«Beware, for below the ash there is fire.» Abul-Quasim al-Shabbi, tunisisk poet (1930)

Bipolart system. Alle naturlige system har en iboende variabilitet som over tid kan endre karakter. Det er ikke bare i de politiske systemer at omveltninger kan være hurtige og dramatiske med til dels store konsekvenser.

Vårt aller kjæreste klimasystem har de siste 3 millioner år nærmest vært for bipolart å regne, med en metronomlignende pendling mellom to fundamentalt forskjellige tilstander: inn i istider, ut av istider, inn i istider og ut av istider. Tikk, takk, tikk, takk. Det er nå rundt 11 000 år siden vi forlot sist istid og klokket inn i et relativt mildt klima – hvilket er typisk for en mellomistid.

Typen av klimaendringer som til enhver tid kjennetegner de to tilstandene er forskjellige, spesielt her på den nordlige halvkule, selv om mye er likt. For eksempel finner man hurtige klimaendringer i både istider og mellomistider, men deres karakter, og de utløsende mekanismer skiller seg fra hverandre på så mange måter. Eksemplene er mange.

I løpet av de siste 200 årene har vi for eksempel klart å forskyve klimasystemet i en varmere retning. Det later til at døren til drivhuset er blitt lukket på riktig, og med det har kvikksølvet steget uforstyrret i rød retning.

Det later til at døren til drivhuset er blitt lukket på riktig, og med det har kvikksølvet steget uforstyrret i rød retning.

Geografiske forskjeller. I snitt utgjør denne oppvarmingen seks tiendedels grader over de siste 100 år, men det er store regionale og geografiske forskjeller. I polare strøk er oppvarmingen det dobbelte, og i noen områder er temperaturendringen minimal, mens endringen i nedbør er betydelig.

Her i Norge tar vi observasjonene innover oss med foruroligende ro. Vi lar oss ikke nevneverdig imponere av den vedvarende trenden i global temperatur; kan det være at endringene vi ser ennå ikke er raske og dramatiske nok?

Selv om de fleste klimaforskere med rette vil hevde at de siste 100 års klimaendringer er både raske og omfattende, er det ikke tvil om at Jordens klimasystem evner å endre seg betydelig raskere, i hvert fall regionalt. Når slike hendelser inntreffer, er det som om alt det faste fordamper, og kaos slippes løs.

Grønlands klimaarkiv. Det er Grønlandsisen som kan berette om en slik grunnleggende klimatisk ustabilitet som i en politisk terminologi med rette må kunne kalles en revolusjon, og de kan som kjent være vanskelig å forutse.

Grønlandsisen holder et sjeldent rikt klimaarkiv som forteller om langt raskere klimaendringer enn det de siste 100 år med instrumentelle malinger kan by på.

Ved første øyekast virker Grønlandsisen like stabil og uforanderlig som den norske fjellheimen. Dens blotte tilstedeværelse har over tid presset det underliggende landskapet rundt 1000 meter ned, og allikevel rager isen 3000 meter over havoverflaten. Grønland består for det meste av vann og is, men den frosne klumpen har like fullt tiltrukket seg forskere fra hele verden. Grønlandsisen holder nemlig et sjeldent rikt klimaarkiv som forteller om langt raskere klimaendringer enn det de siste 100 år med instrumentelle målinger kan by på. Disse endringene er nedfelt i iskjerner, og endringene er så raske og så heftige at de kan ta motet fra selv den best skolerte fysiker, men først to ord om det historiske forløpet.

Dette enestående iskjernearkivet har sin spede begynnelse i analyser utført av den nå avdøde danske kjemikeren Willi Dansgaard (1922–2011). På 1960-tallet begynte han å måle oksygenisotoper (18O og 16O) i snø som falt på Grønland, og som naturlig nok ble lagret der. Han gjorde dette med den visshet om at variasjoner i oksygensammensettingen i snøen som falt, kunne tilskrives endringer i temperatur ved kondensering. Ettersom denne snøen dannes og faller høyt inne på Grønlandsisen (som bare ytterst sjeldent opplever grader over frysepunktet), lagres signalet uforstyrret, fra sesong til sesong, og fra år til år. Pr. i dag har vi rundt 140 000 år med data lagret i isen på Grønland, og borer man en kjerne gjennom isen får man, med de rette analyser, et drøyt 3 kilometer langt iskjernetermometer.

Etter drøyt 100 år med årlig snøfall vil den nederste, og derfor den eldste, snøen bli omvandlet til is og således bli nærmest hermetisk preservert. Da vil også luften som befinner seg i denne snøen bli bevart for ettertiden (så lenge isen ikke krysser smeltepunktet).

Sjokkvarming skapte tvil. I 1984 publiserte Dansgaard m.fl. et arbeid som observerte at klimaet under den siste istid gjentagende ganger ble punktert av svært hurtige varmepulser på opptil 10°C. Disse karakteristiske varmepulsene fikk siden navnet Dansgaard-Oscgher (DO) hendelser, og i alt er det observert 20 slike hendelser de siste 70 000 årene. Umiddelbart etter at arbeidet ble publisert, var det mange som tvilte på realiteten av denne formen for sjokkvarming av den nordlige halvkule som ellers lå i en tung istidsdvale.

Den lunkne responsen fra datidens forskersamfunn er nå glemt, ettersom disse karakteristiske varmepulsene er reprodusert i talløse andre typer arkiv, fordelt over store geografiske områder. Å forstå disse varmepulsene kan lære oss mye om klimasystemet, og dermed også det klimaet vi er på vei inn i, selv om det er en annen historie.

I kjølvannet av Dansgaards retningsgivende arbeid har temperatur-rekonstruksjoner basert på oksygenisotoper vært svært viktige for å forstå hvordan klimaet har endret seg i tiden før man fikk værstasjoner og satellitter, men det har allikevel vært svært vanskelig å anslå den eksakte hurtigheten på de raske endringene man fant lagret i det grønlandske termometer. Svakheter forbundet med oksygenisotoptermometeret er blitt avdekket, men andre uavhengige metoder, som utnytter tilstedeværelsen av andre isotoper, har nå heldigvis kommet forskningen til unnsetning.

I et nytt arbeid viser Anais J. Orsi og kolleger ved Scripps Institution of Oceanography at presisjonen og anslaget på raske fortidige klimaendringer kan spores og rekonstrueres ved hjelp av andre isotoper som er å finne i den samme isen, nemlig nitrogen (15N) og argon (40Ar). Disse er, i motsetning til 18O, ikke påvirket av kildeområde.

Orsi har zoomet inn på DO-hendelse nummer 8 som traff Nord-Atlanteren for nøyaktig 38 230 år siden. Ved hjelp av detaljerte geokjemiske analyser og beregninger viser de at oppvarmingen var på hele 11,80 pluss/minus 1,80°C, og det over en periode på skarve 140 år. Oppvarmingen var todelt. Den første varmebølgen ga en oppvarming på hele 9,4 °C over kun 20 år. Det er raskt det! Raskere og mer omfattende enn noen annen klimaendring vi kjenner til de siste 3 millioner år.

Det kan virke som om klimasystemet ikke har problemer med å endre seg hurtig – selv uten vår hjelp.

Det gjenstår imidlertid å finne svar på hvor all varmen kom fra.