Forside DH-Debat
2. Palæozoikum
4. Kænozoikum

Jordens Klimahistorie - 3. Mesozoikum

Indledning - Trias - Jura - Kridt - Links og litteratur

Indledning

Start af Mesozoikum i begyndelsen af Trias var præget af det barske og tørre kontinentale klima på det gigantiske Pangaea kontinent. Pangaeas opbrydning i Jura banede vejen for et varmt og fugtigt drivhus klima med ringe temperatur-forskel mellem lave og høje breddegrader. Temperaturen i Kridt var endnu højere, og det meste af verden var sandsynligvis dækket af tætte og fugtige skove.
De geologiske perioder i Mesozoikum
I Hadal var Jordens overflade et glødende kaos, præget af intens radioaktivitet og en atmosfære af giftige gasser. I Arkæikum var Jordens overflade størknet, atmosfæren bestod af nitrogen og metan, og de første cyano bakterier opstod. I Proterozoikum blev metan og jern oxideret, og der dannedes en atmosfære med ilt.
Phanerozoikum betegner den del af Jordens historie, hvor synligt håndgribeligt liv eksisterede, fra trilobiternes fremkomst i begyndelsen af Kambrium indtil menneskets fremkomst og historisk tid.
Phanerozoikum opdeles i Palæozoikum, Mesozoikum og Kænozoikum, som man kan kalde Jordens oldtid, middelalder og nyere tid. Palæozoikum var det tidlige livs tidsalder, hvor planter, insekter, fisk, bløddyr, koraler og mange flere levende organismer udvikledes. Mesozoikum var dinosaurernes æra og er beskrevet i denne artikel, og Kænozoikum er pattedyrenes tidsalder.
Mesozoikum opdeles i Trias, Jura og Kridt.
Solens lyssstyrke, radius og temperatur Variationer i atmosfærens indhold af ilt gennem Phanerozoikum
Til venstre: Solens luminositet, radius og temperatur, som funktion af dens alder i Miliarder af år - efter Ignasi Ribas: "The Sun and stars as the primary energy input in planetary atmospheres" - Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium.
Til højre: Atmosfærens ilt-indhold gennem Phanerozoikum efter Robert Burner Yale University - dog tilføjet de geologiske perioder. Allerede i slutningen af Proterozoikum synes der at have været et betragteligt iltindhold i atmosfæren.

Solen er en almindelig gul dværgstjerne i Hertzsprung-Russell-diagrammets hovedserie. Den vil opholde sig der i omkring 11 Miliarder år, i hvilken tid den vil øge sin lysstyrke tre gange totalt set. I starten af Mesozoikum for omkring 250 millioner år siden havde Solen en lysstyrke på omkring 97% af sin nuværende. Ved slutningen af Mesozoikum for 65 millioner år siden, var Solen nået op på godt 99% af nutidens lysstyrke.

Ifølge Robert Berner fra Yale University har ilt-indholdet i atmosfæren svinget mellem 16 og 27% i løbet af Mesozoikum.

Fra midten af Trias og nogle millioner år ind i Jura var atmosfærens ilt-procent sunket ned til et lavpunkt for hele Phanerozoikum på omkring 15-17% for derefter igen at stige til et maksimum på omkring 27% ved overgangen fra Kridt til Tertiær, altså ved Mesozoikums slutning og Kænozoikum begyndelse.
Indholdet af CO2 i atmosfæren i Phanerozoikum Middeltemperatur i Phanerozoikum
Til venstre: Atmosfærens indhold af CO2 i i Phanerozoikum ifølge Robert Berner Yale University - tilføjet de geologiske perioder. Det ses, at det havde et maksimum i Kambrium, og det derefter har været faldende bortset fra et minimum i Karbon tiden. Der findes flere rekonstruktioner af CO2-indholdet i fortidens atmosfære, som alle er forskellige. Men trenden er den samme: i langt det meste af tiden har koncentrationen været langt højere end i nutidens atmosfære.
Til højre: Klodens gennemsnitstemperatur ifølge Anton Uriarte - dog tilføjet de geologiske perioder. Det ses, at den generelt har været svagt stigende indtil midt i Kridt-tiden, hvorefter den faldt ned mod de Pleistocæne istider. Desuden har grafen nogle tilsvarende minimum ved de to andre istider i Phanerozoikum, nemlig Andean-Saharan istiden ved overgangen mellem Ordovician og Silur, og Karoo Istiden i sen Karbon og tidlig Perm.

Gennem hele Mesozoikum har indholdet af CO2 i atmosfæren været betydelig lavere end i Palæozoikum men alligevel mellem to og ni gange så højt som i nutidens atmosfære.

Døgnets længde i Phanerozoikum
Et forskerteam fra "Geophysical Observatory" ved "Institute of Physics of the Earth", Karelian RAS ledet af V.V. Shcherbakova har udarbejdet en database for Jordens "magnetic moment values of the Earth (VDM)". På dette grundlag har de beregnet Jordens omløbshastighed gennem Phanerozoikum - Se link nedenfor. Punkter og trekanter er direkte målinger af henholdsvis rotations- og VDM værdier, den punkterede sorte hensholdsvis røde linie er kurver afstemt efter punkter og trekanter, og den rette sorte linie er en linær regression, som repræsenterer Jordens omdrejningshastighed, hvilket vil sige døgnets længde, gennem Phanerozoikum.

Man har beregnet fortidens temperatur ud fra analyse af sedimenter på bunden af Polarhavet, idet det er således, at forekomsten af visse ilt-isotoper afhænger af temperaturen, da sedimentet blev dannet. I hele Mesozoikum har klodens temperatur været betydelig højere end den moderne tids globale gennesnits-temperatur på godt 14 grader. Det er blevet foreslået, at under Kridt tidens maksimum var det globale gennemsnit omkring 20 grader. Til sammenligning er Danmarks gennemsnits-temperatur i dag 8 grader.

Et hold forskere på det Russiske "Institute of Physics of the Earth" i Karelen har opstillet en kurve for Jordens omdrejnings hastighed gennem Phanerozoikum beregnet på grundlag af magnetiske målinger. Det ses at ved start af Phanerozoikum varede et døgn godt 21 timer og - naturligvis - ved slutningen af Phanerozoikum varer døgnet 24 timer.

Trias

Allerede i Perm perioden blev superkontinentet Pangæa dannet. I en relativ kortvarig periode, set med geologiske øjne, var alle Jordens kontinenter forenet i et eneste stort super-kontinent.

Trias varede fra 248 til 213 millioner år før nutid, ialt 35 millioner år.

Superkontinentet Pangæa
Pangæa havde form som et C, bugten i højre side af C'et kaldes Tethys Havet, og resten af Verdenshavet kaldes Panthalassic Havet. Middelhavet, Det Sorte Hav, Det Kaspiske Hav, Aral Søen og Den Persiske Golf er idag de sidste rester af Tethys Havet.

Navnet Pangæa er afledt af det latinske "pan", som betyder at noget er altomfattende, og det græske "gaia", som er et navn for Jorden, Pangæa betyder således "hele Jorden". Det blev dannet i Perm perioden, men allerede i Trias begyndte det at splittes, hvilket er den proces, som har dannet Jordens nuværende kontinenter og været bestemmende for deres placering indtil nu.

Pangæa var karakteriseret af ekstreme klima-forskelle, fordi det var sådan et enormt kontinent. Kysterne omkring ækvator havde et monsun præget klima med regn om sommeren. Landets indre var derimod tørt og ørken-agtig.

Det indre af Eurasien, for eksempel Kinas vestlige Xin Jiang provins eller Mongoliet har et typisk kontinentalt klima. Somrene er utrolig varme med temperaturer på 40 grader eller mere, og vintrene er isnende koldt med dobbelt cifre minus temperaturer. Årsagen er, at Eurasien er sådan en stor kontinent med lang afstand fra dets indre til havets vand-reservoir med dets store varmeindhold.

Pangæa var et mange gange større kontinent end Eurasien, og det antages at det havde et endnu mere udpræget fastlandsklima. Der kan ikke være tvivl om, at en vinter i det centrale Pangæa må have været en meget barsk oplevelse, og somerene må have været gloende hede. Der var dog ingen egentlige istider i hele Mesozoikum og derfor heller ikke i Trias.

Et hold af forskere fra det amerikanske Brown University har udarbejdet en klima beskrivelse for Pangæa fra Trias perioden ved hjælp af prøver taget fra havbund og søer fra Nova Scotia til Georgia. De kom frem til, at Pangæas sommer temperatur i Trias var 20 grader varmere end i dag, og atmosfærens indhold af CO2 var fem til tyve gange større end i dag.

Pangæa landskab fra Trias
Rekonstrueret Pangæa landskab fra Trias - Malet af Mauricio Anton.

Monsunen er en jævn vind, der blæser fra hav til land eller fra land til hav på grund af temperatur-forskelle mellem land og hav.

Solen opvarmer både land og hav om sommeren, men skoves, ørkeners og græssletters temperatur stiger hurtigere end havets temperatur ved den samme sol-indstråling. Klipper og jord har en dårlig varmeledningsevne og lille varmekapacitet, og derfor stiger temperaturen på land hurtigt. Vand derimod kan absorbere meget mere varme fra samme sol-indstråling med mindre temperaturstigning, fordi vand har en god termisk ledningsevne og høj specifik varmekapacitet, og desuden vil varmen hurtigt blive distribueret til havets dybere lag af strøm og bølger.

Når land-masser opvarmes om sommeren, vil varm luft stige til vejrs og derved skabe et lavtryk over land. Den varme fugtige luft over havet vil strømme til for at søge at udfylde dette lavtryk, og denne vind er monsunen. Om vinteren kan havet være varmere end land, og monsunen blæser da fra land og udover havet.

Den sydøstasiatiske monsun
Den moderne sydøst-asiatiske monsun - I princippet kan der opstå monsunvinde alle vegne, hvor land møder hav. Den sydøst-asiatiske monsun er imidlertid den mest kendte, fordi her møder et meget stort kontinent et meget stort og varmt hav. Pangæa var et endnu større kontinent, som grænsede til et endnu større hav, hvilket må have været årsag til en endnu kraftigere monsunvind.

Jo større land-masser, som grænser til jo større have, jo mere udprægede vil monsunvinde være. I princippet kan der være monsunvinde over hele Jorden, men den Øst Asiatiske monsun er den mest kendte, fordi der grænser et meget stort kontinent til et meget stort og varmt hav.

Pangæa var det største kontinent nogensinde, og det var omgivet af et lige så enormt hav, nemlig Panthalassic Havet, som dækkede hele resten af Jordens overflade. Derfor mener man, at Pangæas kyster må have været udsatte for endog meget kraftige monsunvinde.

I dag er der en tendens til, at det indre af Verdens kontinenter bliver stadig mere tørre og øken-agtige. Sahara og Kalhari strækker sig i Afrikas indre, Gobi og Taklamakan findes i det indre Asien og Great Sandy Desert udfylder Australiens indre. Pangæa var et endnu større og endnu mere massivt kontinent, og derfor må man forestille sig, at super-kontinentets indre i endnu højere grad var opfyldt af uendelige, golde og vindblæste ørkener.

Der fandtes dog også skove i Pangæas nordlige del, de bestod af forskellige nåletræer.

Når en fugtig vind blæser fra havet og indover land, vil den udløse sin regn, når den tvinges op over bjerge, således som vi idag kender det fra for eksempel vest Norge. Men de oprindelige kontinenter som udgjorde Trias tidens Pangæa var stadig i vidt omfang flade som pandekager. Der var kun ganske få og lave bjerge, som for eksempel de Kambriske bjerge og Ural Bjergene, og derfor må man antage, at vinde fra havet ikke i samme omfang blev tvungen til at afgive deres regn. Af denne årsag må man formode, at der var meget store arealer i Pangæa med ørken og tør steppe. Omkring ækvator var der dog mindre områder med tropisk vegetation .

Sedimenter dannet ved fordampning af vand er meget almindelige i lag fra Trias. De kan være dannet ved at laguner er blevet isoleret fra havet på grund af dannelse af sandrevler, derefter er de simpelthen tørret ud i det regnfattige klima. Indlandssøer kan udvise adskillige lag af sedimenter dannet ved fordampning, de synes at være udtørret flere gange.

Hyperodapedon var en slags Rhynchosaurer
Rekonstruktion af Hyperodapedon, som var en slags Rhynchosaurer.

I Ischigualsto i Argentina, nær grænsen til Chile, har man gjort vigtige fund fra Trias perioden. Kæmpemæssige forstenede træstammer, som har fået navnet, Protojuniperoxylon ischigualastianus, mere end 40 meter høje, vidner om en rig vegetation på dette sted. Der er også fundet fossile bregner og padderokker.

Dinosaurer er, måske overraskende, hverken den mest talrige eller den største gruppe af dyre-arter fra Ischigualasto. Kun omkring 6% af alle firbenede dyr, som er fundet der, er dinosaurer. Forstenede knogler fra Rhyncosaurer og Cynodonter er langt mere almindelige. Dette viser at dinosaurer ikke var en umiddelbar succes, da de først dukkede op i Trias.

Rhynchosaurer fra Trias er fundet over hele Verden. De var tætbyggede planteædere med korte ben og et kraftigt næb. Underkæben var dyb, og når de lukkede munden blev overkæben klemt ned i underkæben som bladet på en foldekniv bliver klemt ned i håndtaget. Denne sakselignende bevægelse gjorde det formentligt muligt for Rhynchosaurer at skære i sejt plante-materiale. De var i almindelighed ret små, enkelte arter kunne dog blive op til to meter lange.

Cynodonten Belesodon Magnificus
Rekonstrueret skelet af Cynodonten Belesodon Magnificus i "Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart". Cyno-dont betyder hunde-tand.

Cynodonter havde næsten alle pattedyrs karakteristiske træk. Deres tænder var fuldt adskilte, deres hjerneskal bulede ud på bagsiden af hovedet, og mange af dem kunne stå i en opret stilling, siges det. Ligesom sandsynligvis alle andre Mesozoikum proto-pattedyr lagde cynodonter stadig æg. De formodes, at de var varmblodede og dækket af hår. Nogle Cynodont arter kunne blive en meter lange.

Ved slutningen af Trias begyndte Pangæa at slå revner. Mellem nord Amerika og Afrika udspyede vulkaner store mængder af basisk lava, som kan eftervises på begge kontinenter. Det antages at denne vulkan-katastrofe indledte endnu en runde af udryddelse af op imod 80% af Jordens arter, og derved beredte vejen for dinosaurerne, som kom til at dominere Jorden i de næste hundrede millioner år. Nogle mener, at den egentlige årsag til arts-udryddelsen var, at denne intense vulkan-aktivitet udledte så meget CO2, at Jordens temperatur steg drastisk, således at varmen var den egentlige dræber, som udryddede de mange arter.

Jura

Jura begyndte 213 millioner år før nutid og varede indtil 144 millioner år før nutid, ialt 69 millioner år.

Verden i Jura tiden
Verden i Jura tiden - Pangæa er gået i opløsning.

Den gradvise opbrydning af Pangæa, som begyndte i slutningen af Trias, fortsatte i Jura perioden. Klimaet i de nye og mindre kontinenter blev mildere og mere regnfuldt. Varme og fugtige tropiske briser blæste igennem tætte skove af bregner, koglepalmer, ginkgotræer og forskellige nåletræer.

Da større dele af Jordens overflade blev dækket af vand og grønne planter, mindskedes planetens albedo, og mere af Solens energi blev absorberet som varme. Atmosfærens øgede fugtindhold bidrog også til at øge temperaturen, da vanddamp er en drivhusgas.

Den kendsgerning, at mange bregner og nøgenfrøede planter er kendte fra begge polare områder, viser at klimaet i Jura generelt var varmt og uden store geografiske variationer. Bregne-arter, hvis moderne slægtninge ikke tåler kulde, var vidt udbredte også på nordlige breddegrader. Den fundne fauna indikerer efter nogle russiske forskeres mening, at vinter-temperaturen i Sibirien aldrig faldt under frysepunktet. På Grønland er fundet forsteninger af krokodille-lignende øgler, hvis moderne slægtninge kun kan leve i subtropiske eller tropiske områder, hvilket også bekræfter at klimaet var varmt og fugtigt over næsten hele kloden.

Forstenede træstammer fra Jura ved Curio Bay på New Zealand
Forstenede træstammer fra Jura ved Curio Bay på New Zealand.

Man har fundet koralrev fra Jura på Sakhalin halvøen på 60 graders nordlig bredde, hvilket er 30 grader nordligere, end hvor man idag finder koralrev, idet koralrev kræver en minimum temperatur på 20 grader for at vokse.

Fund af stenkul overalt på kloden dannet i Jura perioden understøtter ligeledes teorien om det varme og fugtige klima over næsten hele Jorden.

I et bælte omkring ækvator, som strakte sig 10-20 grader nord og syd for ækvator, kan man dog finde lag af gips og salte, som stammer fra udtørrede søer og afsnørede havbugter, og vidner om et ret tørt klima i disse egne. "Lower Jurassic Navajo Sandstone" i det syd-vestlige Utah vidner om sandklitter i et tørt vindblæst klima afbrudt kraftig monsunregn om sommeren.

I Jura fortsatte opløsningen af superkontinentet Pangæea. Laurasia, den nordlige halvdel, delte sig i Nordamerika og Eurasien. Gondwana, den sydlige halvdel, begyndte at bryde op i midten af Jura. Den østlige del, som bestod af Antarktis, Madagaskar, Indien og Australien, splittedes fra den vestlige, som var Afrika og Sydamerika. Nye oceaner oversvømmede mellemrummene mellem de nye kontinenter. Bjerge steg op fra havbunden og skubbede Verdenshavets vandstand højere op.

Verdenshavets vandstand i Phanerozoikum
Verdenshavets vandstand i Phanerozoikum. Som det ses, er der forskellige meninger om, hvornår Pangæa startede med at brydes op.

I løbet af Jura steg vandstanden i havene og store lavtliggende områder blev oversvømmet. Umiddelbart vil vi forbinde en stigning i verdenshavets vandstand med smeltning af iskapper ved polerne. Måske har der været mindre iskapper i det sydlige Pangæa, uden at der var tale om en egentlig istid, således som vi idag har de tykke iskapper på Grønland og Antarktis. Disse mindre gletchere kan være smeltet i løbet af Jura og derved på kort sigt - nogle få millioner år - bidraget til den øgede vandstand i verdenshavet. Men dette alene kan ikke forklare stigningen i verdenshavets niveau.

Ikke alle ændringer i Verdenshavets vandstand er forbundet med dannelse eller nedbrydning af polernes iskapper. Der er forslået andre, mere langsigtede - flere hundrede millioner år - mekanismer, som har bidraget til ændret vandstand i Verdenshavet.

Mængden af vand på Jorden må have været nogenlunde konstant gennem de sidste fire milliarder år. Virkelig langsigtede ændringer i verdenshavets vandstand - for eksempel over hundrede millioner år - må have været forårsaget af ændringer i hav-bassinets form og volumen på grund af pladetektonisk aktivitet.

Når et superkontinent dannes, vil nogle tektoniske plader blive skubbet ned under andre, og derved mindske landjordens volumen i forhold til volumen af "vand-beholderen", og således forårsage at vandstanden i verdenshavet falder. For eksempel menes det, at det forhold, at det Indiske subkontinent gennem de sidste 50 millioner år har skubbet sig ned under den Asiatiske plade og derved skabt Himalaya Bjergene og den Tibetanske højslette, har været årsag til et fald i hav-niveauet på ca. 70 m. gennem den sidste 50 millioner år - alt andet lige.

Den Midt-Atlantiske højderyg
Dannelsen af den Midt-Atlantiske højderyg.

Omvendt, når et stort kontinent deles i flere mindre, vil længden af den samlede kystlinie øges. Volumet af kontinentalsokler langs kystlinien, som tidligere havde været trykket ned under et andet kontinent, vil dermed også øges, og den mængde havvand, som herved fortrænges, vil være årsag til øget vandstand. Det menes for eksempel at opdelingen af Pangæa i flere mindre kontinenter har været årsag til en stigning i Verdenshaves niveau på 100 m. gennem de sidste 200 millioner år.

Når to tektoniske plader fjerner sig fra hinanden, vil det forårsage vulkansk aktivitet og dermed forbundet udsendelse af lava og dannelse af vulkanske bjergarter, som vil fortrænge havvand og dermed være årsag til øget vandstand i verdenshavet.

Således har Nord Amerika og Syd Amerika gennem de sidste to hundrede millioner år fjernet sig fra Europa og Afrika med en hastighed på 2,5 cm. årligt. Den Midt-Atlantiske Højderyg er en undersøisk bjergkæde, som er skabt af denne vulkanske proces. Volumen af denne bjergkæde fortrænger havvand og forårsager derved - alt andet lige - en stigning i Verdenshavets niveau.

Den Midt-Atlantiske Højderyg strækker sig fra Antarktis til Jan Mayen. Azoerne, Island, Jan Mayen og Saint Peter and Paul Rocks ud for Brasilien er alle skabt af vulkansk aktivitet i forbindelse med skabelsen af denne undersøiske bjergkæde.

Vi bør betænke, at når både landmasserne og Verdenshavets bund ændrer sig, er det svært at udtale sig om præcist hvor mange meter, vandstanden er gået op eller ned. En virkelig præcision ville forudsætte et fast punkt, eller at man et eller andet sted havde en fast og uforanderlig målestok, som for eksempel målte afstanden fra havoverfladen til Jordens center eller lignende, og det har man jo ikke.

Men under alle omstændigheder tyder meget på, at vandstanden i Verdenshavet steg i løbet af Jura, hvilket gjorde at mange lavtliggende områder blev omdannet til lavvandede kystområder, og samtidig blev klimaet mere oceanisk, det vil sige fugtigere, varmere og med langt mindre sæson variation.

Brachiosaurus
Brachiosaurus.

Der findes data, som indikerer en kortere periode med intens varme, omkring 183 millioner år før nutid (Uriarte). Nogle forskere forestiller sig at undersøiske jordskred har forårsaget udslip af den kraftige drivhusgas metan fra den kystnære havbund, hvilket øgede temperaturen markant. De har fundet indikationer af dette i form af to meter tykke sedimenter med meget ringe indhold af carbon-13, hvilket de mener er en typisk indikator for metan (Hesselbo).

På land var billedet totalt domineret af dinosaurerne. Den planteædende sauropod Brachiosaurus kunne for eksempel blive op til 16 m. høj, 26 m. lang og opnå en vægt på over 50 ton. En anden sauropod, som har fået navnet Diplodocus, kunne blive 27 m. lang. Disse giganters blotte størrelse kan have beskyttet dem mod angreb fra rov-dinosauren Allosaurus.

Moderne gartnere kan få deres planter til at vokse hurtigere ved at øge CO2-indholdet i drivhusets atmosfære. I Jura tidens atmosfære var CO2-indholdet 5-8 gange større end i nutidens, og det kan forklare, hvordan faunaen kunne producere tilstrækkelig biomasse til at føde sådanne kæmpemæssige skabninger.

Der er forskellige meninger om, hvorvidt dinosaurer var kold- eller varmblodede. Men man kan forestille sig at koldblodede dinosaurer søgte føde i de varme og fugtige dagtimer, medens små varmblodede dyr puslede i skovbunden om natten.
Archaeopteryx lithographica Rekonstruktion af Archaeopteryx lithographica
Til venstre: Fossil af Archaeopteryx lithographica som fundet ved Solnhofen i Tyskland.
Til højre: Rekonstruktion af Archaeopteryx lithographica.

I Jura begyndte fuglene at konkurrere med flyve-øglerne om luftrummet. Den tidligst kendte fugl er Archaeopteryx lithographica, som er fundet i kalksten fra Jura nær Solnhofen, Tyskland.

Archaeopteryx var på størrelse med en krage med korte, brede vinger og en lang hale. Den havde vinger og fjer som nutidens fugle, men også mange træk til fælles med dinosaurerne, for eksempel kæber med skarpe tænder, tre fingre, som sluttede i krumme kløer, et hovedet dækket med skæl og en lang knoklet hale. Den giver mange indikationer af, at fuglene nedstammer fra dinosaurerne.

Kridt

Møns Klint Møns Klint - millioner af små skaldyr levede i Kridt tidens hav, døde og sank til bunds og dannede derved de enorme kridtlag.

Kridt perioden begyndte for 145 millioner år siden og varede indtil dinosaurernes udryddelse for 65 millioner år siden. I denne periode herskede næsten overalt på Jorden et varmt og fugtigt klima. De tykke lag af kalk, der blev skabt af mikroskopiske kalkholdige alger, som fandtes i overflod overalt i Jordens have, gav navn til perioden. Indtil da havde kalk-aflejringer været begrænset til lavvandede kystnære farvande.

Ved midten af Kridt perioden for omkring 100 millioner år siden var middel-temperaturen på planetens overflade mellem 6 og 12 grader højere end den er idag. Den årlige middeltemperatur i de arktiske områder var ca. 10 grader, hvilket er omkring 20 grader varmere end i dag. I de tropiske områder var temperaturen i overfladevandet ca. 5 til 10 grader højere end i nutiden. Dinosaurerne, som sandsynligvis var koldblodede skabninger, mere tilpasset varme end kulde, strejfede om på næsten alle Jordens landmasser helt op til polar cirklen.

Syren Birk
Til venstre: Syren er helrandet.
Til højre: Birk er ikke helrandet. Helrandede blade på oprindelige træer i Danmark er meget sjældne.

Amerikanerne Irving Bailey og Edmund Sinnott observerede i 1915, at der er en sammenhæng mellem antallet af plantearter med helrandede blade i et område og dette områdes klima. Derefter viste den amerikanske geolog Jack Wolfe, at dette indebærer mere specifikt en sammenhæng mellem andelen af helrandede blade og områdets årlige middeltemperatur.

Man har indsamlet et stort antal forskellige blade fra oprindelige skove fra hele Jorden, og opstillet en sammenhæng mellem fordelingen af bladtyper og områdets middeltemperatur; usikkerheden er plus minus 4-6 grader alt efter, hvor mange bladtyper man har indsamlet.

Temperaturen som funktion af andel af helrandede blade
Temperaturen som funktion af andel af helrandede blade - Fra 2006 Geoviden - Geologi og geografi nr. 4, se link nedenfor.

Denne relation kan også anvendes på fossile blade. Danske geologer har i tidens løb fundet fossile blade fra 87 forskellige plantearter fra Kridt tiden på øen Disko ud for den Grønlandske Vestkyst. Af disse er 20 arter helrandede, hvilket vil sige 23%. Ved at gå ind i kurven kan man se, at den årlige middel-temperatur i Vest Grønland i Kridt-tiden må have været omkring 9 grader. I moderne tid svinger Disko øens årlige middeltemperatur mellem -2 og -9 grader. Den moderne danske årlige middeltemperatur er på 8 grader. I Kridt-tiden var altså varmere på Disko Øen, end det er i Nord Europa idag.

Analyser af fossile blade fra Kridt-tiden fundet i det nordlige Alaska og Rusland viser at de årlige middeltemperaturer i disse områder var omkring 9 - 12 grader, og at den koldeste måned havde en middeltemperatur på cirka 5 grader, hvilket passer meget godt med de fundne grønlandske temperaturer.

Der findes imidlertid også andre metoder til at beregne fortidens temperaturer.

Der er to iltisotoper, nemlig oxygen-16 og oxygen-18. Næsten alle iltatomer på Jorden har 8 protoner og 8 neutroner og dermed en atomvægt på 16. Men 0,2% af oxygenatomerne har 10 neutroner og dermed en atomvægt på 18. Vandmolekyler, som indeholder oxygen-16 fordamper lettere end vand med den tungere oxygen-18, således vil et øget relativt indhold af oxygen-18 kan indikere fordampning og dermed et varmt klima.

I en varm periode vil det fordampede vand vil falde som regn eller sne over land og temmelig hurtigt finde vej tilbage til havet gennem floder, således at havet bevarer sin oprindelige isotop fordeling.

Men i en kold periode, vil noget af det fordampede vand falde som sne på gletschere og indlandsis og forblive der, og derfor vil gletcher-is blive fattig på oxygen-18, mens havvand tilsvarende vil blive rig på oxygen-18.

I de Kridt-tidens oceaner levede en masse mikroskopiske alger, der havde en skal af kridt. Når de døde, sank de til bunden af havet, hvor deres skaller stadig kan findes. Skallerne indeholder stadig den relative fordeling af oxygen isotoper for tiden, da algerne levede. Forskere kan analysere de mikroskopiske skaller og på denne måde få en indikation af temperaturen i Kridt-tidens oceaner.
Axel Heiberg Island Borealochelys axelheibergensis
Til venstre: Axel Heiberg Island.
Til højre: Fossil af skildpadde fra Kridt-tiden fundet på Axel Heiberg Island. Skildpadden er navngivet Borealochelys axelheibergensis. På den samme lokalitet fandt man fossiler fra dinosauren Plesiosaur og krokodillen Champsosaurus.

"Cretaceous Research Centre" under Geologisk Institut har udtaget prøver af Stevns Klint og fastlagt Kridthavets temperatur til at have været 14-22 grader, hvilket er betydeligt højere end i nutiden. Hav-temperaturen i nutidens Danmark når kun i sommermånederne op på 16 grader.
Tænder fra Plesiosaur fundet på Axel Heiberg Island Plesiosaurer malet af Heinrich Harder
Til venstre: Tænder fra Plesiosaur fundet på Axel Heiberg Island. Skalaen er i cm.
Til højre: Plesiosaurer malet af Heinrich Harder.

Dyr og planter, der idag er typiske for et varmt klima, som for eksempel krokodille-lignende dyr, var i Kridt-tiden i stand til at leve på meget høje breddegrader. Fund af fossiler af millioner af år gamle træer, havskilpadder og den krokodille-lignende Champsosaurus fra Kridt-tiden på Axel Heiberg Island i det nordligste Canada er en endnu stærkere indikation af, at det virkeligt var meget varmt i Kridt-tiden, da nutidens krokodiller foretrækker vand-temperaturer mellem 25 og 35 grader.

Champsosaurus Gigas
På Axel Heiberg Island fandt man også fossiler af den krokodille-lignende Champsosaurus.

Lag fra Grønland har vist sig at indeholde fossiler af blade fra brødfrugttræ, en plante, som idag kun gror i et fugtigt tropisk klima.

Kul dannes i et varmt og fugtigt klima, og der findes kulforekomster dannet i Kridt-tiden over hele Jorden på alle breddegrader, hvilket viser at det virkelig var meget varmt over hele Jorden. De store overflade-forekomster, som idag bliver udnyttet i det vestlige USA, er således dannet i kridt-tiden.

Dannelse af bauxit kræver et varmt tropisk klima med regelmæssig sæsonbetinget nedbør, og bauxit fra Kridt er blevet fundet også på ret høje breddegrader inklusive Grønland. Hvilket igen antyder, at der herskede et varmt og fugtigt klima næsten overalt på kloden.

I kridttiden var CO2-koncentrationen i atmosfæren uden al tvivl mange gange højere end nutidens knap 400 ppm.

Blomstrende planter når deres maksimale fotosyntetiske effektivitet ved et CO2 niveau mellem 1.000 og 1.500 ppm. Blomstrende planter havde netop deres højdepunkt i denne periode, hvilket sandsynligør at CO2 niveauet virkelig var højt.

Bestemmelsen af CO2-indholdet i fortidens atmosfære kan foretages på to måder. Med stomata metoden vil forskerne analysere undersiden af forstenede blade, alternativt kan man analyserer indholdet af kulstof-13 isotopet i fundne lag, idet det indikerer CO2.
Forstenet ginkgo blad fra kridt tiden Forstenet blad fra brødfrugttræ Forstenet blad fra Kridt-tiden, som ligner et blad fra bøg
Til venstre: Forstenet Ginko blad fra kridt-tiden.
I midten: Forstenet blad fra brødfrugttræ fundet på Grønland.
Til højre: Forstenet blad fra Kridt-tiden, som ligner et blad fra bøg.

Træer absorberer CO2 for deres fotosyntese gennem spalte-åbninger på undersiden af bladene, som kaldes stomata. Pressede og tørrede blade, der er indsamlet fra gamle herbarier fra de sidste to århundreder, synes at indikere et fald i antallet af stomata åbninger på undersiden af bladene i nyere tid, hvor CO2-indholdet i atmosfæren som bekendt er steget en smule. Derfor antages det, at antallet af stomata åbninger er omvendt proportional med atmosfærisk CO2, idet træerne søger at minimere det nødvendige antal af åbninger for at begrænse fordampning.

Stomata metoden består i at analysere blade eller fossiler af blade og bestemme antallet af stomata åbninger på undersiden af bladene.

Tætheden af stomata åbninger på fossile blade fra ginkgo træer viser, at CO2-koncentrationen i Kridt atmosfæren var 4-5 gange, og nogle gange op til 7 gange højere end i dag.
Ontong Jave Plateau Stomata åbninger på et blad fra andemad
Til venstre: Ontong Java Plateauet er et kæmpe oceaniske plateau af vulkansk oprindelse fra kridt-tiden, som ligger i Stillehavet nord for Salomon-øerne. Plateauet dækker et område på omkring 2.000.000 km2, omtrent på størrelse med Alaska, og har en tykkelse på adskillige kilometer.
Til højre: Mikroskopiske stomata åbninger på et blad fra andemad.

En anden måde at fastlægge CO2-indholdet i fortidens atmosfære er ved at analysere indholdet af carbon-13 isotopet i lag fra denne tid, idet niveauet af carbon-13 varierer med atmosfæriske CO2.

Kridt tidens høje atmosfæriske CO2-koncentration var skabt af udledninger fra vulkanske zoner på havets bund i forbindelse med, at de kontinentalplader, der havde udgjort Pangæa, var begyndt at fjerne sig fra hinanden. En proces, som startede allerede i slutningen af Trias. De Karibiske øer i Atlanten, Kerguelen øerne i det sydlige Indiske Ocean og det undersøiske Ontong Java plateau nær Salomons øerne i Stillehavet er alle udbredte oceaniske basalt plateauer, som blev skabt i midten af Kridt-tiden af vulkansk aktivitet.

Argentinosaurus
Forstenede knogler fra Sauropoden Argentinosaurus blev fundet i Argentina i Syd Amerika. Den antages at have været 40 meter høj med en vægt op imod 100 ton, siges det. Under alle omstændigheder har den været en sandt gigantisk dyr. Som man kan se, var dens hjerne ganske lille, den har sikkert været en enorm spisemaskine, som gik rundt i søer og kystnære farvande. Man må tro, at det høje CO2-indhold i atmosfæren har muliggjort væksten af al den biomasse, som skulle til for at føde sådanne kæmper.

Nogle af dinosaurerne var af en simpelthen enorm størrelse. Eksperter mener, at eksistensen af disse gigantiske dyr kun var mulig på grund af en overflod af biomasse, skabt af et varmt og fugtigt klima og et højt CO2 indhold i atmosfæren.

Imidlertid kan årsagen til den øgede drivhuseffekt ikke udelukkende henføres til atmosfærens CO2-indhold. En øgning af atmosfærens vanddamp indhold spillede også en vigtig rolle.

I dag er vanddamps bidrag til atmosfærens drivhus effekt begrænset til tropiske og subtropiske egne. På grund af kulden er den absolutte fugtighed på højere breddegrader meget lav; for eksempel er vandamp indholdet i luften om vinteren på Antarktis omkring 0,00001%, medens fugtige egne ved ækvator kan have en absolut fugtighed på op mod 4%.

I Jura og kridt tiden var luften ved polerne meget varmere, og deres absolutte fugtighed var derfor også meget højere end idag, og følgelig var vanddamps bidrag til drivhus effekten også betragtelig større.

Kort over Verden i Kridt tiden
Rekonstrueret Kort over Verden i Kridt-tiden - Europa var en øgruppe og det Vest-Sibirske lavland og Missisippi dalen var lavvandede have, som skabte forbindelse mellem Polarhavet og Verdenshavet. Også Nord Afrika var oversvømmet.

En vigtig geografisk årsag til tidens varme og fugtige klima var fordelingen af hav og landmasser. Opbruddet af Pangæa i stadig mindre kontinenter favoriserede et mildt kystklima, som var meget forskelligt fra det barske fastlandsklima, som herskede i Trias tiden's Pangæa.

I forhold til Trias blev 20% af de eksisterende landmasser oversvømmet af hav i løbet af Jura og Kridt og omdannet til lavvandede kystområder. Mange områder af Eurasien og Afrika blev oversvømmet af Tethys havet. Europa var en øgruppe i Tethys havet. Det Vestsibirske Lavland og Missisippi dalen var lavvandede have, som skabte forbindelse til Polarhavet.

Det antages, at dybhavets temperatur i Kridt-tiden var 15 grader, hvilket jo er noget højere end de 2 grader, som man kan måle idag.

Skabelsen af varmt dybhavsvand i kridt-tiden
Det antages, at dybhavs-vandet i Kridt-tiden var varmt. I de lavvandede kystområder, som var meget udbredte i denne periode, fordampede store mængder vand, hvilket gjorde det tilbageværende vand mere salt og dermed tungere. Det varme, salte og tunge vand sank til bunds og søgte til dybhavet som en varm bundstrøm.

I dag kommer dybhavets vand fra Polarhavene, hvor det bliver afkølet og således relativ tungere, det synker til bunds og strømmer derefter væk fra de nordlige og sydlige have som kolde bundstrømme. Det antages imidlertid, at i Kridt tiden kom dybhavets vand fra kystnære tropiske farvande. Fordampningen i disse have gjorde, at saltindholdet øgedes, derved blev det opvarmede vand relativt tungere, og det sank til bunds og strømmede ud i dybhavet som varme bundstrømme.

En meget lignende process finder sted ved Gibraltar strædet idag, hvor opvarmet saltvand strømmer ud i Verdenshavet langs bunden, medens koldere og mindre saltholdigt vand strømmer ind i Middelhavet som en overfladestrøm.

Kridt Tertiærgrænsen ses tydeligt i Stevns Klint
Kridt-Tertiærgrænsen ses tydeligt i Stevns Klint, den indeholder det såkaldte fiskeler, som indeholder irridium fra det ydre rum. Ingen andre steder i Verden er Kridt-tertiærgrænsen så flot blotlagt og nem at studere. Derfor er Stevns Klint i dag kandidat til at blive UNESCO verdensarv.

I løbet af den sidste del af Kridt fra omkring 80 til 65 millioner år før nutid faldt CO2-indholdet i atmosfæren igen til omkring to gange nutidens niveau. Dette skete samtidig med, at vandstanden i Verdenshavet faldt. Temperaturen faldt, men dog ikke så meget at der opstod is ved polerne. Polarhavet var stadig isfrit - i det mindste om sommeren - og temperaturen i Grønland, Alaska og Antarktis var stadig væsenligt over nutidens.

Ved periodens slutning indtraf K-T katastrofen (Kridt-Tertiær, idet den er navngivet efter det tyske Kreide-Tertiar), som var en masseudryddelse af en mængde forskellige arter, som hidtil havde domineret livet i havet såvel som på landjorden. Ammoniter, som havde levet i havene siden Devon, forsvandt med et slag sammen med mange slags plankton. Samtlige dinosaur arter på landjorden uddøde på en gang.

Rekonstruktion af Ammonit K-T Katastrofen 65 millioner år før nutid
Rekonstruktion af en ammonit, et dyr, som havde levet i Jordens have gennem hundreder af millioner år. De forsvandt ved K-T katastrofen sammen med de plankton, som de levede af. Ammoniter var fjerne slægtninge af nutidens blæksprutter, som svømmede rundt med et slags sneglehus.
Til højre: K-T Katastrofen 65 millioner år før nutid.

Nogle tror, at udryddelsen skete hurtigt, maksimalt i løbet af nogle få tusind år, medens andre mener, at udryddelsen af de mange arter skete gradvist og startede adskillige millioner år før Kridt-tidens slutning.

De fleste, der tror på en hurtig udslettelses-proces, støtter teorien om, at Jorden blev ramt af en kæmpe meteor med en diameter på omkring 10 km, der slog ned i det lave vand ud for Yucatan-halvøen i Mexico i nærheden af et sted kaldet Chicxulub, hvor den skabte et krater med en diameter på omkring 180 km. I forbindelse med nedslaget blev et tyndt lag af irridium fra det ydre rum spredt ud over hele kloden. Dette tynde lag er virkelig fundet over hele Jorden i lag fra overgangen fra Kridt til Tertiær og markerer Mesozoikums afslutning.
Fortidens Drivhusverden: Geoviden - Geologi og Geografi Nr. 4 (pdf) Indsigt for fremtiden
Nordsøbassinet" - en fossil encyklopædi Et internet fossil museum.
Evolution of Rotation Structures in the Earth's Geological History Victor Zemtsov - Institute of Geology, Karelian Research Centre, RAS, Russian Federation.
Paleomap Project - Christopher R. Scotese The goal of the PALEOMAP Project is to illustrate the plate tectonic development of the ocean basins and continents.
Timeline of World History - Mesozoic Era
Pangæa animation fra Wikipedia
SEA LEVEL VARIATIONS OVER GEOLOGIC TIME - pdf M. A. Kominz, Western Michigan University, Kalamazoo, MI, USA.
The Jurassic Climate ANTHONY HALLAM University of Birmingham, England.
Pangaea Animation by Edgar Salmingo.
Ontong Jave Plateau Olelog.
Earth's Climate History (Kindle Edition) by Anton Uriarte.

Tilbage til start af artikel

201412012

Passed W3C Validation