100 000 vuoden jakson ongelma

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Maapallon pitkän ajan lämpötilanvaihtelujen 100 000 vuoden jaksoinen ”sahakuvio”, jonka mukaan lämpimät interglasiaalit ja kylmemmät jääkaudet vaihtelevat.

100 000 vuoden jakson ongelma on se, että suuret jääkaudet ilmaantuvat noin 100 000 vuoden jaksoissa, mutta Maan pinnalle tuleva Auringon säteily vaihtelee noin 43 000 ja 22 000 vuoden jaksoissa Milankovićin jaksojen mukaan.

100 000 vuoden jakso[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maan 100 000 vuoden jakso näkyy erityisen selvästi Vostok-asemalta poratussa jääkairausnäytteessä muun muassa lämpötilasta riippuvaisen deuteriumin määrän vaihteluna ja jään sisäisten ilmakuplien metaanin muutoksinakin.

Ei osata sanoa täsmälleen sitä, miksi Maa seuraa nykyään 100 000 vuoden jaksoa[1][2]. Monien mielestä 100 000 vuoden jakso ei havainnoista päätellen ole Milankovićin teorian ennustama maan eksentrisyysjakso, vaan ilmeisesti jokin muu jakso[3].

Osaselitys voi olla siinä, että viimeisen kolmen miljoonan vuoden aikana Maa on hitaasti kylmentynyt. Joidenkin mielestä jäätiköt kasvavat nykyään laajemmiksi ja paksummiksi, eivätkä ehdi sulaa 41 000 vuoden jaksojen tahdissa. Tällöin 100 000 vuoden jakso olisi jonkinlainen valejakso.

100 000 vuoden jakso tuottaa esimerkiksi jäätiköiden tilavuuksia kuvaaviin aikakaavioihin ”sahakuvion” jossa jäätiköt tosin rajusti keinahdellen ensin kasvavat noin 85 000–90 000 vuotta, sitten romahtavatlähde tarkemmin?[4][5]. Tämä sahakuvio näkyy selvästi mm Antarktiksen jääkairausnäytteissä[6].

Joidenkin mielestä maan radan soikeus voisi olla kaikesta huolimatta ainakin osaksi ilmastoa muuttava tekijä. Soikeusjakso muuttaa Maan pinnalle tulevaa auringon säteilyä vain 1–2 %. Näin on ollut viimeiset miljoona vuotta. 100 000 vuoden jakso liittyy 95 ja 125 000 vuoden jaksojen yhdistymiseen. 100 000 vuoden jaksoa on väitetty harhaksi tai jostain resonanssista johtuvaksi. 100 000 vuoden jakso saattaa johtua Maan radan kaltevuuden vaihteluista. Myöskään soikeuden pidempi 400 000 vuoden jakso ei näy yli miljoonan vuoden ikäisissä kerrostumissa. Edellinen jääkausien välinen aika, lämmin Eem-interglasiaali alkoi noin 10 000 vuotta aiemmin kuin Milankovićin teoria edellyttäisi.

Maapallon ilmasto alkoi kylmetä uudelleen noin 8 000 vuotta sitten eli 6 000 eaa. Mutta nykyinen kasvihuoneilmiö on kääntänyt kehityksen päinvastaiseksi[7][8]. Ilman nykyistä ilmastonmuutosta uusi jääkausi tulisi muutaman tuhannen vuoden päästä.

Perusselitys 100000 vuoden jaksolle?[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Erään näkemyksen mukaan 100000 vuoden jakso selittyy sillä, että varhaisten mannerjäätiköiden alla oli niiden leviämistä helpottavaa maa-ainetta. Näin alusta voiteli niiden etenemistä ja ne saattoivat levitä ja supistua Milankovićin jaksojen tahdissa. Jäätiköt olivat suhteellisen ohuita ja painoivat maankuorta vain vähän[9]. Mutta noin miljoona vuotta sitten jäätiköiden liikkeitä edistävä maa-aines kului pois, ja niistä tuli paksummiksi kasvavia ja hidasliikkeisempiä. Näin jäätiköitymisjakso piteni ja irtautui Milankovićin jaksoista.[10]

Merijäiden muutokset luovat 100 000 vuoden jakson?[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

On esitetty ajatuksia siitä, että Maan jäätiköitymistila ja muut tekijät muuttelevat Milankovićin jaksojen vaikutusta. Milankovićin jaksoista ennustettu insolaatio ja Maan lämpötila eivät aina täsmää[11]. On laadittu erilaisia malleja siitä, millä tavoin Milankovićin jaksot vaikuttavat jäätiköitymisiin. Eräässä Paillardin mallissa jään kasautumisnopeus riippuu muun muassa siitä, onko käynnissä suurjäätiköityminen, pienjäätiköityminen vai jääkausien välinen aika.[12][13].

On ehdotettu, että merijäiden vaihteluissa olisi itsenäinen 100000 vuoden jakso, joka ilmenee sopivissa oloissa[14][15][16]. Tämä vaikuttaisi ilmastoon Milankovićin jaksojen lisäksi. Merijäiden pinta-alan vaihtelu saattaa kulkea hieman eri tahdissa ja olla joissain suhteissa päinvastainenkin kuin mannerjäätiköiden vaihtelu.

Hiilidioksidin ajoittainen vapautuminen luo 100 000 vuoden jakson?[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiilidioksidin vaikutuksesta Milankovicin jaksojen vahvistimena on kiistelty pitkään[17]. Kylmä vesi voi sitoa paljon hiilidioksidia, joka on ilmakehää lämmittävä kasvihuonekaasu[18]. Uusien teorioiden mukaan ilmakehän hiilidioksidin vapautuminen tietyissä oloissa esimerkiksi jäätiköiden kasvettua kyllin suureksi laukaisee kasvihuone-ilmiön ja lämpenemisen. Erään teorian mukaan jäätiköiden kasvu pohjoisella pallonpuoliskolla kyllin suureksi yhdessä Maan akselikallistuman ja ilmastoprekession kanssa siirsi länsituulia etelään. Nämä mylläsivät merivettä, josta vapautui suuri määrä hiilidioksidia.

Viime jääkauden päättymisen aikoihin vapautui todella valtavat määrät hiilidioksidia ilmakehään nopeasti[19]. Pitkään on tiedetty, että pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon ilmaston vaihtelut kytkeytyvät toisiinsa niin että kun etelässä lämpenee, pohjoisessa kylmenee ja päinvastoin. Jotkut tutkijat pitävät tähän syynä termohaliinikierron vaihteluja, mutta muitakin syitä siihen voi olla. Myöskään pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon vaihtelut eivät mene samassa tahdissa. Jää alkoi sulaa muutamaa tuhatta vuotta ennen pohjoisen jään sulamisen alkua trooppisilta Andeilta. Tämän jälkeen Antarktiksen jää alkoi hitaasti pienentyä[20]. Sitten pohjoisenkin jää alkoi sulaa sinne Auringon säteilyn voimistuessa. Mutta se ei riitä selittämään nopeaa hiilidioksidin vapautumista[20]. Hiilidioksidiahan sitoutui runsaasti rehevään maakasvillisuuteen, joka valtasi jääkauden päättyessä alaa.

Kun pohjoisen jää suli soittain, makeaa vettä vapautui Atlanttiin, millä oli yllättäen viilentävä vaikutus pohjoisessa. Mutta tämä viileneminen siirsi maapallon tuulia etelämmäs yhdessä Maan akselin muutosten kanssa. Etelään siirtyneet länsituulet lämmittivät suoraan Antarktista, mikä taas laukaisi Maan lämpenemisen[21].

Anderssonin teorian mukaan hiilidioksidi vapautui syvämerestä, kun eteläisen pallonpuoliskon länsituulet muuttivat suuntaa ja vaikuttivat merivirtoihin sekoittaen syvemmältä ja voimakkaammin merivettä, johon oli sitoutunut hiilidioksidia. Länsituulten suunnanmuutos toi lämmintä ilmaa ja merivettä keskileveysasteille[22][23]. Tämä nopeutti jääkauden loppumista. Kaikki ilmastotutkijat eivät ole yhtä mieltä siitä, että länsituulet olisivat voineet vaeltaa etelään, tai siitäkään että tämä vaellus olisi kyennyt lisäämään ilmakehän hiilidioksidia, muun muassa sen takia että lämpeneminen olisi ehkä lisännyt hiilidioksidia kuluttavien kasvien ja kasviplanktonin määrää.

Hiilidioksidille on ehdotettu meren sijasta lähteeksi maaperää. Yksi teoria väittää hiilidioksidin vapautuneen jäätiköiden sulavesien tulvittamalta maalta[20]. Toinen väittää lähteeksi jäätikön läheisen alueen. Zeng oli vuonna 2010 mukana tutkimusryhmässä joka päätteli, että Etelämantereella Kuningas Georgen saarelta Collinsin jäätikön lähialueelta vapautuu hiilidioksidia ilmaan[24]. Zheng on vuonna 2007 ehdottanut, että Laurentiden jäätikön kasvaminen kyllin suureksi mahdollistaa sen alle sitoutuneen hiilidioksidin vapautumisen[25] jäätikön tilan muutoksissa. Tämä tapahtuisi noin 100000 vuoden välein.[26][27] Arvostelijoiden mielestä Zengin teoriasta ei ole suoria todisteita[28].

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Rinne 2008,Suomalainen sääopas, s 184 "Jäätikköjen mysteerit"
  2. Hypothesis of the 100 Ka cycle,M.G. Lewis, ES 767 Quaternary Geology, December 1, 2008, Emporia State University
  3. The main contradictions and drawback of the Milankovitch theory: V.A.BolŠshakov Geophysical Research Abstracts, Vol. 5, 00721, 2003, European Geophysical Society 2003
  4. Maapallon ilmastohistoria, Lunkka, sivu 224
  5. Ruddiman 2008, s 166, s179
  6. Lunkka, sivu 208, sivu 206
  7. Earth in Time Gratitude for Ice; it may only be around for another 30 Million Years J.R. Donohue
  8. Geological report for Cookham Church Paddock
  9. Wilson 2000, s 151
  10. Ruddiman 2008
  11. XII. HeidelbergerGraduiertenkurse PhysikWerner VidaleClimate Research PhysikWerner Aeschbach-HertigPier-Luigi VidaleClimate Discussion of the Milankovic Theory , Problems
  12. Martin Claussen: 2.3 Konzeptionelle Klimamodelle der Quartären Eiszeit (PDF) (saksaksi)
  13. Milankovitch cycles
  14. Sea Ice as the glacial cycles climate switch, Hezi Gildor and Eli Tziperman
  15. Sea Ice: the glacial cycle and climate switc,Gildor, Tziperman
  16. The initiation of ice sheet growth, Milankovitch solar radiation variations, and the 100 ky ice age cycle LEDLEY T. S. ; SHAOPING CHU ;
  17. Kasvihuoneilmiö, ilmastonmuutos ja Suomi, Matti Juntunen Lasse Nevanlinna, Teknillisten tieteiden akatemia 1990:1, Gummerus Kirjapaino Oy Jyväskylä 1991, ISBN 951-666-302-8, ISSN 0787-8621, Luku 2.5.2 Hiilidioksidi jääkausien vahvistajana, s. 41-45. Pisaias ja Shackleton 1984, Genthon 1987, Winograd 1988, Neftel 1988
  18. new hypothesis for deglacial CO2 rise? March 14, 2009 Climate Change An Analysis of Key Questions
  19. Interhemispheric Atlantic seesaw response during the last deglaciation Stephen Barker, Paula Diz, Maryline J. Vautravers, Jennifer Pike, Gregor Knorr, Ian R. Hall & Wallace S. Broecker, Vol 457,26 February 2009, doi:10.1038/nature07770
  20. a b c Chapter 10. Deglaciation. Antón Uriarte, Earth’s Climate History
  21. 3 Wind shifts may stir CO2 from Antarctic depths
  22. Mikä aiheutti viimeisen jääkauden nopean loppumisen? C02-raportti ilmastouutisia 28.06.2010 10:58, alkup. lähde Bob Andersson University of Columbia ja myös Maine University Michael Denton, Penn State University Michael Alley
  23. Wind shifts may stir CO2 from Antarctic depths Pobert Andersson PHYSorg.com. 12 Mar 2009.
  24. [1]Glacial burial and decomposition of ancient organic carbon: a scientific expedition to King George Island, Antarctica , Ning Zeng, Project Scientist, Associate Professor, University of Maryland, College Park Jay Gregg, Junior Scientist, University of Maryland, College Park
  25. Glacial-Interglacial Atmospheric CO2 Change — The Glacial Burial Hypothesis, Ning Zeng ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES, VOL. 20, NO. 5, 2003, PP. 677–693
  26. Glacial-interglacial Cycles
  27. Quasi-100 ky glacial-interglacial cycles triggered by subglacial burial carbon release Ning Zeng 2007 doi:10.5194/cp-3-135-2007 Clim. Past, 3, 135-153, 2007
  28. Interactive comment on “Quasi-100 ky glacial-interglacial cycles triggered by subglacial burial carbon release” by N. Zeng Clim. Past Discuss., 2, S291–S293, 2006 [www.clim-past-discuss.net/2/S291/2006/] 19 August 2006 Review of “Quasi-100 ky glacial-interglacial cycles triggered by subglacial burial carbon release ” by N. Zeng.