Forside DH-Debat
4. Kænozoikum I - Tertiær
6. Kænozoikum III - Overgang fra Pleistocæn til Holocæn

Jordens Klimahistorie 5. - Kænozoikum II - Pleistocæn

Indledning - De Pleistocæne Istider - Klimaet i den isfri del af Verden - Under sidste Istids Maksimum blev Verden kold og støvet - Temperatur og CO2 - Milankovitchs astronomiske Klima-teori - Mellemistiderne og andre Varmeperioder - Supervulkanen Toba - Links og litteratur

Indledning

Pleistocæn er den periode i Jordens Historie, som vi almindeligvis kalder istiden. Gennem en stor del af denne periode var Jordens nordlige og sydlige egne dækket af kilometertykke gletchere. Det er vigtigt at gøre sig klart at Pleistocæn var en serie af egentlige istider, adskilte af relativt kortvarige mellem-istider. Perioden startede for 2,6 millioner år siden og varede indtil Weichel Istidens ophør for godt 11.711 år siden.
Tidslinje af Jordens geologiske perioder
Tidslinje med Jordens geologiske perioder. Tiden skrider frem fra højre mod venstre. Den glødende inferno lige efter Jorden blev dannet hedder Hadal. Vanddamp kondenserede i Arkæikum, og der opstod en atmosfære af nitrogen og methan sammen med de første klipper, som vi kender til. I Proterozoikum producerede cyanobakterier ilt, som oxiderede jern og methan, i slutningen af perioden opstod liv på havbunden. Hele perioden forud for Phanerozoikum kaldes ofte for præ-kambrium, da man tidligere mente at livet opstod i Kambrium med trilobiternes fremkomst.
Phanerozoikum betegner epoken, hvor der har existeret synligt håndgribeligt liv. Den er opdelt i Paleozoikum, Mesozoikum og Kænozoikum. Paleozoikum var det tidlige livs periode; Mesozoikum var dinosaurernes tid, og Kænozoikum er pattedyrenes tidsalder.
Kænozoikum opdeles yderligere i Tertiær og Kvartær, hvor Tertiær betyder den tredje (tid) og repræsenterer pattedyrenes periode og Kvartær betyder den fjerde (tid), hvor der ikke blot existerede pattedyr, men også mennesker.
Pleistocæn er den tidligste og største del af kvartær, og den er emnet for denne artikel.

Tidslinje for Jordens istidsperioder
Tidslinje med Jordens tidligere og nuværende istidsperioder. På denne tidslinje skrider tiden frem fra venstre mod højre. De kendte istidsperioder i Jordens klima historie er Huron Istiden (Huronian) og de Kryogene istider (Cryogenian), som er Stuartian, Marinoan og Gaskiers istiderne. I Phanerozoikum indtraf først Andean-Saharan istiden og senere Karoo Istiden; den Pleistocæne istidsperiode betegnes "current", altså nuværende.

Flere gange tidligere i Jordens historie har enorme gletchere dækket store dele af de nordlige og sydlige kontinenter. Allerede i begyndelsen af Proterozoikum indtraf den meget langvarige Huron istid; i slutningen af Proterozoikum indtraf hele tre istider, nemlig Stuartian, Marinoan (som også kaldes for Varanger istiden efter den Norske halvø, hvor den først blev påvist) og Gaskiers. I Phanerozoikum indtraf først Andean-Saharan Istiden (også kaldet den Hirnantiske Istid) ved overgangen fra Ordovicium til Silur og senere Karoo istiden ved overgangen fra Karbon til Perm. Sammenlignet med de tidligere istids-perioder har den Pleistocæne istid indtil nu kun varet ganske kort tid.

Jordens afkølingen i Kænozoikum
Pleistocæns istider var en naturlig fortsættelse af den afkøling af Jorden, som har fundet sted gennem hele Kænozoikum. Tiden skrider frem fra venstre mod højre.

Det kolde klima i Pleistocæn var en naturlig fortsættelse af de sidste 55 millioner års faldende temperaturer. Især to forhold var afgørende for dannelsen af de store gletchere. Det ene var, at temperaturen faldt så meget, at sneen ikke smeltede om sommeren og derved kunne akkumulere år efter år. Det andet var, at Jordens kontinenter var således positioneret, at varme havstrømme flød mod nord, og der afgav deres varme og fugtighed som nedbør i form af sne.

Hele Kvartær tiden omtales ofte som en istid, fordi der kontinuerligt eksisterede to store permanente gletchere, nemlig på Antarktis og Grønland. I løbet af Pleistocæns koldeste perioder, som også kaldes istider, fandtes enorme gletchere også i Europa, Nordamerika og Patagonien på den sydlige halvkugle. De kortere og varmere intervaller mellem de tilbagevendende Pleistocæne istider betegnes mellem-istider.

Gennem lange perioder var 30% af Jordens landmasser således dækket af blændende hvid is og sne, og derved øgedes Jordens albedo dramatisk, og en meget stor del af sol-strålingen blev reflekteret tilbage til rummet, hvilket forstærkede afkølingen yderligere.

På geologiske kongresser har man vedtaget, at den Pleistocæne istid sluttede for godt 11.711 år siden, og vi har defineret at nutiden er en helt ny periode, som hedder Holocæn. Men imidlertid, vi kan ikke definere og beslutte os bort fra den kendsgerning, at den nuværende holocæne varmeperiode er en mellem-istid, som der allerede har været mange af. Med stor sandsynlighed vil gletcherne vende tilbage til de nordlige og sydlige dele af Verdens kontinenter; vi ved blot ikke hvornår.

De Pleistocæne Istider

Gletcherne kom og gik i løbet af Pleistocæn. Perioden var virkelig en serie af istider afbrudt af korte varme-perioder. Der var mindst 20 cykler af sådanne fremstød og tilbagetrækninger af ismasserne. Under istiderne var den globale årlige gennemsnits-temperatur 5-10 grader koldere end i dag. En stor del af verdens vand blev i lange perioder låst op i gigantiske iskapper. Vandstanden i Verdenshavet blev meget lav, og støvstorme hærgede på kontinenterne.
De geologiske perioder i Kvartær
Grafen viser temperaturen i Kvartær som funktion af tiden, som skrider frem fra højre mod venstre, fra fortid mod nutid. Perioden Kvartær deles i Pleistocæn, som er langt den største del af Kvartær, og Holocæn, som er nutiden siden slutningen af sidste istid.
Pleistocæn varede 2.576 tusind år nemlig fra 2.588.000 til 11.711 år før nutid, hvor Weichel istiden sluttede.
Kurven er fremstillet ved manipulation af graf fra Wikipedia
Skalaen til venstre er resultat af analyse af iskerne-boringer på den russiske Vostok station på Antarktis og viser temperaturen på isens overflade som afvigelse fra nutids-temperatur (0), og skalaen til højre viser isotopforholdene, som er fremkommet ved analyse af sedimenter på havbunden, idet mængden af den tunge ilt-isotop oxygen-18 indikerer temperaturen, dengang bundlaget blev dannet.
Bemærk de stadig mere udprægede temperatur svingninger mellem egentlige istider og mellemistider. Bemærk også at temperaturen generelt er faldende fra Tertiær og ned imod nutiden. I de første halvandet million år varede en egentlig istid omkring 41.000 år, medens i den sidste 800.000 år har de egentlige istider varet omkring 100.000 år hver.
Den punkterede linie ved temperaturen 4 grader under nutidens repræsenter den omtrentlige temperatur, da Weichel istiden sluttede for 11.711 år siden.

Man har defineret at Weichel istiden sluttede for godt 11.711 år siden, og da var var temperaturen på overfladen af indlandsisen omkring 4 grader lavere end idag. Hvis vi trækker en vandret linie gennem Pleistocæns temperatur-grafen ved 4 grader lavere end nutidens temperatur vil vi meget groft blive i stand til at skille egentlige istider fra ikke-istider ifølge samme defintion (se graf ovenfor).

Vandstand i Verdenshavet gennem 800.000 år
Vandstand i Verdenshavet gennem 800.000 år. - Murray-Wallace og Prazzoli har lavet nogle punktvise vurderinger, medens de øvrige forskere har opstillet mere eller mindre dækkende kurver. Vurderingerne afviger lidt fra hianden, men tendensen er nogenlunde den samme. I mellem-istider er det varmt og noget af isen ved polerne smelter, og derved stiger hav-niveauet. I de egentlige istider bindes store mængder af klodens vand som indlandsis ved polerne, og hav-niveauet falder igen. Forskellen imellem mellem-istider og istider er godt 100 meter.
Fra "Eustatic Sea Level During Past Interglacials".

Det ses derved, at temperaturen i de første halvanden million år af Pleistocæn var lavere end nutidens men det meste af tiden højere end 4 grader under nutids-temperatur. Bortset fra nogle kuldeperioder af forholdsvis kort varighed kan man derfor ikke betegne hele den tidlige periode som en egentlig istid ud fra vor simple definition.

Man må antage at klimaet i Nord Europa ved Pleistocæns begyndelse gennem lange perioder har lignet klimaet i de første 1-2 tusind år af jæger-stenalderen, hvor temperaturen var på samme niveau. Landskabet var dengang præget af en åben og lys birkeskov, iblandet træer som asp, pil, røn og fyr. Dyrelivet kan have været noget med bison, vildhest og elg. Dette er blot formodninger; vi vil aldrig få nogen sikker viden, da alle spor er slettet af senere enorme gletchere.

Rekonstrueret Europæisk landskab fra mellemste Pleistocæn
Rekonstrueret Nord Europæisk landskab fra sidste del af tidlig Pleistocæn - Koldt og barskt, men i lange perioder uden is. Det antages at først omkring 800.000 år før nutid, nåede gletcherne ned i Syd Skandinavien og det nordlige Europa.

I begyndelsen af Pleistocæn var det koldt, men ikke ekstremt koldt. Med regelmæssige mellemrum opstod forholdsvis små gletcherne, som kan have begrænset sig til det nordlige Skandinavien, de Norske Fjelde, det nordlige Canada, Grønland og sandsynligvis nogle arktiske øer. Cyklustiden mellem kuldeperioder og varmeperioder var 41.000 år. Temperatur-forskellen mellem kolde og varme perioder var omkring 4 grader eller mindre.

Det ses også, at i løbet af sidste del af tidlig Pleistocæn, det vil sige mellem 1,8 og 0,8 millioner år før nutid, blev det noget koldere, og temperatur-variationerne mellem kolde og varme perioder blev større. Mere end det halve af tiden var temperaturen under de 4 grader lavere end nutid og således efter vor definiton egentlig istid. I istids perioderne har gletcherranden i Europa måske stået langs den Norske kyst og de Svenske søer. Cyklustiden mellem kolde og varme perioder var stadig omkring 41.000 år.

Landskabet i Nord Europa kan have været tundra, som den idag kendes fra det nordlige Rusland. Men som sagt, vi har ingen sikker viden, da kilometer-tykke gletchere siden har slettet alle spor.

Variationer i oxygen-isotoper mellem egentlige istider og mellem-istider i løbet af mellem- og sen-Pleistocæn
Grafen viser variationer i frekvensen af ilt-isotoper mellem egentlige istider og mellem-istider i løbet af mellem- og sen-Pleistocæn. Den er opstillet ud fra analyse af iltisotoper i sedimenter på havbunden. (Fra Geoviden 2005, nr. 2 - se link nedenfor).
MIS betyder Marine Isotop Stadier i Pleistocæn. Lige numre står for kuldeperioder, altså istider, og ulige numre står for varmeperioder, herunder mellem-istider
Oxygen har to naturligt forekommende isotoper, nemlig O-16 og O-18.
O-16 udgør 99,762% og har 8 protoner og 8 neutroner, ialt 16. O-18 udgør 0,2% og har 8 protoner og 10 neutroner, ialt 18.
Når vand fordamper, vil vand-molekyler, som indeholder den lette isotop, fordampe hurtigere end vand-molekyler, som indeholder den tunge isotop. Opbygning af indlandsis på kontinenterne kræver fordampning af en masse vand fra havet, som derefter akkumuleres som is på landjorden. Isen vil blive beriget med den lette isotop, medens det tilbageværende vand vil blive beriget med den tunge isotop. Forholdet O-18/O-16 i hav-vand må derfor have været højere i istider end i mellem-istider.
Isotop forholdet i organismer med skaller (f. eks. muslinger) afspejler isotop-forholdet i vandet, dengang de levede. Da de døde, sank de til bunds og blev til sedimenter i havbunden.
I borekerner fra havbunden kan man finde de bevarede skaller, måle isotopforholdet og derved få en indikation af omfanget af indlandsis på landjorden, da organismerne levede.

Men for 800.000 år siden blev det alvor. Cyklustiden mellem kolde og varme perioder ændredes til 100.000 år, og temperaturforskellen mellem egentlige istider og mellem-istider voksede til omkring 9 grader målt på isens overflade, ved ækvator var forskellen knap så dramatisk. Kilometertykke gletchere strakte sig langt ned i Europa og Amerika, helt ned til 40. breddegrad. Gennem en stor del af de sidste 800.000 år var Nord Amerika, Syd Skandinavien og Nord Tyskland dækket af indlandsis. Den Nord Europæiske indlandsis kaldes det Fenno-skandinaviske is-skjold og det Nord Amerikanske kaldes det Laurentide is-skjold. Kun i de kortvarige mellem-istider var området fri for is.

På den sydlige halvkugle var der gletchere i Argentina, New Zealand, Tasmanien og i Antarktis ikke at forglemme og en kortvarig lille gletcher i bjergene i det sydlige Australien.

De fleste mener at først i den periode, som kaldes Cromer complex, nåede istidens gletcherne ned til Syd Skandinavien.

De forskellige gletcherfremstød og de tilhørende mellem-istider benævnes forskelligt i Nord Amerika, Skandinavien og Alpelandene, desuden synes der at være uenighed om rækkefølgen og varigheden af gletcher-fremstødene. Her vil vi holde os til betegnelser brugt af Geologisk Institut i København.

Elster, Saale og Weichel istidernes maksimale udbredelse
Elster, Saale og Weichel istidernes maksimale udbredelse i Europa.

Ved gletchernes maksimale udstrækning bandt de store mængder af klodens vand som indlandsis, og derfor faldt vandstanden i havene op til 120 meter under nutidens niveau.

Traditionelt inddeles Pleistocæns sidste 800.000 år i istids-perioderne Cromer, Elster, Saale og Weichel.

Cromer har fået sit navn efter en by i Norfolk i England. Oprindeligt mente man at Cromer var en mellem-istid, men senere forskning har vist at perioden indeholdt 6 gletcher-fremstød og lige så mange mellem-istider, alt efter hvorledes de defineres. Hvor langt Cromer istidens gletchere stødte frem vides ikke i detaljer. Men mindst en af Cromers istider nåede frem til floden Don i det sydlige Rusland (MIS 16).

Elster var en meget hård istidsperiode. Den har navn efter byen Elster i Sachen Anhalt i tyskland. Den varede måske fra 480.000 til 400.000 år før nutid. I Europa nåede isen til London og Slovakiet. I Nord Amerika nåede isen helt ned til den Amerikanske delstat Kansas.

Saale istiden begyndte for omkring 380.000 år siden og sluttede for 130.000 år siden. Den har navn efter floden Saale, som er en biflod til Elben. Tidligere antog man at Saale var en enkelt istid, men senere forskning har vist at perioden indeholdt mindst 3 istider og et tilsvarende antal mellem-istider. Saale isen dækkede hele Østersøområdet, Nordtyskland og den nordlige del af de Britiske Øer. I Rusland nåede isen helt til floden Volga og Ural bjergene.
Laurentide Ice Sheet Weichel Istidens udbredelse ved Last Glacial Maximum
Til venstre: I Nord Amerika dækkede Weichel Istidens gletcherne et langt større areal end i Nord Europa. Laurentide gletcheren var mere end fire gange så stor som den Fenno-skandinaviske indlandsis - I Nord Amerika kaldes Weichel istiden for Wisconsin.
Til højre: Weichel Istidens udbredelse ved Last Glacial Maximum (LGM) for 18-20-000 år siden - Isen dækkede i hovedsagen de Britiske øer, Skandinavien og Baltikum samt Barentshavet, hvorimod det det nordlige Rusland gik fri. - Svendsen 2004.

Weichel Istiden var den sidste istid, der begyndte for 117.000 år siden og sluttede 11.711 før nutid. Den har navn efter floden Weichel i Polen. I tidlig Weichsel begrænsede isen sig til de Skandinaviske bjerge og store dele af Sydskandinavien og Nord Europa lå hen som tundra med en sparsom bevoksning af hårdføre urter og lave buske af dværgbirk og pil. På tundraen levede mammut, uldhåret næsehorn, bison, rensdyr og moskusokse.

Last Glacial Maximum
LGM - Last Glacial Maximum.

Under sit maksimum for 18-20.000, måske 21.000 år siden dækkede Weichel isen i hovedsagen de Britiske øer, Skandinavien og Baltikum samt Barentshavet, hvorimod det nordlige Rusland gik fri. Den nedbør, som leverede materiale til gletcherne i form af sne, stammede fra Nord Atlanten og Golfstrømmen, og fugtigheden blev ført ind over land af vestenvinden. Indlandsisen nåede visse steder en højde på 2-3 kilometer, og det er nemt at forestille sig, at når vestenvinden blev tvunget op over disse "bjerge", ville den aflevere sin sne der, og der ville ikke blive meget nedbør tilbage til det nordlige Rusland.

Der er fundet tegn på menneskelig aktivitet i den arktiske del af Rusland, som er dateret til at være 30.000-40.000 år gammel; de stammer formentlig fra neanderthalere. Det indikerer, at der ikke kan have været indlandsis på dette tidspunkt, og at der heller ikke har været det siden.

Klimaet i den isfri del af Verden

Temperaturen under istiden i forhold til nutiden varierede meget mellem forskellige steder på Jorden. På de højere breddegrader var temperaturforskellen langt mere dramatisk end i områder nærmere ækvator. Afkølingen var mere intens i kontinenternes midte, end den var i kystområder. For eksempel viser analyser af kerner fra boringer på den centrale Grønlandske indlandsis, at temperaturen under "Last Glacial Maximum" her kunne være 23 grader lavere end den er idag, medens temperaturen i troperne omkring ækvator kun faldt med omkring 5 grader på samme tid.
Landskab i Pleistocene Park Pleistocene Park i Øst Sirbirien
Til venstre: Landskab i Pleistocene Park i Øst Sirbirien.
Til højre: Pleistocene Park er et naturreservat i ved Kolyma floden det nordlige Sirbirien, hvor Sergei Zimov og hans kolegaer søger at genskabe det økologiske system på den Pleistocæne steppe - herunder dyrelivet i form af rensdyr, elg, vild hest, moskusokse, jordegern, ulv, bjørn og mange andre.

Det er kendt at den tidlige del af Weichel istiden ikke repræsenterede noget dramatisk klimaskift i området syd for alperne. En pollen-indsamling i Syd Italien ved et sted kaldet Lago Grande di Monticchio indikerer at i den første halvdel af Weichel istiden fra 117.000 til 75.000 år før nutid, kunne man der næppe have mærket den nye istid, hvis der altså var mennesker. Her vedblev klimaet med at være relativt varmt indtil Weichel endelig viste tænder med sit "Last Glacial Maximum". Kun en meget kold periode 85.000 før nutid på nogle få hundrede år var i stand til at sætte sit præg på Middelhavs-områdets miljø.

Klimabælter på bjergskråninger i Pleistocæn og i nutiden.
Klimabælter på bjergskråninger i Pleistocæn sammenlignet med nutiden. Det var generelt koldere i det meste af Pleistocæn, og derfor var alle klimabælter rykket nedad i forhold til nutiden.

Pleistocæn var hovedsagelig en kold periode, hvilket afspejles i at alle klimazoner var forskudt mod ækvator i forhold til i dag. Særlig under Last Glacial Maximum strakte tundra og mammutsteppe sig helt ned til Alperne, og Middelhavet var omgivet af en sparsom bevoksning af fyrretræer.

Klimazoner på bjerg-skråninger lå lavere end i dag. Snegrænsen kunne nogle steder være knap 900 meter længere nede end i nutiden. I Afrika var de nu hensygnende gletchere på Mount Kenya, Kilimanjaro og på Ruwenzori kæden mellem Uganda og Congo større. Der var også gletchere i Ætiopiens bjerge og mod vest i Atlasbjergene.

Fra tidlig Weichsel kendes to mildere perioder, der kaldes Brørup og Odderade, som hver varede knap 10.000 år. De kulminerede for knap 60.000 og 80.000 år siden. Det Skandinaviske Isskjold smeltede kraftigt, isranden trak sig tilbage, og havniveauet steg tilsvarende til 25-50 meter under nutidens niveau. Plantevæksten i Nord Europa og Danmark var præget af åben birkeskov blandet med fyr. Gran indvandrede i slutningen af de milde perioder.
Havvands-temperaturer i sen Pleistocæn
Havvands-temperatur forskelle mellem "Last glacial Maximum" og nutiden i Nord Atlanten (CLIMAP 1976).

Verdenshavets overflade temperaturer var gennemsnitligt 4-5 grader lavere en nutidens, og dybhavs-temperaturen var 1-2 grader lavere end nutidens 2 grader. I dele af Nord Atlanten var overflade temperaturen 10 grader lavere end nutidens. Der er nogen uenighed om de Pleistocæne hav-temperaturer i tropiske farvande. Nogle mener at de var de samme som nutidens, medens andre mener at de var omkring 2-3 grader lavere.

Mange forskere mener at Pleistocæns overordnede klima i Stillehavet kan karakteriseres som en kontinuerlig El Nino.

Solens varme er kraftigst omkring ækvator. Dette fører til opstigende luft og et konstant lavtryk omkring ækvator. Passaten er en vind, som blæser fra vendekredsene mod ækvator og søger at udfylde dette lavtryk. Der er passatvinde både nord og syd for ækvator. På grund af Jordens rotation afbøjes passatvindene til nordøstlig vind på den nordlige halvkugle og sydøstlig vind på den sydlige halvkugle.

Passatvinde
Solen opvarmer området ved Ækvator. Den varme luft stiger til vejrs, og derved dannes et lavtryk. Passatvinde blæser fra området mellem vendekredsene mod ækvator og søger at udfylde lavtrykket. Vindene bliver afbøjet mod vest af corioliskraften, idet luften kommer fra et område med lavere rotationshastighed og blæser mod et område med højere rotationshastighed.

Når det ikke er El Nino år, blæser passatvindene i Stillehavet således fra øst mod vest og derved "skubber" de varmt overfladevand over til Indonesien. Samtidig stiger næringsrigt koldt bundvand op ved Sydamerikas vestkyst. De høje hav-temperaturer medfører store mængder nedbør i det Indonesiske område, og de tilsvarede lavere hav-temperaturer ved Sydamerikas Vestkyst er årsag til et mere tørt klima.

En El Niño opstår, når der sker en svækkelse af passatvindene. Derved udlignes forskellen i vand-temperatur mellem havet ved Indonesien og havet ved Sydamerika. Indonesien får derfor ikke de sædvanlige regnmængder, og Sydamerika får flere skybrud end sædvanligt, mindre opstigende koldt bundvand og dermed ringere fiskeri.

Det er således Solens varme ved ækvator, som driver passaten og dermed nutidens sædvanlige klima i Stillehavet. Det er nemt at forestille sig at i en kold periode, som Pleistocæn jo var, ville Solen ikke varme så meget ved ækvator, som den gør idag, og derfor ville passat-vindene ikke være så kraftige, hvilket kunne føre til permanent El Nino.

Australien i Pleistocæn
Australien i Pleistocæn. På grund af den lave vandstand i Verdenshavet var både Ny Guinea og Tasmanien landfaste med selve Australien.

I Australien forekom i nogle perioder mere nedbør i de indre områder end nu til dags, i andre perioder var kontinentet i hovedsagen ørken. Lake Eyre dækkede i våde perioder 100.000 km2 og var omgivet af mange mindre søer. Spredt over hele kontinentet forekom områder med regnskov. Det menes at Aboriginals indvandring faldt sammen med en våd periode for mellem 60.000 og 40.000 år siden.

Før den sidste istids maksimum var Nordafrika gennem nogle perioder grønnere end idag, og landet var hjemsted for mange arter, blandt andet var der mange strudse (Uriarte). De dybe udtørrede kløfter som nu kaldes wadi'er havde permanente vandløb. Den forhistoriske Niger flød mod nord og havde udløb i Middelhavet.

En stor del af det nuværende Israel og Jordan var dækket af en stor sø, 250 km. lang og 50 km. bred. I dag er den svundet ind til det Døde Hav.

Det fugtige klima gennem en stor del af den første del af Pleistocæn skabte mange ferskvands- og brakvands-søer i lavninger i det nuværende Syrien, Irak, Saudi-Arabien, Iran, Afghanistan og andre steder i det nu så tørre Mellemøsten.

I "Great Bassin" i Nord Amerika, som omfatter lavninger i ørken-staterne Nevada, Utah, Oregon, Californien og New Mexico, lå der under Weichel Istiden mindst 68 store og små søer. I dag er blot Great Salt Lake og Pyramid Lake tilbage, og de tidligere søer er blevet til ørken. Nogle eksperter mener at den er udtørret og genskabt mindst 28 gange gennem de sidste 3 millioner år.

Lake Bonneville
I Pleistocæn fandtes Lake Bonneville, Lake Lahontan og mange andre søer i de nuværende ørkenstater i det syd-vestlige Nord Amerika.

I Asien var sommer monsunen svagere end idag, men der er alligevel fundet vidnesbyrd om at der fandtes store søer i kontinentets indre under en del af sidste istid. Den nu forsvundne saltsø Lop Nor i Taklamakan ørkenen var for eksempel en stor sø ihvertfald i en del af Pleistocæn.

Junglen i Amazomas området får idag sin regn fra passaten, som blæser fugtighed ind over landet fra Syd Atlanten. Men i lange perioder i Pleistocæn var hav-temperaturerne meget lavere end i dag, og følgeligt var passatvinden tilsvarende svagere, og førte mindre fugtighed med sig. Meget af det område, som idag er dækket af Amazomas-junglen, var derfor dengang åben græssteppe.

I Mellem Amerika og i Colombias kystregioner forblev de tropiske regnskove i det væsentlige intakte gennem hele Pleistocæn - formentlig på grund af den meget store nedbør i disse egne.

I tropisk Afrika var temperaturen gennem det meste af Pleistocæn knap 5 grader lavere end nu. Hvor vi idag finder de tropiske skove i Congo og langs Guinea bugten, var dengang åben savanne. Kun langs floder og i særlig fugtige kystområder var der smalle strimler af tropisk jungle.

Landskabs-former på den Peruvianske-Bolivianske højslette, som kaldes Altiplano, viser, at i perioder før 28.000 og efter omkring 12,500 indtil 11,000 år før nutid, dækkede søerne områder, som var omkring fire til seks gange så store som i dag. På dette grundlag kan man konkludere, at nedbøren i disse perioder må have været omkring 50 til 75% større end idag.

Under sidste Istids Maksimum blev Verden kold og støvet

Weichel istiden satte slutspurten ind for omkring 30.000 år siden. Perioden mellem 23.000 og 19.000 år før nutid betegnes som "Last Glacial Maximum" (LGM). Det anslås, at omkring 30% af Jordens landmasser blev dækket af is. Gletcherne kunne være mellem 1,5 og 3,0 kilometer tykke på de højeste steder, og derved bandt de en meget stor del af klodens vand, således at vandstanden i Verdenshavet faldt til 120 meter under nutidens niveau, nogle siger 140 meter.
Landskabstyper i Europa under Weichel Istidens Maksimum Landskabstyper i Nord Amerika under Weichel Istidens Maksimum
Til venstre: Landskabstyper og hav-temperaturer i Europa under Weichel Istidens Maksimum. I det nuværende Frankrig, Tyskland og Polen var der overvejende tundra. I Rusland og Ukraine lå mammut steppen. Kun langs Middelhavet og Sortehavet voksede noget fyrre-skov.
Til højre: Landskabstyper og havtemperaturer i Nord Amerika under Weichel Istidens Maksimum. Bemærk at det Amerikanske tundrabælte ikke var nær så bredt som det Europæiske. Syd for tundrabæltet var forskellig bevoksning afhængig af højden over havet, mest forskellig åben fyrre-skov. Kun langs den meksikanske golf var egentlig løvskov. I de nuværende syd-vestlige ørkenstater lå store søer.

De fleste steder blev klimaet køligt og tørt. Mange ørkener opstod og andre ekspanderede. Sahara blev til en egentlig ørken, som bredte sig mod syd og nord.

Tykke løss-lag i Kina
Tykke løss-lag i Nord Kina måske i de nordlige dele af provinserne Gansu, Shaanxi eller Shanxi.

Under sidste istids maksimum var de Britiske øer, hele det Baltiske område, Skandinavien - undtagen Vest-Jylland, og dækket af indlandsis. Det sydlige og østlige Europa lå hen som iskold tundra gennemstrejfet af mamutter og uldhårede næsehorn. Det nuværende nordlige Rusland og Ukraine bestod af steppe og prærie. Kun i enkelte smalle strimler langs Middelhavet og det Sorte Hav voksede voksede såkaldt boreal skov, som er en kølig, lys og åben fyrre-skov iblandet birk og røn og andre buske og træer.

De fleste steder var det meget tørt. Støvstorme må have været meget mere almindelig i de kolde perioder af Pleistocæn, end de er nu. Den kolde og dermed tørre vind, som blæste ned fra gletcherne eroderede tundra områder og transporterede finkornet materiale, som kaldes løss, til mere fugtige, vegetations-dækkede egne, hvor det blev fanget og aflejret. Løss-lagets tykkelse varierer meget og er visse steder over 100 m. Løss fra de daværende arktiske områder blev aflejret i Mellem Europa, hvor det dannede det såkaldte løss-bælte, som fra det sydlige Belgien strækker sig mod øst. I Ukraine, Syd Rusland, Nord Kina og USA findes også store områder med løss.

Steppe-tundra eller mammut steppe
Steppe-tundra eller mammut steppe var udbredt i Pleistocæn på de mellemste breddegrader i Nord Amerika og Eurasien - Den er en meget kold og tør vegetations-type bestående af hovedsagelig træløs åben urte-vegetation med spredte lave buske og lejlighedsvise forkrøblede træer på steder med lidt læ.

Løss-jorde er noget af Verdens mest frugtbare agerjord, fordi løss er meget næringsrigt og har stor vandholdende evne. Samtidig er den let at bearbejde, men følsom for erosion.

En zone af permafrost strakte sig sydpå fra kanten af indlandsisen. I Nord Amerika var permafrost-zonen omkring hundrede kilometer, og i Eurasien var den flere hundrede kilometer. Den årlige gennemsnits-temperatur ved kanten af indlandsisen var minus 6 grader, og ved kanten af permafrost-bæltet var den 0 grader. Dette skal sammenlignes med Danmarks nuværende årlige gennemsnits-temperatur, som er 8 grader, og hele Jordens årlige gennemsnits-temperatur, som idag er 14 grader.

I Asien var det også meget koldt under Weichel istidens maksimum, men kontinentet var i hovedsagen ikke dækket af gletchere på samme omfattende måde som Europa og Nord Amerika, sikkert på grund af den ringe nedbør i de kolde nordlige områder.
Vandstanden i Verdenshavet i Pleistocæn - målt på Barbados Landforbindelse mellem Asien og Amerika under istids maksimum
Til venstre: Vandstanden i Verdenshavet fra Weiechel istidens maksimum indtil nutid - målt på Barbados.
Til højre: Landforbindelsen mellem Asien og Amerika under istids maksimum kaldes Beringia - Den lave vandstand i Verdenshavet under istids maksimum tillod tidlige mennesker at vandre fra Eurasien til Amerika.

Som det i nutiden stadig er tilfældet, var Pamir, Tien Shan, Himalaya og andre høje randbjerge omkring den Tibetanske Højslette dækket af gletchere. Eksperter diskuterer, om der eventuelt har været indlandsis på selve den Tibetanske Højslette eller måske dele af den.

Nord for den Tibetanske Højslette i nutidens Sirbirien og Mongoliet lå den udstrakte mammut steppe. Det var isnende koldt, men også tørt. Permafrostområdet strakte sig helt ned på højde med vore dages Beijing.

Det menes at klimaet i Asien var betinget af især to ting, nemlig at Stillehavet og især det Indiske Ocean var varmere end Atlanterhavet, og at de Asiatiske bjergkæder strækker sig i øst-vestlig retning i modsætning til for eksempel de Amerikanske bjergkæder, som typisk strækker sig i nord-syd retningen.

Indonesien under sidste istids maksimum
Indonesien under sidste istids maksimum - De fleste Indonesiske øer var landfaste med Eurasien. Landet har fåer navnet Sundaland.

De høje øst-vest gående bjergkæder tvang sommer-monsunen til at udløse sin fugtighed på bjergskråningerne som regn eller sne. Nærheden af de forholdsvis varme oceaner gjorde, at sneen smeltede i løbet sommeren, og vandet blev ført tilbage til oceanet af floderne. Kun lidt fugtighed slap over Pamir og Himalaya bjergene, men alligevel tilstrækkeligt til at danne lokale gletcherne på de Central Asiatiske bjerge.

Under "Last glacial Maximum" var Stillehavet efter alt, hvad der siges, varmere end Atlanterhavet, og det Indiske Ocean var varmere end Stillehavet. Det skyldes at Atlanterhavet havde direkte forbindelse med Polarhavet gennem farvandet omkring Island og Grønland, medens Stillehavet ikke havde en tilsvarende forbindelse med Polarhavet gennem Beringstrædet, idet faldet i Verdenshavets vandstand havde gjort Asien og Amerika landfast.

Det Indiske Ocean udstrækker sig i ret høj grad under tropernes sol og modtager efter alt at dømme mere solvarme per areal-enhed i gennemsnit end både Stillehavet og Atlanterhavet. Men udvekslingen af varme mellem det Indiske Ocean og Stillehavet var på grund af det lave niveau i Verdenshavet obstrueret af Sundaland, der gjorde de Indonesiske øer landfaste med Eurasien.

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

Sommer monsun i Syd-øst Asien
Sommer monsun i syd-øst Asien.

Om sommeren opvarmer solen både land og hav, men temperaturen på land stiger hurtigere end temperaturen over havet. Klipper og jord har en dårlig varmeledningsevne og en lille varmefylde, og derfor stiger temperaturen på land hurtigt. Vand og hav kan derimod absorbere langt mere varme fra den samme sol-indstråling, da vand har en god varmeledningsevne og en stor varmefylde, og desuden bliver varmen hurtigt fordelt af bølger og strømninger i havet.

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

Gletchere på Himalaya
Gletchere på Himalaya.

Jo større land-masse, som grænser til jo større have, jo mere udprægede vil monsunvindene være. I principper 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.

Monsunvinde har været kendt altid i Jordens klima-historie. For omkring 300 millioner år siden var alle Jordens kontinenter samlet i et eneste enormt kontinent ved navn Pangæa, som naturligvis var omgivet af et lige så enormt hav, nemlig hele resten af Jordens overflade. Man mener, at Pangæas kyster må have været udsatte for endog meget kraftige monsunvinde.

Men tilbage til sidste istids maksimum i Pleistocæn.

Også dengang blæste sommer monsunen varm og fugtig luft mod den Syd-øst Asiatiske kyst; efterhånden som luften blev tvunget opad af bjergsider, udøste den sin fugtighed i form af rigelig regn og sne. Men imidlertid, det var så varmt i det sydlige Asien ved kysterne af det Indiske ocean og det Gule Hav, at sneen smeltede igen i løbet af sommeren, og smelte-vandet blev ført tilbage til havet af de mange floder. Det lykkedes kun for ganske lidt af fugtigheden at slippe op over bjergene og blive til gletchere på Central Asiens høje bjerge.

Pollen-analyser fra mange steder i Australien viser, at under LGM var klimaet ekstremt tørt. Ørkenen strakte sig så langt mod syd som det nordlige Tasmanien, og et stort område med mindre end 2 procent vegetationsdække dækkede hele Syd Australien. Skov var stort set begrænset til små beskyttede områder på østkysten og den yderste sydvestlige del af Vest Australien.

Landskabs-former på den Peruvianske-Bolivianske Altiplano højslette, indikerer at i perioder før 28.000 år før nutid var søerne omkring fire til seks gange så store som i dag. Heraf kan man konkludere, at nedbøren i disse perioder må have været omkring 50 til 75% større end idag. Under selve LGM kan sletten have været tør og støvet, som så mange andre dele af verden.

Temperatur og CO2

Variationer i temperatur og og atmosfærens CO2 concentration gennem de sidste 400.000 år
Variationer i temperatur og atmosfærens CO2 concentration gennem de sidste 400.000 år fra analyser af borekerner udført på den russiske Vostock Station på Antarktis. - Temperaturen er i grader celsius som afvigelse fra nutids-temperatur, og CO2 koncentrationen er i volumen-parts per million i absolut tal. Tiden skrider frem fra højre mod venstre. Det kan anes at CO2 kurven er lidt bagefter.

Takket være analyser af luftbobler, som er fundet i borekerner fra Grønland og Antarktis, ved vi at koncentrationen i atmosfæren af drivhusgasser som CO2 og metan har varieret gennem den seneste del af Pleistocæn. Der er en iøjefaldende sammenhæng mellem CO2 og temperatur. Når det var koldt, var CO2 indholdet i atmosfæren ret ringe, og ved højere temperaturer var CO2 indholdet også højt.

Der er faktisk en meget fin korrelation mellem CO2 og temperatur, hvilket var et hovedbudskab i Al Gore's film fra 2006 "An Inconvenient Truth". Gore mente, at det var selvindlysende, at det variende indhold af drivhusgassen CO2 i atmosfæren var årsagen, og temperaturvariationen var virkningen.

Al Gore i An Inconvenient Truth
Al Gore i filmen "An Inconvenient Truth".

"An Inconvenient Truth" vandt en Oscar i 2007 for bedste dokumentarfilm. I 2007 blev Al Gore sammen med FN's Klimapanel tildelt Nobels Fredspris for deres arbejde med at øge opmærksomheden omkring udledningen af CO2 og de deraf følgende menneskeskabte klimaforandringer.

Den gode korrelation mellem CO2 og temperatur blev et vigtigt argument for kampagnen imod, hvad der kaldes de menneskeskabte klima ændringer. Det mentes, og det menes stadig, at når CO2 koncentrationen i atmosfæren således kunne få istider til at komme og gå, så ville en forøgelse af CO2 indholdet, skabt af det moderne industrisamfund, fremkalde en ukontrolleret og katastrofal temperatur-stigning, den såkaldte AGW "Anthropogenic Global Warming" (Anthropogenic betyder menneske-skabt).

Men imidlertid på denne tid var analyser af iskerner stadig i sin vorden. Siden da har mere sofistikerede analysemetoder vist, at CO2 og temperatur ikke korrelerer fuldstændigt gennem de seneste 800.000 år af Pleistocæn. Det er blevet påvist at CO2 grafen hver gang var lidt bagefter. Atmosfærens CO2 indhold havde altid maksimum 200 til 800 år efter temperatur-maksimum. Med andre ord er der meget, som tyder på at temperaturen var årsagen, og atmosfærens CO2 indhold var virkningen, hvilket er det fuldstændigt modsatte af AGW tilhængernes påstand.

CO2 er 800 år bagefter
En mellem-istid mellem to Saale istider for 237.500 år siden - Det er tydeligt at CO2 maksimum er 800 år bagefter temperatur maksimum. Fra BBC udsendelsen "The Great Global Warming Swindle".

Vi må antage, at i kolde perioder blev store mængder CO2 opløst i havene. Når temperaturen steg, kunne Verdenshavet ikke længere rumme så meget CO2, og det overskydende blev efterhånden udledt til atmosfæren. Verdenshavet udgør et enormt stort volumen af vand, og alle processer tager derfor lang tid. Det er ikke urimeligt at antage, at det tager flere hundrede år for havet at justere mængden af opløst CO2 til en ny temperatur.

Verdenshavet kan opløse meget store volumen af CO2. Som vi kender det fra cola og sodavand, kan store mængder CO2 opløses i vand. En liter cola indeholder mere end to liter CO2 ved normalt tryk og temperatur. Hvis vi opvarmer colaen, vil CO2 undslippe som bobler, fordi der ikke kan opløses så meget CO2 i varmt som i koldt vand.

Milankovitchs astronomiske Klima-teori

Den Serbiske ingeniør Milutin Milankovitch udformede under 1. Verdenskrig en teori om, at istidernes kommen og gåen skyldes små, cykliske variationer i Jordens bane om Solen. Teorien har idag vundet bred anerkendelse, fordi den passer så godt med de fundne temperatur-variationer gennem Jordens historie.

De tre Milankovitch parametre
De tre Milankovitch parametre, som er præcessionen, aksehældningen og excentriciteten.

Milankovitch teorien bygger på tre grundlæggende cykler i Jordens bevægelse omkring Solen. De er excentriciteten, aksehældningen og præcessionen. Disse parametre skabes af gravitationskræfter fra Solen, Månen, Jupiter, Venus og de øvrige planeter. Som bekendt er Jorden ikke fuldstændig rund men lidt fladtrykt ved polerne, og derfor kan de andre himmellegemer udøve deres gravitationskraft på udbulingen ved ækvator.

Præcessionen er den korteste Milankovitch cyklus. Betragt en snurretop, som er ved at gå i stå. I nogle sekunder før den vælter, vil den vakle, og den øvre ende af dens rotationsakse vil begynde at beskrive en cirkel. Det kaldes aksial præcession. Medens en snurretop præcesserer hele vejen rundt i mindre end et sekund, vil større toppe præcessere langsommere. Jorden er en meget stor snurretop, den præcesserer én gang rundt hvert 25.772 år. Præcessionen blev omtalt allerede i 120 f.Kr. af den græske astronom Hipparchos, som fandt en forskel mellem hans egne observationer og tidligere Babyloniske optegnelser fra 4.000 f.Kr. Om 12.000 år fra nu vil Jordens akse på grund af præcessionen pege på stjernen Vega i stedet for Polaris, og den nordlige halvkugle vil opleve sommer i december og vinter i juni.

Præcessionen
Præcessionen.

Aksehældningen er en anden Milankovitch parameter. Vi ved, at Jorden drejer rundt om sin egen akse, hvilket er grunden til, at vi har nat og dag. Aksen er ikke lodret på jordbanens plan; idag hælder den 23,5 grader med lodret, hvilket er årsag til årstiderne. Men denne vinkel varierer mellem mellem 22,1 grader og 24,5 grader over en periode på ca. 41.000 år. Det vil således tage 41.000 år for aksen at bevæge sig fra minimum til maksimum position og tilbage igen. Jo større hældningen er, jo mere udprægede vil årstiderne være. Ved en stor akse-hældning vil Jorden opleve varme somre og kolde vintre, og ved en mindre akse-hældning vil vintrene være knap så kolde og somrene knap så varme.

Den tredje Milankovitch parameter er jordbanens excentricitet. Jordens bane omkring solen er groft taget cirkulær, men den danner imidlertid ikke en helt perfekt cirkel, men derimod en ellipse med Solen i det ene brændpunkt.

Excentricitet angives som et tal mellem 0 og 1. For et perfekt cirkulært kredsløb er excentriciteten 0. Jordbanens elipse-excentricitet svinger mellem næsten 0 og 0.06 og tilbage igen i løbet af en periode på gennemsnitlig 100.000 år. Samtidig drejer hele ellipsen rundt om Solen. I dag er jord-banens excentricitet omkring 0,017; hvilket er meget tæt på en cirkel.

Aksehældningen
Aksehældningen.

For mellem 120.000 og 90.000 år siden var excentriciteten omkring 0,04, og forskellen i den indgående solenergis effekt var ca. 14-17 % mellem Jorden i henholdsvis maksimum og minimum afstand fra Solen. I nutiden er forskellen ca. omkring 7%.

Men der er et andet forhold, som skal tages i betragtning. Nemlig dette, at når Jorden i sin eliptiske bane er nær Solen, vil den bevæge sig hurtigere, end den gør, når den er længst væk fra Solen. Således vil den ind-gående Solenergi per tidsenhed ganske rigtig være høj ved brændpunktet nær Solen, men på grund af Jordens øgede hastighed vil den ikke opholde sig der i så lang tid; derfor er forskellen i den totale modtagne solenergi mellem maximum og minimum afstand fra Solen i en maksimum eliptisk bane betydelig mindre end de 7%, nemlig kun ca. 0,3%. Jordens øgede hastighed nær Solen beskrives af Keplers 2. lov om planeterens bevægelser, nemlig at radiusvektor (linjen mellem solen og jorden) bestryger lige store arealer i lige store tidsrum.

Jordbanens Excentricitet
Jordbanens Excentricitet. Jordbanens form svinger mellem næsten cirkulær og noget excentrisk og tilbage igen i løbet af periode på omkring 100.000 år.

Det er tydeligt at Milankovitch teorien gælder. I begyndelsen af Pleistocæn varede en istids-cyklus 42.000 år, som er meget tæt på aksehældnings-cyklen som er på 41.000 år. Først for 800.000 år siden begyndte en serie af istider med perioder på 100.000 år, hvilket er cyklustiden for excentriciteten.

Excentriciteten er den eneste af de tre Milankovitch parametre, som giver nogen forskel i den mængde sol-energi, som Jorden totalt set modtager, fordi afstanden til Solen varierer. Set fra Solen er Jorden en skive med en diameter på omkring 12.760 km, og lige meget i hvilken retning og hvor meget dens rotationsakse hælder, vil denne skive modtage den samme mængde sol-energi, når afstanden til Solen er den samme. Hvis den nordlige halvkugle modtager mindre sol-energi vil den sydlige halvkugle modtage noget nær tilsvarende mere.

Men Milankovitch teorien beskæftiger sig ikke med den totale mængde solenergi, som Jorden modtager. Hvad der betyder noget er den ind-gående solenergi på det kritiske tidspunkt på det kritiske sted, og det er Juni måned på 65 graders nordlig bredde.

Milankovitch mente, at den nordlige halvkugle er klimatisk styrende i forhold til den sydlige, fordi den nordlige er domineret af store landmasser, hvorpå der kan opbygges indlandsis; medens den sydlige halvkugle er domineret af hav. Solvarmen i Juni måned er kritisk, fordi sommerens sol skal være tilstrækkelig til at smelte vinterens is og sne, i modsat fald vil den akkumuleres år for år og danne indlandsis.
65 grader nordlig bredde Når solstråler rammer under en vinkel vil de sprede sig over større areal
Til venstre: Det kritiske område omkring 65 grader nordlig bredde er i meget høj grad dækket af landmasser, hvorpå der kan opbygges indlandsis.
Til højre: Når solstråler kommer lodret ned, som de gør ved ækvator, vil den ind-gående energi per areal enhed være meget høj. Når de samme solstråler rammer Jorden under en vinkel, som gør på høje breddegrader, vil de sprede sig over et større areal, og dermed vil den ind-gående solenergi per areal enhed være mindre.

Et bælte Jorden rundt langs den 65. breddegrad netop syd for indlandsis, permafrost og permanent havis er det kritiske sted, fordi hvis indlandsis får lov til at brede sig til dette område, vil det udløse nogle tilbagekoblings-mekanismer, som yderligere vil bidrage til Jordens nedkøling.

Summen af insolation på 65. nordlig bredde i juni fra de tre Milankovitch parametre
Summen af insolation ( indgående solenergi) på 65. nordlig bredde i juni fra de tre Milankovitch parametre. Tiden skrider frem fra bunden til toppen. De tre første søjler fra venstre er excentriciteten, aksehældningen og præcessionen. Den fjerde søjle er den resulterende insolation forårsaget af kombinationen af de tre parametre, og den blå søjle til højre er oxygen-isotop forholdet fundet i sedimenter fra havets bund - som indikerer temperaturen, eller mere nøjagtigt mængden af vand bundet som indlandsis.
Det ses at der en ret god korrelation mellem den resulterende Milankovitch insolation og ilt-isotop forholdet. Dette betragtes som et bevis for at Milankovitch teorien er sand.

Is og sne er blændende hvidt, og sollys, som rammer dets overflade, vil i stor udstrækning blive kastet tilbage til verdensrummet. Ny sne har en albedo på 0,8-0,95, sandjord 0,25-0,45, og en vandoverflade har 0,05-0,08. Det vil sige at det meste af de solstråler, som rammer sne, vil blive reflekteret tilbage til rummet, medens solstråler, som rammer jord eller vand, i stort omfang vil opvarme disse legemer, og kun en mindre del af varmen vil blive reflekteret tilbage til rummet.

Et øget areal med is og sne vil således bidrage til at afkøle Jorden yderligere, hvilket kan medføre endnu mere is og sne og så videre. Vanddamp er atmosfærens vigtigste drivhusgas. Når klodens temperatur falder, kan atmosfæren ikke længere indeholde så meget vanddamp, hvilket medfører tab af drivhus-virkning og derved yderligere temperaturfald, hvilket bevirker endnu mere tab af vanddamp i atmosfæren - og så fremdeles. Når Verdenshavets temperatur falder, kan vandet opløse mere CO2, som tages fra atmosfæren. Derved mister atmosfæren yderligere drivhus-virkning, som bevirker at temperaturen falder endnu mere - og så videre.

Den indgående sol-energi kaldes ofte for insolation, og den kan angives i for eksempel watt/m2. Kurverne beskriver insolationen på 65 graders nordlig bredde, som går igennem Island, det nordlige Skandinavien og Rusland, Sirbirien, Alaska og det nordlige Canada.

Insolation på 65 grader nordlig bredde i juni i fortid og fremtid
Den beregnede insolation, altså sol-indstråling på 65 grader nordlig bredde i juni gennem fortid og fremtid fra wikipedia Tidens skrider frem fra venstre mod højre. Tiden er i "kilo-år", der skal altså tilføjes tre nuller. 0 repræsenterer nutiden. Den røde kurve repræsenter insolation beregnet efter alle tre Milankovitch parametre. Den grønne er bidraget alene fra aksehældningen.
Som man kan se, ser der ikke ud til at komme de store ændringer de næste ti tusind, og derefter kan det endda blive varmere - skal vi tro Milankovitch teorien og denne beregning af insolationen. Men de fleste andre beregninger giver en nutidig insolation, som er mindre end 430 W/m2.

Ifølge nogle beregninger af Milankovitch parametren (se ovenfor) tegner menneskenes fremtid sig nogenlunde lykkelig, ihvertfald hvad klimaet angår. Astronomiske beregninger viser, at insolationen på 65 graders nordlig bredde vil stige gradvist i løbet af de næste 25.000 år. Den kommende excentricitet de næste ca. 100.000 år vil ikke have særlig stor virkning. Ændringer i den nordlige halvkugles sommer solindstråling vil blive domineret af ændringer i aksehældning. Milankovitch teorien udsiger at mellem-istider vil blive afsluttet af et særlig dybt insolations minimum, som vil starte gletcherne; men de næste 50.000 år forventes ingen nedgang i sol-indstrålingen på 65 graders nordlig bredde, som kan give anledning til en ny istid. Dog er det næsten for godt til at være sandt, at den regelmæssige vekslen mellem istider og kortvarige mellem-istider, som har været fremherskende i flere millioner år, så belejligt skulle være aflyst.

Der er nogle, som forventer, at det kan blive lidt køligere. I en ofte citeret rapport fra 1980 af Imbrie og Imbrie forudses at den langsigtede afkølings-tendens, der begyndte i stenalderen for omkring 6.000 år siden, vil fortsætte i de næste 23.000 år. Imidlertid tyder en nyere rapport fra Berger og Loutre på, at det nuværende forholdsvis varme klima kan vare endnu 50.000 år.

Temperaturer fra Devils Hole sammenlignet med Milankovitch insolation
Temperaturer opstillet på grundlag af analyser af krystaller fra Devils Hole i Nebraska sammenlignet med den teoretiske Milankovitch insolation. - Den venstre lodrette akse viser frekvensen af den tunge ilt-isotop i krystallerne og den lodrette akse til højre viser insolationen i wat/m2. Det ses at korrelationen mellem temperatur og insolation er betydeligt forringet sammenlignet med kurverne fra indlandsis og havbunds-sedimenter.

Men imidlertid har Amerikanske forskere introduceret en slange i paradiset. På et sted kaldet Devils Hole i Nebraska har de fundet nogle krystaller, hvis isotop-sammensætning de har analyseret. På grundlag af denne analyse har de rekonstrueret fortidens temperatur, og det har vist sig, at den resulterende kurve er ret forskellig fra de velkendte kurver opstillet på grundlag af boringer i indlandsis og sedimenter i havbunden. Forskerne selv mener, at resultaterne fra Devils Hole er de mest nøjagtige, man har. Hvis dette er tilfældet, vil der ikke ikke længere være særlig god korrelation mellem Milankovitch insolationen og Verdens temperatur, og det er jo denne korrelation, som er et vigtigt bevis for Milankovitch teoriens rigtighed.

Temperaturfald gennem Kænozoikum
Milankovitch teorien forklarer ikke, hvorfor Jordens temperatur faldt støt gennem 65 millioner år.

Man kan også indvende, at teorien ikke forklarer, hvorfor det i det hele taget er blevet så koldt. Milankovitch teorien forklarer ikke, hvorfor Jordens temperatur faldt fra Jura- og Kridt-tidens ca. 20 grader til nutidens 14 grader i vores aktuelle mellem-istid og de 5 grader i de egentlige istiders lavpunkter. I Jura og Kridt var Jordbanen formentlig også excentrisk, og Jordens rotations-akse udviste sikkert både præcession og aksehældning, men alligevel kom der ikke nogen istider gennem mere end 200 millioner år. Der synes at være en eller flere helt overordnede parametre, som styrer Jordens temperatur og klima, og Milankovitch teorien overlejrer blot de dominerende parametre.

Hvis vi ser bort fra excentriciteten, forudsiger teorien, at når det er koldt på den nordlige halvkugle, så bør det være tilsvarende varmt på den sydlige halvkugle og omvendt. I hvert fald skulle kulden indtræffe først på den nordlige halvkugle. Men alle undersøgelser viser imidlertid, at gletchere på henholdsvis den nordlige og den sydlige halvkugle var synkrone; når der var istid på den nordlige halvkugle, var der også istid på den sydlige halvkugle. Der er heller ingen indikationer af, at istiderne startede på den nordlige halvkugle og derefter bredte sig til den sydlige.

For omkring 800.000 år siden indtraf en forskydning af den dominerende periode-længde for istids-cykler fra 41.000 år til 100.000 år. Milankovitch teori tilbyder ingen forklaring på dette, fordi der var ingen væsentlige ændringer i Jordens kredsløbs-parametre på denne tid. Desuden korrelerer 100.000 års perioderne ikke så godt med de matematiske forudsigelser af sol-indstråling, som de tidligere 41.000 års perioder gør.

Mellemistiderne og andre Varmeperioder

Marine isotop stadier MIS - Marine Isotop Stadier i Pleistocæn. Lige numre står for kuldeperioder, altså istider, og ulige numre står for varmeperioder, herunder mellem-istider.

Klimaet i Pleistocæn var karakteriseret af en række istider, hvor gletchere trængte langt ned i Europa og Nord Amerika. I de første halvandet million år varede en istids-cyklus omkring 41.000 år, medens i den sidste 800.000 år varede cyklerne omkring 100.000 år. De egentlige istider adskiltes af relativt korte varme-perioder kaldet mellem-istider, således at en egentlig istid typisk varede 90.000 år og den følgende mellem-istid 10.000 år. Mellem-istidernes klima og varighed variede dog meget, nogle var varmere end nutiden og andre var koldere, nogle varede knap de ti tusinde år, og andre strakte sig over næsten 25.000 år.

I nutiden lever vi i en sådan mellem-istid, som kaldes Holocæn. Skandinavien er et område, som man kan forvente vil blive dækket af indlandsis under en kommende istid, således som landet mange gange tidligere har været været det gennem de sidste 800.000 år.

Derfor må vi have en meget stor interesse i at finde ud af, hvordan klimaet vil udvikle sig gennem resten af vores mellem-istid, og hvornår denne vil slutte.

MIS betyder "Marine Isotope Stage" og henviser til perioder defineret og beskrevet på grundlag af isotop-analyser af borekerner fra havbunden.

MIS perioderne er numereret, således at lige numre er kuldeperioder, altså istider, medens ulige numre er varmeperioder, altså mellem-istider. Her vil vi kun beskæftige os med ulige numre.

Præcist hvornår en istid slutter, og en mellem-istid begynder og omvendt, må meget afhænge af definitioner, da temperatur-ændringer ofte sker gradvis. Der er ingen absolut sandhed. For eksempel, hvis man definerer starten af Holocæn efter yngre Dryas, så vil varigheden være 11.700 år indtil nu. Men hvis man definerer starten ved begyndelsen af Bølling-Allerød varmeperioden, vil vor mellem-istid have varet omkring 14.800 år indtil nu.

De grundlæggende tidspunkter for MIS'erne nedenfor er i hovedsagen hentet fra Wikipedia, som igen har hentet dem fra forskellige internationale databaser.

Man skelner mellem-istider, med temperaturer tæt på nutidens, fra andre varmeperioder med knap så høje temperaturer, som vi kan kalde mildninger. Der er 103 MIS perioder i Pleistocæn. Mange MIS numre er blevet udvidet ved tilføjelse af bogstaver, således er for eksempel MIS 5, som er Eem mellem-istiden, blevet udvidet til MIS 5a, MIS 5b, MIS 5c, MIS 5d og MIS 5e, som er den oprindelige Eem mellem-istid.

MIS 1 - Holocæn

Holocæn er vor nuværende mellem-istid. Den startede for godt 11.700 år med afslutningen af Weichel istiden. I det allerførste årtusinde af Holocæn var klimaet i Europa køligt med en åben urte- og buskvegetation samt spredt birk og fyr, men i løbet af 1.000 år steg temperaturen til omkring 3 grader over nutids-temperatur, og Europa blev bevokset med løvskov I de uendelige skove, som dækkede Syd Skandinavien, levede europæisk sumpskildpadde og krøltoppet pelikan, som idag kun lever i det sydlige Europa. Efter yderligere et par tusind år steg Verdenshavet ca. 25 m til omtrent nuværende niveau. I de seneste 2.000-3.000 år er klimaet blevet koldere og fugtigere, men med tydelige udsving. Bronze- og Middelalder var varmeperioder, medens 1600-1700 tallet var en meget kold periode, som kaldes den lille istid.

Holocæn er endnu ikke afsluttet, og det er uvist, hvornår en ny istid vil begynde.
Terasser med rismarker i provinsen Yunan i Kina
Terasser med rismarker i provinsen Yuannan i Kina. - Tidligere var det meste af Jordens overflade dækket af skov. Træernes ved bandt en stor mængde af biosfærens kulstof, og derfor var atmosfærens kulstof-indhold ikke så højt. Nu er skovene i stort omfang brændt af eller rådnet, og kulstoffet findes som CO2 i atmosfæren - siger fortalere for "den tidlige anthropogene hypotese"

I 2003 fremsatte den Amerikanske professor William Ruddiman den "tidlige anthropogene (menneskeskabte) hypotese", idet han foreslog at mennesker begyndte at ændre koncentrationen af drivhus-gasser i atmosfæren allerede tusinder af år før den industrielle æra. Skovrydningen og intensivering af ris-dyrkning førte til stigninger i atmosfærens CO2 og CH4 niveauer, mente han. Ved at sammenligne med naturlige tendenser i de tre foregående mellem-istider, anslog han at allerede i sen Holocæn blev koncentrationerne af disse gasser i atmosfæren forhøjet på grund af menneskers aktivitet med 35-40 ppmv (parts per million - volumen) for CO2 og omkring 230-250 ppbv (parts per billion - volumen) for CH4. De forhøjede koncentrationer af drivhus-gasser imødegik den "naturlige" kølende tendens og forhindrede derved det globale klima i at træde ind i en ny istid.

Den "tidlige anthropogene hypotese" kom hurtigt under heftig kritik, især med hensyn til i hvilket omfang udviklingen i de Holocæne drivhusgas-koncentrationer kan henføres til menneskelige aktiviteter.

MIS 3 - Brørup

Fund fra mamutter i Skandinavien fra MIS 3 Borekerne fra Sokli i det nordlige Finland
Til venstre: Fund fra mamutter i Skandinavien fra MIS 3 - Fundene er markeret med de små mamutter. Firkanterne er sites, hvor klimaet i MIS 3 er blevet udforsket, for eksempel Sokli i Finland. - Fra "Re-dating the Pilgrimstad Interstadial with OSL" af Helena Alexanderson, Timothy Johnsen and Andrew S. Murray.
Til højre: Borekerne fra Sokli i det nordlige Finland - Den første lodrette søjle til venstre er alderen af de forskellige lag plus minus usikkerhed. Dybden i meter giver sig selv. Bevoksningens natur er udledt af analyser af pollen i de forskellige lag. Søjlen yderst til højre er de aktuelle MIS perioder, tal i parentes er skellene mellem de forskellige MIS - Det ses at i det meste af MIS 3 har der været tundra i Sokli. Fra "Present-day temperatures in northern Scandinavia during the last glaciation" af K.F. Helmens med flere. Se link nedenfor.

Weichel Istiden varede omkring 90.000 år, men Syd Skandinavien og Nord Europa var kun fuldstændig dækket af is godt 10.000 år under LGM, som betyder "Last Glaciation Maksimum". I resten af sidste istid henlå det nordlige Europa enten kun delvis dækket af indlandsis, som tundra med Juli temperaturer på 8-13 grader eller som åben skov med birk og fyr med temperaturer, der kortvarigt kunne være ret tæt på nutidens.

I en sø ved Härnösand i mellem-Sverrige har man fundet sedimenter fra 63 - 61.000 år før nutid, det vil sige fra omkring start af MIS 3, som er identisk med Brørup mildningen. Pollen analyser viser, at der voksede vandaks og sortgrøn brasenføde i søen. Langs med bredden voksede piletræer og landskabet var præget af spredt bevoksning med birk, gran og fyr. Man har konkluderet at gennemsnits-temperaturen for Juli var 10-11 grader. Härnösand ligger på 62 graders nordlig bredde og har idag en Juli gennemsnits-temperatur på omkring 15-16 grader.

Kort som viser Pilgrimstad, Sokli og Yamozero
Pilgrimstad, Härnösand, Oulu, Sokli og Yamozero.

En mildning i Weichel istiden mellem 50.000 til 40.000 år før nutid begyndte med en 12.5 grader temperatur-stigning på Grønland. Den fik det Skandinaviske is-skjold til at trække sig tilbage til de Skandinaviske bjerge. Den isfri del af Skandinavien var præget af utallige søer, spredt permafrost, sparsom tundra bevoksning og muligvis spredt skov af fyr og birk. Man har fundet at Juli temperaturen i Sokli i det nordlige Finland var mellem 10 og 13 grader; hvilket skal sammenlignes med områdets nutidige gennemsnitlige Juli temperatur på omkring 13 grader. Sokli ligger nord for polarcirklen på 67 graders nordlig bredde.

Milankovitch insolationen var ret gunstig i denne periode.

Senest 40.000 før nutid må isen derefter meget hurtigt have bredt sig sydpå for at ankomme til Klintholm i Danmark måske mellem 35.000 og 30.000 før nutid. En mammut-kindtand fundet ved Pilgrimstad i Jæmtland er imidlertid blevet dateret til 34-29.000 år før nutid, hvilket indikerer, at landet var isfrit, da mamutten levede, og at isen har bredt sig endnu hurtigere sydpå.

MIS 5 - Eem

De seneste 150.000 års temperatur afledt af analyse af iskerner De seneste 150.000 års temperatur afledt af analyse af iskerner. 5a til 5e står for MIS 5a til MIS 5e, som er forskellige stadier i MIS 5.

Eem mellem-istiden er interessant, fordi den er vores nærmest forudgående mellem-istid, som vi kan spejle vores egen Holocæn mellem-istid i og søge svar på spørgsmålet om, hvor længe det vil vare endnu, før isen kommer tilbage.

Eem svarer til MIS 5. Den næstsidste mellemistid, som er blevet dateret til ca. 130.000 - 116.000 år før nutid. Varigheden af Eem afhænger naturligvis meget af, hvorledes man definerer start og slut, men det antages sædvanligvis at den varede 11.000 til 15.000 år. Det skal sammenlignes med varigheden af nuværende mellemistid, som indtil nu har varet godt 11.711 år, hvis man definerer starten efter yngre Dryas. Hvis man derimod definerer starten ved begyndelsen af Bølling-Allerød varmeperioden, vil den have varet omkring 14.800 år. Det svarer groft taget til en halv Milankovitch præcessions-cyklus, som er 12.886 år.

Den mest almindelige varighed for egentlige istider gennem den sidste million år har været 90.000 år, og mest almindelige varighed for mellem-istider har været 10.000 år. Man kan således sige at Em var en forholdsvis lang mellem-istid, og Holocæn har allerede varet længere end gennemsnittet.

Milankovitch parametre i 300.000 år
Milankovitch parametre gennem 300.000 år. Den nederste grønne kurve er summen af insolations-virkningen fra aksehældning, excentriciteten og præcessionen. Det er interesant at varmeperioderne synes at begynde når insolationen topper, når insolationen når i bund. Mellemistider synes at være blevet afsluttet af særlig dybe insolations minima. Desuden synes der at have været flere insolations-maksima, der var større end Holocæns, men som ikke har givet anledning til mellem-istider.

I Eem mellem-istiden begunstigede Milankovitch parametrene en stor forskel mellem sommer og vinter, og det antages derfor at temperaturen om sommeren var adskillige grader højere end nutidens. Alle de iskerner, der nogensinde er boret i den Grønlandske indlandsis, og som har indeholdt is fra Eem-tiden, har indikeret temperaturer højere end nutidens, som regel i en størrelsesorden 3-5 grader, seneste boring gav resultatet 8 grader.

Det kunne være så varmt i Eem-tiden, at overfladen af den Grønlandske indlandsis begyndte at tø, og overflade-vandet trængte ned i de underliggende lag af gletcher-is, hvilket i dag kan ses som genfrossen smeltevand i borekerner. Den slags genfrysning af overfladevand er kun meget sjældent indtruffet de sidste 5.000 år. Kun i 2012 kunne man iagtage, at indlandsisen begyndte at tø og danne overflade-vand.

I en boring i havbunden ud for Grønlands kyst var pollen fra gran i lag fra Eem tre gange så hyppige, som i lag fra Holocæn.

Men den varme tid varede ikke ret længe. Efter mindre end 5.000 år begyndte temperaturen at falde, og derefter faldt den støt gennem omkring 10.000 år ned til starten af Weichel Istiden. Hav niveauet faldt, løvskovene blev gradvist erstattet af fyrreskove, som igen blev erstattet af tundra.

Klimaet i Eem var generelt varmere og mere regnfuldt end nutidens. Klimabælterne var forskudt mod nord. Langs med Themsen og Rhinen levede flodheste, og Europa og den Skandinaviske halvø var skovklædt helt op til Nordkap. Løvtræer som elm, hassel, avnbøg og eg voksede i Europa så langt nordpå som ved Oulu i det nordlige Finland ved den Botniske bugt. Nogle kilder anfører, at der voksede linde træer i Holland og England.

I nord Amerika bredte skovene sig nordpå til den sydlige del af Baffin Island. Grænsen mellem skov og prærie lå flere hundrede kilometer længere mod vest, end den gør idag.
Den Grønlandske indlandsis i Eem mellem-istiden Vegetation i Eem mellem-istiden
Til venstre: Den Grønlandske indlandsis i Eem mellem-istiden. Mange mener, at den var delvist afsmeltet, og at dette vand bidrog til det højere niveau i Verdenshavet. Idag er indlandsisen også omkring 3 km. høj på det højeste sted.
Til højre: Vegetation i Eem mellem-istiden ved Grande Pile i Frankrig. Ved steppe forstås mammutsteppe. Boreal forrest er en åben skov med fyr og birk, som idag kendes fra det nordlige Rusland. Temperet skov er løvskov, der skelnes mellem kold og varm tempereret skov. Ognon I, Stadial I, Saint Germain I1, Mélisey II, Saint Germain Ic, Montaigu event, Saint Germain Ia og Mélisey I er forskellige perioder med varmt og koldt vejr i Eem tiden. Zeifen er en kort varmeperiode, som var en forløber for selve Eem, på samme måde som Bølling-Allerød varmeperioden var en forløber for Holocæn. Eemian er den traditionelle del af Eem, hvor temperaturen var varmere end i Holocæn. 5a, 5b og så videre betegner MIS 5a, MIS 5b og så fremdeles, som er en under-opdeling af MIS 5. "Oxygen isotope Iberian margin" henfører til analyser af sedimenter fra havbunden ud for den Spanske kyst vedrørende frekvensen af den tunge ilt-isotop, som fortæller, hvor meget vand, der var bundet i indlandsis og dermed indikerer temperaturen. Yderst til højre er anført nogle omtrentlige tidspunkter. - Fra "Climate, vegetation, and CO2 dynamics during the Eemian interglacial (MIS 5e) in Europe" se link nedenfor.

Havniveauet var 3,5-7 meter højere end idag. Der er delte meninger om, hvor alt dette vand kom fra. Det seneste bud er, at omkring 25% kom fra en delvis afsmeltning af den Grønlandske indlandsis, og resten kom fra en afsmeltning af Antarktis.

Det blev tidligere antaget at Eem mellem-istiden havde et ensartet varmt klima gennem mere end 10.000 år, men imidlertid har nyere forskning påvist at varmen ikke varede så længe og desuden blev afbrudt af flere langvarige kuldeperioder.

Det salte Eem Hav lå hvor den sydlige Østersø nu er. Det havde brede forbindelser til både Atlanterhavet og Polarhavet via det Hvide Hav, således at den Skandinaviske halvø, Finland og Kola halvøen var en stor ø. Store dele af det Nord Europæiske lavland var dækket af et lav-vandet hav.

I det nordlige Rusland lidt syd for polarcirklen har man udtaget en borekerne i søen Yamozero ved Timan bjergene. Den viser, at i MIS 5a, 58.000 år før nutid, var søen omkranset af granskov; på den tørre og mere frugtbare jord lidt derfra voksede løvfældende træer. Dette indikerer at somrene var varmere i det nordlige Rusland, end de er idag. MIS 5a kaldes også af nogle for Odderade interstadial.

MIS 7 - Le Bouchet

I den franske sø Le Bouchet, som ligger i 1,2 kilometers højde i det centrale Frankrig, fandt man pollen, som viser, at søen var omkranset af en skov af avnbøg for 240.000 år siden i MIS 7 perioden. Ved Pianico i Nord Italien har man ligeledes fundet spor af en bevoksning af avnbøg.

Mellem-istider i 800.000 år
Mellem-istider gennem 800.000 år.

MIS 7 varede kun nogle få tusind år og regnes traditionelt for en af de korteste og koldeste mellem-istider. Fund fra England i lag fra MIS 7 indikerer et tempereret og tørt steppe-klima. Dette bliver understøttet af andre engelske fund, som stammer fra en art steppe-elefant med lige stødtænder, der kaldes Palaeoloxodon antiquus, samt fra flere arter af uldhårede mammutter.

I en boreprøve fra det nordvestlige Grækenland har man fundet tegn på fire skovklædte perioder. Skov-perioderne adskiltes af intervaller med meget få træpollen, hvilket fortolkes som et udtryk for relativt korte kolde og tørre perioder. Pollen fordelingerne indikerer at somrene var mere regnfulde end nutidens, og vintrene var koldere end i både Eem-tiden og Holocæn. Ved mellem-istidens slutning ændredes klimaet ligeledes til mere kolde og tørre forhold.

I Batajnica løss området i Serbien har man i lag fra MIS 7 fundet rester af bløddyr, som indikerer et tempereret tørt steppe-klima i midten og slutningen af perioden. Nogle få steder i middelhavsområdet har man fundet tegn på en ækvatorial, det vil sige tropisk, bevoksning.

Undersøgelser på Bermuda har vist tegn på et øget havniveau i forhold til nutiden på omkring 2,5 meter, hvilket indikerer i det mindste en varm periode.

MIS 9

Denne mellemistid var også ret kort, men imidlertid varmere end Holocæn, så længe den varede.

I tidlig MIS 9 bestod skovene i England af eg, elm og ask samt flere arter af den stedsegrønne taks, hvilket indikerer et tempereret klima. Senere blev skoven domineret af eg og fyr.

Der er fundet knogler i lag fra MIS 9, der stammer fra brun bjørn, som jo også foretrækker et tempereret klima.

Oprindelig skov med eg og fyr
Oprindelig skov med eg og fyr.

Ved Cudmore Grove ved kysten af Essex har man rekonstrueret klimaet ud fra pollen analyser. Det viste sig at Juli temperaturen var omkring 2 grader varmere end nutidens temperatur i det syd-østlige England, medens Januar temperaturen var lidt koldere.

Undersøgelser af kyst-terasser ved Themsen og andre steder har vist, at vandstanden i verdenshavet var nogle få meter højere end nutidens hav-niveau.

Nogle undersøgelser har vist at Hav-temperaturen omkring Australien var omkring 4 grader varmere i MIS 9 end den er idag, hvilket gjorde det muligt for koraler at skabe fundamentet for Great Barrier Reef.

Den Amerikanske professor William Ruddiman foreslog i 2007, at blandt de seneste fire mellem-istider, kan MIS 9 betragtes som den nærmeste analog til Holocæn på grundlag af fasen mellem aksehældning og præcession og den deraf følgende kraftige halvårlige insolation - Det er ikke godt nyt for nutidens beboerne af Jordens nordlige egne, da denne mellem-istid kun varede de sædvanlige godt 10.000 år.

MIS 11 - Holsten

Holsten er interessant, fordi den er en af de mellem-istider, som ligner Holocæn mest med hensyn til Milankovitch konstellationer. Både idag og for 400.000 år siden var Jordbanens excentricitet ringe, og banen var og er meget tæt på en cirkel.

Analogi mellem MIS 1 og MIS 11
MIS 11 - MIS 1 analogien er ikke perfekt. Årstal foroven repræsenterer Holocæn og forneden Holsten. De røde (grå) kurver er MIS 1 og de sorte er MIS 11. Til venstre er præcessions- kurverne forskudt nogle få tusind år, således at de næsten dækker hinanden, men derved kommer aksehældningskurverne ret langt fra hinanden. Til højre dækker aksehældnings-kurverne hinanden ret godt, men derved går det helt galt med præcessions-kurverne.
Fra "The MIS 11 - MIS 1 analogy, southern European vegetation, atmospheric methane and the "early anthropogenic hypothesis" af P. C. Tzedakis, E. W. Wolff med flere.

Loutre og Berger mener at MIS 11 repræsenterer den mest nære astronomiske analog til MIS 1 (Holocæn), og derfor kan et studie af denne fortælle os om vor klimatiske fremtid, og især give os svar på spørgsmålet om, hvor længe Holocæn vil vare endnu.

Selvom de ligner hinanden, er insolationskurverne for de to perioder ikke helt identiske. En stående diskussion blandt forskere går ud på, om man nu skal lægge vægt på præcessionen eller på aksehældningen i sammenligningen mellem MIS 1 og MIS 11. Man skal forestille sig, at man har MIS 1's insolations-kurver på et stykke gennemsigtig plastic, som man kan lægge over MIS 11 kurverne for at få dem til at passe. Men hvis præcessions-kurverne dækker hinanden er aksehældnings-kurverne ret forskellige og omvendt. Hvis man lægger vægt på præcessionen vil det forudsige, at Holocæn nærmer sig sin afslutning med hastige skridt, siges det, idet en halv Milankovitch præcessions-cyklus er 12.886 år. Hvis man lægger vægt på aksehældningen, vil det forudsige, at Holocæn bliver en dobbelt periode, som strækker sig over to insolations-maxima, som Holsten gjorde det. Og i så fald kan menneskene se frem til at Holocæn vil vare endnu endnu 10.000 lykkelige år, siges det.

Loutre og Berger mener at en sammenligning af vegetations-tendenser i MIS 1 og MIS 11 favoriserer en præcessional tilpasning, hvilket tyder på, at Holocæn nærmer sig sin afslutning af naturlige årsager.
Sammenligning af fem forskellige mellem-istider
Sammenligning af parametre fra fem forskellige mellem-istider.
For hver mellem-istid skrider tiden frem fra højre mod venstre. Graferne for Holocæn (MIS 1) starter således 20.000 år før nutid.
a) Den teoretiske Milankovitch insolationen (solindstrålingen) i Juni på 65 graders nordlig bredde i W/m2 - Det ses at MIS 11 har to maksimum, medens alle de andre MIS kun har et.
b) Procent af pollen, som kommer fra lyng, fra Portugal - Det ses at generelt synes hede-arealerne at være størst, når insolationen er mindst.
c) Procent af pollen fra træer i Portugal, som kan henregnes til et tempereret klima - Det ses at generelt synes skov-arealerne at være størst, når insolationen er størst.
d) Atmosfærisk CH4-koncentrationen som registreret i EDC (Edica Dome C) iskerner fra Antarktis. - Det ses at kurven korrelerer pænt med insolationen og også med frekvensen af pollen fra tempererede træer. Åbenbart, når det er varmt, er den biologiske aktivitet stor, og dermed er atmosfærisk CH4 størst. Dog udgør MIS 1 en undtagelse, idet grafen for CH4 stikker af og stiger netop omkring landbruget indførelse omkring 5.000 til 4.000 før nutid (3.000 til 2.000 BC).
Fra "The MIS 11 - MIS 1 analogy, southern European vegetation, atmospheric methane and the "early anthropogenic hypothesis" af P. C. Tzedakis, E. W. Wolff med flere. Se link nedenfor.

Analyser af pollen har vist, at Holsten mellem-istiden i Europa i lange perioder var karakteriseret ved en bevoksning af blandet tempereret skov, som indikerer et lignende temperatur niveau som i nutiden. I en gammel søbund nær Dethlingen ved Luneburger Heide i Nordtyskland har man fundet pollen fra Holsten perioden. De viser at landet var dækket af tempereret skov i næsten hele perioden bortset fra start og slut og i enkelte kuldeperioder. Pollen analyserne viste, at de Nord Europæiske skove bestod af fyr, ædelgran, el og eg.

I en borekerne taget i havbunden ud for Grønland fandt man tyve gange så mange pollen fra gran end den mængde, som man typisk finder i lag fra Holocæn. Hvilket indikerer at Grønland i hvert fald i en del af Holsten perioden har været ganske frodig.

Holsten tidens klima var ikke fuldkomment stabilt, hvad man heller ikke kan forvente af en mellem-istid med flere maksima.

En pollen-baseret rekonstruktion af Holsten mellem-istidens temperatur i Central Europa baseret på pollen fra forskellige lokaliteter peger på en Juli temperatur på 17,5 - 19,7 grader, hvilket meget ligner nutidens temperatur.
Pollen analyse fra MIS 11 fra bunden af en sø på Luneburger Heide
Pollen analyse fra boring i søbund fra MIS 11 på Luneburger Heide. - Dybden til venstre i meter. Det er således de ældste lag, som er nederst. Skalaerne nederst for hver art af pollen er den procentdel, som denne art udgør af hver udtaget prøve. De lysegrønne er træer og buske, de gule er urter og de mørkegrønne er alger.
Bemærk at perioden sluttede temmelig brat ved at de mere varmekrævende træer, el og eg, gik tilbage og fyr og lyng og græs blev mere fremherskende. Bemærk også en tydelig kuldeperiode omkring 29 meters dybde og en mindre markant kuldeperiode i 26 meteres dybde, hvor el, taks, hassel og eg gik tilbage og fyr, birk og græs blev mere dominerende.
Fra "Vegetation dynamics and climate variability during the Holsteinian interglacial based on a pollen record from Dethlingen (northern Germany)"

Pollen analyser fra det sydlige Portugal viser, at i Holsten tidens tidlige faser var landet dækket af en åben skov bestående af enebær, fyr, birk og eg. Da det blev varmere, blev en Middelhavs-flora med tørke-tolerante buske og løvfældende egetræer igen almindelig. Senere blev tempererede løvtræer mere dominerende, og den sidste del af mellemistiden er karakteriseret ved et hedelandskab med nåletræer og en stigning i mængden af urter.

Sammenligning mellem MIS 7, MIS 13 og MIS 15
Sammenligning mellem MIS 7, MIS 13 og MIS 15 - Fra top til bund fremstiller kurverne:
Atmosfærisk CO2 målt i Antarktis iskerne fra EDC (Edica Dome C).
Deuterium (2H) i Antarktis iskerne fra EDC, som indikerer temperaturen.
Forholdet mellem ilt-isotoperne O16 og O18 i borekerner fra havbunden - Global Stack. Dette forhold indikerer temperaturen.
Forholdet mellem ilt-isotoperne O16 og O18 i borekerne fra havbunden i det Indiske Ocean.
Forholdet mellem ilt-isotoperne O16 og O18 i borekerne fra havbunden i det sydlige Stillehav.
Havets overflade temperatur (Sea Surface Temperature).
Pollen kurve fra Tenaghi Philippon i det nordøstlige Grækenland.
Biologisk Silicium fra en boring i bunden af Baikal søen i Sibirien.
Insolation på 65 graders nordlig bredde i Juli beregnet efter Milankovitch teorien.
Nederst de særskilte insolations-bidrag fra præcession og aksehældning. Excentriciteten er ikke vist.
Fra "Interglacial and glacial variability from the last 800 ka in marine, ice and terrestrial archives" af N. Lang og E. W. Wolff.

Nogle gamle kystlinier i Alaska, Bermuda, Indonesien og Bahamas, som ligger omkring 20 meter over nutidens vandstand, bliver af nogle forskere fortolket således at Holsten var en meget varm periode. Andre forskere mener imidlertid at disse høje kystlinier er et resultat af landhævning.

MIS 13

MIS 13 var en lang mellem-istid med to insolation maksima. Den varede omkring 30.000 år. Den Indiske monsun var meget stærk, og på den Tibetanske Højslette herskede usædvanligt våde forhold. Borekerner fra Zoige Basin i det østlige Tibet indikerer et varmt og vådt klima. Selvom insolationen var langvarig, var den ikke særlig stærk, og sammenlignet med nutiden må store arealer have været dækket af indlandsis gennem lange tidsrum.

Imidlertid er det fornyligt, nemlig i 2008, blevet påvist store mængder pollen i borekerner, taget i havbunden ud for Grønlands kyst. Pollen stammede fra sidste halvdel af MIS 13. Der var tre gange så mange pollen fra gran end den mængde, man finder fra Holocæn. Pollen mængden fra MIS 13 var større end fra nogen anden mellem-istid undtagen MIS 11, hvilket antyder at Grønland har været relativ varm og frodig ihverfald noget af tiden, og indlandsisen sandsynligvis har været noget reduceret.
Kunstnerisk rekonstruktion af livet og landskabet i en Cromer mellem-istid
Kunstnerisk rekonstruktion af livet og landskabet ved Pakefield i en Cromer mellem-istid. De tidlige mennesker er Homo Heidelbergensis - malet af Sibbick-Happisburg.

Ved Pakefield syd for Lowestoft i Suffolk i England har man fundet rester af en rig fauna af planteædende pattedyr, herunder mosegris, mus, europæisk hamster, bæver, den nu uddøde kæmpe-bæver, vildsvin, dådyr, rådyr og tre arter af den nu uddøde irske kæmpe hjort, en kæmpe elg, en nu uddød art af bison, to arter af hest, et uddødt næsehorn, og den største af alle, en elefant med lige stødtænder og en mammut, som var en mindre forfader til de senere istiders langhårede mammutter. Alle disse dyr blev jaget af forskellige rovdyr, heriblandt løve, plettet hyæne, ulv, bjørn og ikke at forglemme tidlige mennesker, Homo Heidelbergensis.

Fra planter, insekter (især biller) og andre fossile rester ved Pakefield, kan man udlede at landskabet bestod af sumpede områder på en flodslette med rørskove og oversvømmede arealer med elletræer, som grænsede til en langsomt strømmende bugtet flod. Der var rigeligt med vandplanter, herunder hvide åkander og ferskvands-fisk som gedde, sude og skalle. Den tempererede løvskov omfattende eg, avnbøg, elm, ahorn. Andre træer og buske voksede på mere tørre jorder. Den lysåbne skov vekslede med åbne områder med græs og urter.

Tilstedeværelsen af nogle få frost-følsomme arter, såsom flodhest, vandkastanje, vand bregne, en art lyng og visse biller, tyder på, at somrene var temmelig varme, og vintrene sandsynligvis var mildere end nutidens.

MIS 15

Boreal skov Boreal skov, som er lysåben kølig skov med birk, fyr og enkelte andre løvtræer. Det antages at i de mere kølige mellem-istider har en stor del af Europa og Amerika været dækket af denne type skov.

MIS 15 varede omkring 20.000 år, men imidlertid afbrudt af en meget alvorlig kuldeperiode. Det antages at klimaet på højde med Europa var tempereret. Afsmeltningen af indlandsis skete meget langsomt, og maksimum hav-niveau indfandt sig sent i perioden. De gletcher-dækkede arealer i MIS 15 var formentlig større end i nutiden.

MIS 17

Nogle antager at MIS-17 sammen med MIS-13 var den koldeste mellem-istid i de sidste 800.000 år.

Nær byen Cromer i East Anglia i England har man fundet en mængde knogler fra pattedyr fra MIS 17, blandt andet tænder fra egern, hamster og mosegrise. I omegnen af Cromer fandtes desuden knogler fra mange store dyr, som levede i skoven i mellemste Pleistocæn, blandt andet vildsvin, dådyr, rådyr, elg, ulv og bjørn, som alle sammen er dyr, som gerne lever i en lysåben skov. I Danmark har man fundet et pandeben fra en kronhjort fra en Cromer mellem-istid.

I Cromer compleksets mellem-istider var elm, bøg, taks, vedbend og kristtorn almindelige træer i skoven. En slags andemad, kaldet azolla, voksede i små stillestående søer.

MIS 19

P. C. Tzedakis skriver at MIS 1 - MIS 19 er en tættere og mere overbevisende astronomisk analogi end MIS 1 - MIS 11. Hvilket fører til en væsentlig forskellig konklusion om den forventede naturlige varighed af vor nuværende mellemistid og omfanget af det menneskeskabte bidrag til det Holocæne metan-indhold i atmosfæren.
Sammenligning mellem MIS 19 og MIS 1 Simpel betragtning over MIS 19 - MIS 1 analogien
Til venstre: Sammeligning mellem MIS 1 (Holocæn) og MIS 19. Grafer vedrørende MIS 1 er røde og grafer vedrørende MIS 19 er sorte. Den øverste vandrette tids-skala i rødt vedrører MIS 1. Den nederste vandrette tids-skala i sort vedrører MIS 19 - begge i hele tusinde år. De øverste røde tal i parenteser er fremtiden.
(a) Præcessionens teoretiske insolations-bidrag.
(b) Aksehældningens teoretiske insolations-bidrag.
(c) Frekvensen af den tunge ilt isotop i borekerner i havbunden hentet fra den internationale database "LR04 bentic stack". Den indikerer temperaturen. Den røde graf, som repræsenterer MIS 1 kan af naturlige grunde kun vises indtil nutid (0).
(d) Frekvensen af tung brint, deuterium, som fundet i borekerne fra Edica Dome C i Antarktis. Denne indikerer også temperaturen.
(e) Koncentrationen af atmosfærisk metan også fra EDC is-kerne.
Det ses at der en ganske god korrelation mellem parametrene for de to perioder.
Fra: "The MIS 11 - MIS 1 analogy, southern European vegetation, atmospheric methane and the early anthropogenic hypothesis" af P. C. Tzedakis

Til højre: Al respekt for videnskaben, men jeg vil foreslå at tilføje en simpel ingeniørmæssig fortolkning af graferne.
Graferne for MIS 19 og MIS 1 minder meget om hinanden, dog ligger MIS 1 graferne (c) og (d) på et lidt højere niveau. Vi tillader os at ekstrapolere de røde grafer nogle tusind år ud i fremtiden med samme hældning som MIS 19; det kan ikke blive helt forkert, da alle varmeperioder har denne form, varmen kommer hurtigt og klinger derefter langsomt af.
MIS 1 startede for 11.700 år siden. Vi trækker en lodret linie ned gennem kurverne og kalder denne Start MIS 1.
Graferne (c) og (d) indikerer temperaturen. Når temperaturen-indikatorerne falder under den indikation, som MIS 1 startede med, kan man sige at MIS 1 vil slutte.
Hvor den lodrette linie Start MIS 1, som repræsenter 11.700 før nutid, skærer de temperatur indikerende grafer, må det være den temperatur-indikation, som skiller en mellem-istid fra en istid.
Fra disse skæringspunkter tegner vi to vandrette iso temperatur linier, som repræsenter uændret temperatur.
Hvor iso temperatur linierne skærer de ekstrapolerede røde grafer for MIS 1, kan det forventes at temperaturen falder under den temperatur, som skiller mellem-istider fra istider.
Fra disse to skæringspunkter føres to lodrette linier op til tidsskalaen foroven, som vi kalder Slut MIS 1.
Vi aflæser at graf (d) indikerer at MIS 1 vil slutte om 5.000 år, og graf (c) indikerer at MIS 1 vil slutte om 12.000 år. Gennemsnittet er 8.500 år med en ganske betydelig usikkerhed. Så vi må give Tzedakis ret i at MIS 1 sikkert vil slutte om omkring 10.250 år. Måske er han lidt optimistisk. Vi må forvente at Jordens temperatur falder langsomt gennem hele denne tid, men overlejret af mange mere kortvarige varme- og kulde-perioder.

P.C. Tzedakis konkluderer: "Sammenligningen mellem de to mellem-istider tyder på, at Holocæn stadig har en fjerdedel af en aksehældnings-cyklus i sit naturlige forløb".

Aksehældings-perioden er 41.000 år, og en fjerdedel er 10.250 år. Vi kan altså se frem til endnu 10.000 år i sol og varme, inden kulden for alvor igen melder sin ankomst, mener Tzedakis.

Vi kan se at MIS 19 graferne, som indikerer temperatur, har den for alle varmeperioder karakteristiske form, nemlig at varmen kom hurtigt og derefter klingede langsomt af. Den fjerdedel af en aksehældnings-cyklus, som MIS 19 varede yderligere udover MIS 1's nuværende alder, er karakteriseret ved en støt faldende temperatur i løbet af 5 - 10.000 år - overlejret af mere kortvarige varme- og kuldeperioder. Hvis MIS 1 - MIS 19 analogien holder, hvad mange tror, den gør, kan vi forvente at Holocæn også udvikler sig således. Ganske langsomt, gennem tusinder af år - umærkeligt for den enkelte generation - vil temperaturen falde ned imod egentlige istids-betingelser. Det kan understøttes af en simpel ingeniørmæssig betragtning. Synspunktet er også støttet af en ofte citeret rapport fra 1980 af Imbrie og Imbrie, som forudser at den langsigtede afkølings-tendens, der begyndte i stenalderen for omkring 6.000 år siden, vil fortsætte gennem de næste 23.000 år.

Tzedakist konkluderer yderligere: "Uoverensstemmelsen mellem atmosfæriske metan koncentrationer og bestanden af tempererede træer i den sene Holocæn synes at favorisere Ruddiman's synspunkt (2003, 2007), at CH4 stigningen efter 5.000 år før nutid afspejler menneskeskabte udledninger." Det betyder støtte til Ruddimans "early anthropogenic hypothesis".

Det er lidt svært at se i sammenligningen af graferne for MIS 1 og MIS 19, men i en af graferne ovenfor fra samme kilde sammenlignes MIS 1, MIS 5e, MIS 7e, MIS 9e og MIS 11c. Her ses det at graferne for CH4 følger graferne for pollen fra tempererede træer ganske godt, undtagen for MIS 1, hvor grafen for CH4 stikker af og stiger netop omkring landbrugets indførelse omkring 5.000 til 4.000 før nutid (3.000 til 2.000 BC).

Supervulkanen Toba

Lake Toba Det eneste, som er tilbage af supervulkanen, er Lake Toba, som ligger i det nordlige centrale Sumatra.

Toba er en supervulkan på Sumatra i Indonesien, som havde udbrud 73.000 år før nutid. Massen af den udspyede lava, aske og gasser var 100 gange større end ved det største vulkanudbrud i nyere historie, som var vulkanen Mount Tambora i Indonesien, der havde udbrud i 1815 og var årsag til at 1816 blev "året uden sommer" på den nordlige halvkugle.

Supervulkanen Toba spredte aske i atmosfæren og i hele det sydlige Asien i et cirka 15 cm tykt lag, som stadig kan spores både i Indien og i det Sydkinesiske Hav. Det antages at utallige dyr og tidlige mennesker blev udryddet ved denne lejlighed.

Toba udbruddet faldt sammen med begyndelsen på en af Weichel istidens særlig kolde perioder, og mange mener, at udbruddet forårsagede en "vulkansk vinter", som resulterede i et fald i havets overflade-temperatur på 3-5 grader, som derved fremskyndede forværringen af istiden. Analyser af Grønlandske iskerner viser, at udbruddet blev efterfulgt af en tusind-årig periode med øget støv i atmosfæren og lave temperaturer.
The MIS 11 - MIS 1 analogy, southern European vegetation, atmospheric methane and the - early anthropogenic hypothesis - P. C. Tzedakis. (pdf)
Climate, vegetation, and CO2 dynamics during the Eemian interglacial (MIS 5e) in Europe - Falkje van Wirdum University of Utrecht.(pdf)
Interglacial and glacial variability from the last 800 ka in marine, ice and terrestrial archives N. Lang and E. W. Wolff. (pdf)
Eustatic Sea Level During Past Interglacials M. Siddall, J. Chappell and E. K. Potter. (pdf)
Present-day temperatures in northern Scandinavia during the last glaciation K.F. Helmens med flere. (pdf)
Sprucing Up Greenland Eric J. Steig and Alexander P. Wolfe - PERSPECTIVES. (pdf)
Vegetation dynamics and climate variability during the Holsteinian interglacial based on a pollen record from Dethlingen (northern Germany) Andreas Koutsodendris med flere - Quaternary Science Reviews. (pdf)
First complete ice core record of last interglacial period shows the climate of Greenland to be significantly warmer than today Anthony Watts - Watts Up With That?
Intriguing climatic shifts in a 90 kyr old lake record from northern Russia Mona Henriksen, Jan Mangerud med flere - BOREAS. (pdf)
Can we predict the duration of an interglacial? P. C. Tzedakis, E. W. Wolff med flere. (pdf)
El Nino - et klimafænomen Dette dokument er delt op i 11 afsnit - DMI
Milankovitch cycles animation En meget fin animation af Milankovitch teorien.
a brief introduction to ice age theories Richard A. Muller Professor in Department of Physics at the University of California at Berkeley
Danske forskere i Nature: Grønlands iskappe smeltede mindre end ventet Ingeniøren
The great global warming swindle - Full version - BBC.
Håndbog for skeptikere Den Australske Joanne Nova har udgivet en håndbog i argumentation mod klima alarmister. Hun er en Australsk skribent, blogger og foredragsholder.(pdf)
Earth's Climate History (Kindle Edition) by Anton Uriarte.

Tilbage til start af artikel

20141221

Passed W3C Validation