyrir kóralla og aðrar tegundir.
Í dag er styrkur CO2 að aukast svo hratt í andrúmsloftinu að það á sér fáar hliðstæður. Meiri veðrun samfara hlýnun, nær alls ekki að bæta upp þessa lækkun í pH gildi, næstu hundruðir þúsunda ára.
Vísindamenn hafa grandskoðað steingervingagögn fyrir það tímabil í sögu fortíðar sem gæti hvað helst gefið okkur vísbendingar um það hvernig jörðin mun bregðast við þessum aukna styrk CO2 í andrúmsloftinu. Komið hefur í ljós að fyrir 55 miljónum ára gekk jörðin í gegnum svipaðar breytingar. Vísindamenn hafa áætlað að 6,8 billjónir tonna af kolefni hafi losnað út í andrúmsloftið á um 10 þúsund árum.
Óljóst er hvað olli því að þvílíkt magn af kolefni barst út í andrúmsloftið, en það hafði töluverð áhrif á loftslagið. Hitastig jókst um 5-9°C og margar djúpsjávartegundir urðu útdauðar, mögulega vegna þess að pH gildi djúpsjávar lækkaði.
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 aðstæður við þessar fornu náttúruhamfarir (þekktar undir nafninu Paleocene-Eocene thermal maximum – PETM) eru ekki eins og þær eru í dag. Hitastig var hærra áður en kolefnissprengjan sprakk og pH gildi sjávar var lægra. Einnig var lega meginlandanna önnur en hún er í dag, vindakerfi lofthjúpsins önnur og sjávarstraumar aðrir. Allir þessir þættir hafa mikil áhrif á súrnun sjávar. Sem dæmi þá breytast áhrif lágs pH gildi á kalkmyndandi lífverur eftir þrýstingi og hitastigi sjávar. Neðan við visst dýpi sjávar, þá verður sjórinn of kaldur og þrýstingur of mikill að ekkert kalk er til staðar fyrir kalkmyndandi lífverur. Sá þröskuldur er kallaður mettunarlag (e. saturation horizon).
Til að hægt yrði að gera almennilegan samanburð milli PETM og aðstæðna í dag, bjuggu Ridgwell og Schmidt til líkön af úthöfunum fyrir báða tímapunkta. Þau gerðu sem sagt sýndarútgáfu af jörðinni fyrir 55 miljónum ára og keyrðu líkanið þar til það það sýndi stöðugt ástand. Þá kom í ljós að pH gildi sem líkanið leiddi í ljós passaði vel við það sem áætlað hefur verið, fyrir höfin, fyrir 55 miljónum ára. Einnig bjuggu þeir til aðra útgáfu sem sýndi jörðina í dag – með núverandi legu meginlandanna, meðalhita og öðrum breytum. Þegar líkanið varð stöðug þá var pH gildið það sama og í dag.
Ridgwell og Schmidt skeltu síðan í þessi líkön mikla innspýtingu af CO2. Þeir bættu 6,8 billjónir af kolefni á 10 þúsund árum á P’ETM tímabilinu. Með því að nota íhaldsamar spár um framtíðarlosun CO2 þá ákváðu þau að bæta við 2,1 billjón tonna af kolefni fyrir næstu aldir í líkanið fyrir jörðina eins og hún er í dag. Þau notuðu síðan líkönin til að áætla á hvaða dýpi kalk myndi leysast upp fyrir mismunandi dýpi sjávar.
Munur milli þessara tveggja líkana var sláandi. Niðurstaðan var sú að súrnun sjávar nú er að gerast um tíu sinnum hraðar en fyrir 55 milljónum ára. Á meðan mettunarlagið fór upp í 1500 metra dýpi fyrir 55 milljónum ára, þá mun það að öllum líkindum ná upp í um 550 metra að meðaltali árið 2150 samkvæmt líkaninu.
Sýnishorn af lifandi bertálkna (limacina helicina) (a) við pH gildi 8,09 og (b) við pH gildi 7,8 (mynd úr grein Comeau ofl)
Súrnun sjávar á PETM var nógu öflug til að koma af stað viðamikilum útdauða í djúpsjónum. Í dag gerist súrnunin hraðar og telja vísindamennirnir að þær breytingar muni setja af stað nýja bylgju útdauða. Steingervingafræðingar hafa ekki fundið útdauða í kóröllum eða öðrum kalkmyndandi tegundum við yfirborð sjávar á PETM. En þar sem súrnun sjávar nú er mun meiri en þá, þá er ekki hægt að útiloka að hún muni hafa áhrif á lífverur á minna dýpi. “Við getum ekki sagt með vissu hver áhrifin verða á vistkerfi grunnsjávar, en það er næg ástæða til að hafa áhyggjur”, segir Ridgwell.
Ellen Thomas, sérfræðingur í forn-haffræði í Yale University, segir að þessi nýja grein sé “mjög mikilvæg í sambandi við hugmyndir okkar um súrnun sjávar.” En hún bendir á að fleira hafði áhrif á lífverur sjávar á þessum tíma heldur en lækkun pH gildis. “Ég er ekki sannfærð um að þetta sé öll sagan,” segir hún. Hitastig sjávar jókst og súrefni í sjónum minnkaði. Saman þá höfðu allar þessar breytingar flókin áhrif á líffræði sjávar fyrir 55 milljónum árum síðan. Vísindamenn verða nú að ákvarða hvaða sameiginlegu áhrif þau geta haft í framtíðinni.
Jarðefnaeldsneytis knúið samfélag okkar er að hafa áhrif á líf um alla jörðina, samkvæmt rannsókn vísindamanna eins og Ridgwell – jafnvel lífverur sem lifa á yfir þúsund metra dýpi verða fyrir áhrifum. “Umfang aðgerða okkar geta orðið alveg hnattrænar,” segir Ridgwell. Það er möguleiki að setlög sjávar sem myndast næstu aldir muni breytast frá því að vera hvítt kalk og yfir rauðan leir, þegar súrnun sjávar mun hafa varanleg áhrif á vistkerfi djúpsjávar. “Það mun gefa fólki eftir hunduðir milljóna ára eitthvað til að bera kennsl á samfélag okkar”.
Þá viljum við minna á áhugaverðan fyrirlestur sem Jón Ólafsson haffræðingur mun halda laugardaginn 20. febrúar, en þar mun hann fjalla um súrnun sjávar auk annars – Sjór, súrnun og straumar.
Hnattrænt hitafrávik á þessu ári gæti farið 1°C yfir meðalhitastig þess sem var fyrir iðnbyltingu, samkvæmt Met Office (bresku veðurstofunni). Það yrði langhæsti hiti sem mælst hefur frá upphafi mælinga og markar ákveðin tímamót í loftslagssögu jarðar, sem nú stýrist í grófum dráttum af losun gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum.
