Snowball Earth

I dagens miljödebatt förekommer varningar om att vi närmar oss gränsen när avsmältningen av inlandsisar/glaciärer inte går att hejda då den hamnat i en loop med positiv återkoppling. Ju mindre is desto mer av solens ljus kan jorden absorbera och därmed ytterligare snabba på avsmältningen. En motverkande kraft är att när alltmer av bar berggrund avtäcks kommer den att verka som en CO2-sänka (gasen tillsammans med vatten reagerar med kisel-bergarter och bildar så småningom kalcium-karbonater i haven ref. [1]). Men den tros bara ha en begränsad inverkan.

Snöbollsjorden är, enligt en hypotes inom geovetenskapen, en annan loop med positiv återkoppling men åt andra hållet. Ju mer is som bildas desto större blir reflektionen av solljuset som gör att jorden blir kallare och därmed påskyndar bildandet av is. Dessutom när allt större delar av kontinenterna och haven täcks med is kommer de inte att fungera som CO2-sänkor längre.

De båda fenomenen med positiv återkoppling illustreras i fig 1 nedan. De heldragna linjerna i rött, blått och grönt är stabila klimat och de streckade är instabila. De sistnämnda kan därmed resultera i en positiv återkoppling åt ena respektive det andra hållet. Y-axeln visar vid vilken latitud isgränsen finns. X-axlarna solintensiteten (överst) och motsvarande CO2 (underst). Den gula punkten visar nutid. De heldragna pilarna visar plötsliga språng, det vill säga klimatet kan växla mycket snabbt. Till exempel från en blandning av is och barmark till en fullkomligt istäckt jord och med is ner till ekvatorn (svarta pilen till vänster i diagrammet).
Hypotesen visar alltså att vi kan hamna i en värld utan is rätt snart. Å andra sidan känns det tryggt att vi befinner oss långt ifrån den del där jorden riskerar att helt och hållet täckas med is.

Fig 1. Energi balansberäkningar enligt Budyko-Sellers  (ref. [2])

Hypotesen om  Snöbollsjorden beskriver att jorden vid åtminstone två tillfällen under sen Proterozoic (750-635 Ma) varit helt täckt av is. Orsaken ska bland annat ha berott på att solen under denna period haft en betydligt lägre intensitet. En annan påverkande faktor var att Rodina, en superkontinent som bildats några hundra miljoner år tidigare, befann sig till stora delar av den vid ekvatorn och reflekterade mer ljus än vad havet gjorde (se Fig 2). Dessutom började kontinenten brytas isär (de röda och gulmarkerade zonerna i fig. 2), vilket resulterade i att bar berggrund kunde konsumera ytterligare CO2. Dessa fenomen skulle då ha triggat en djupfrysning av jorden med ned till -50 Celsius i medeltemperatur.

Fig 2. Rodina ungefär vid 1Ga. Notera att mellan-Norrland då låg vid ekvatorn (ref. [4])

Hur kan då klimatet återhämta sig efter att jorden varit djupfryst och det under många miljoner år? Enligt hypotesen så kan inte isarna förhindra vulkanutbrott. Dessa tillför bland annat CO2 även om det går långsamt. Men då alla kontinenter och hav är täckta med is, finns inget som kan konsumera gasen (till exempel växter, hav, kemisk vittring av berg). Det innebär att CO2 halten i atmosfären ständigt ökar (följer den heldragna blå linjen i grafen i fig. 1). Till slut är den så hög (vissa hävdar att det krävdes upp till 350 gånger så hög som vi har idag, ref. [3]) att isen börjar smälta och enligt hypotesen går det då väldigt snabbt (med geologiska mått mätt) och jorden blir plötslig tropisk utan någon is överhuvudtaget.

Den sista uppgiften i Tellus II (en kurs i praktisk geologi jag pluggat under hösten) innebar att värdera argumenten för- och emot denna hypotes i en kortare uppsats. Där hävdar jag att jorden troligen inte var fullständigt täckt med is (slush ball).

Essay Tellus II

Referenser

[1] http://www.columbia.edu/~vjd1/carbon.htm
[2] http://www.snowballearth.org/week8.html
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Snowball_Earth
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195103003421

 

 

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *