Naturvidenskab
Læsetid: 12 min.

Nøglen til at forstå fortidens klima ligger frosset ned i en lagerbygning i Brøndby

Bajere i Herlev, atombomber i Grønland og en kæmpe fryser i Brøndby har alt sammen hjulpet videnskaben frem imod at forstå, hvordan klimaets historie hænger sammen, og hvad det er for balancer, mennesket er ved at rykke på
Bajere i Herlev, atombomber i Grønland og en kæmpe fryser i Brøndby har alt sammen hjulpet videnskaben frem imod at forstå, hvordan klimaets historie hænger sammen, og hvad det er for balancer, mennesket er ved at rykke på

Jesse Jacob

Moderne Tider
5. juni 2021

Et sted mellem en maskinfabrik, en emballageforhandler og Post Nords store pakkeafdeling ligger en flad, brun lagerbygning, der ligner noget, der lige så godt kunne ligge ved Odense eller Hedensted, men nu tilfældigvis findes i en erhvervspark i Brøndby. Udefra er det ikke til at gætte, at der bag en af køreportene befinder sig noget helt enestående, der ikke blot er en nationalskat, men faktisk en global én.

Inden for porten trækker professor Dorthe Dahl-Jensen termobukser på, stikker fødderne i et par kæmpestore støvler og lyner sin tykke blå jakke. Hun tager hue på og åbner en termodør.

Luften er tør og minus 30 grader i den kæmpemæssige fryser.

»Vi har ret meget is,« konstaterer Dorthe Dahl-Jensen.

Fra væg til væg står lige rækker af stålreoler, og på alle hylder står flamingokasser fyldt med is. Tonsvis af is, kilometervis af is boret ud af den grønlandske indlandsis eller fra Antarktis, efter den i årtusinder har ligget og holdt på en hel masse hemmeligheder om planeten.

Dorthe Dahl-Jensen trækker en termokasse ud og åbner låget. Indpakket i plastic ligger runde stænger af hvid is i ti centimeters tykkelse.

Is fra Cæsars tid

Kernerne i denne kasse stammer fra de øverste lag – måske 20 meter nede i iskappen – og derfor er isen stadig hvid og grynet, men borer man dybere ned, ændrer det sig. Hun trækker endnu en kasse ud og åbner låget. De dybere iskerner, der kan være hentet op fra flere kilometers dybde, er klare og gennemsigtige – og kigger man nærmere, opdager man, at de er fyldt med små luftbobler.

Den grønlandske is er en tidsmaskine, hvor man kan rejse langt over 100.000 år tilbage. Hver vinter daler ny sne ned oven på tidligere års snefald, der langsomt bliver presset sammen i lag på lag, der ligger som en kilometertyk islagkage over Grønlands grundfjeld. Jo dybere du borer ned i isen, jo ældre is kan du hente op, og det er smart. For indlejret i isen findes oplysninger om fortidens klima. Både i isens vandmolekyler og i de indefrosne luftbobler, hvor fortidens atmosfære er fanget.

Den slags viden er kommet i høj kurs de senere årtier. Klimaforandringer er rykket op på dagsordenen både videnskabeligt og politisk – for det står klart, at mennesket er i færd med at ændre klodens klima og kan forværre livet på kloden for utallige generationer fremover. For at forstå fremtidens potentielle klimaforandringer er man nødt til at gå tilbage og undersøge andre tidspunkter, hvor klodens klima forandrede sig eller bare var helt anderledes. Det er det, isen giver mulighed for.

Dorthe Dahl-Jensen husker sin første ekspedition i begyndelsen af 1980’erne, da hun stadig var studerende. Hvordan de borede endnu et stykke iskerne op, og hvordan en af hendes undervisere flyttede elektroder hen over den kolde overflade og kom til et mere strømførende stykke.

Det var spor fra et vulkanudbrud, sagde han og regnede tilbage i forhold til boredybden. De var nok tilbage omkring Cæsars tid, ja, det kunne godt være vulkanudbruddet, som begravede byen Pompeji. Det gav et sus i den unge studerende, og siden har hun ikke set sig tilbage. I dag er Dorthe Dahl-Jensen den ledende danske iskerneforsker.

Når det kommer til forskning i is og klima, er Danmark langt fremme internationalt – og historien bag forskningsområdet er i sig selv vild og dramatisk og involverer blandt andet en amerikansk drøm om at opstille hundredvis af atommissiler i hemmelige tunneler i Grønland. Men først forhistorien.

Klimaets langsomme rytme

Det har ikke altid stået klart, at klodens klima kan forandre sig voldsomt. Men i begyndelsen af 1900-tallet var geologerne efterhånden enige om, at landskaberne i lande som Danmark var blevet formet af, at enorme iskapper ad flere omgange havde strakt sig dybt ned over Amerika, Europa og Asien. Klimaet måtte altså gennem tiden have været meget anderledes. Hvorfor var dog svært at svare på.

Bevæbnet med papir, pen og Newtons mekaniske love satte en serbisk matematikprofessor sig i 1911 til at regne på en hypotese om, at det kunne skyldes Jordens bevægelser i forhold til Solen. Og et par årtier senere kunne Milutin Milankovic, som han hed, kigge op fra papiret og præsentere en temmelig cool teori.

For at forstå den skal man først zoome ud og for sit indre blik se Jorden i sin bane om Solen. En lille rund ært, som fiser rundt om Solens kæmpe kraftværk og modtager sin energi som stråler derfra. Da Jorden er rund, bliver energien ikke ligeligt fordelt, så der er varmest ved ækvator og koldest ved polerne. Oveni sørger Jordens hældning for, at sommeren ved polerne er lys og varm, og vinteren kold og mørk. Men det er ikke alt. Over årtusinder sker der nemlig små variationer, som ændrer på, hvor solenergien rammer. Her skal man forstå tre ting:

Den første er, at Jordens bane i løbet af 100.000 år ændrer sig fra at være cirkulær til at være en smule ellipseformet og tilbage igen. Man kan se det, som om at ærten skifter mellem at trille rundt på kanten af en tallerken til at trille langs kanten på et aflangt fad. Det ændrer på mængden af energi, der rammer jorden.

Den anden er, at Jordens hældning vipper en smule op og ned hen over 41.000 år.

Og den tredje er, at aksen slingrer lidt som en snurretop hen over cirka 22.000 år.

Der er altså tre cyklusser, som kører med forskelligt tempo, men har det til fælles, at de påvirker, hvor meget sollys der rammer forskellige egne af kloden på forskellige tidspunkter.

På grund af det opstod der perioder med mindre solindstråling, hvor isen voksede mere om vinteren, end den smeltede om sommeren, og derfor bredte sig over årene. Da isen tilmed reflekterede Solens stråler væk fra Jorden, blev processen selvforstærkende, så temperaturen faldt yderligere, isen voksede, og stille og roligt gled man ind i en istid.

At istiden overhovedet endte igen, skyldes så, at planeten en sjælden gang imellem stod så heldigt, at der strålede maksimalt meget sol ind på den nordlige del om sommeren, så isen smeltede hurtigere, end den blev dannet og trak sig tilbage.

Milankovics hypotese lød altså, at det globale klima blev styret af nogle langsomme og regelmæssige kosmiske processer. Den bette jordklodes små variationer i forhold til Solen førte til, at årtusindlange perioder med is og kulde blev afløst af kortere perioder med varme, hvorefter det startede forfra.

Ideen var fin nok, der var bare ét problem: Der fandtes ingen måder, hvorpå man kunne tjekke, om klimaet rent faktisk fulgte Milankovics cyklusser, så den endte pænt på hylden med de andre istidshypoteser – indtil nogen en dag fandt en måde at undersøge det på.

Øl, regn og en god idé

En verdenskrig senere var der ved at komme skub i geofysikken, og det er svært at komme på et mere dansk forsøg end det, geofysikeren Willi Dansgaard foretog hjemme i haven i Herlev i 1952. Her indgik to af nationens vigtigste komponenter: øl og regnvejr.

Den 30-årige Dansgaard havde tidligere arbejdet som geofysiker og som meteorolog, men det var aldrig rigtig lykkedes ham at komme igennem med sine ideer. Nu sad han og visnede som ansvarlig for et nyt apparat på Københavns Universitet, som ingen rigtig gad bruge. Apparatet var et såkaldt massespektrometer, der kunne veje atomer og dermed bestemme sammensætningen af forskellige stoffer. En ret imponerende maskine, som Willi Dansgaard altså havde rig mulighed for at bruge selv, hvis ellers han kunne få en god idé – og det fik han en lørdag i juni. Hans bedste nogensinde.

Som det hænder her til lands, begyndte det at regne kraftigt, og Willi Dansgaard stak en tragt i en ølflaske og begyndte at opsamle regnen. Men jævne mellemrum hældte han regnvandet over i en ny beholder, som han lukkede og skrev tidspunkt på. Regnen viste sig at indgå i et kæmpe frontsystem, så skyllene fortsatte gennem lørdagen og søndagen, og til sidst var også husets potter og vaser i brug som beholdere for vandprøverne. Hele dette muntre køkken tog Dansgaard med på arbejde om mandagen, for nu skulle regnen analyseres.

Som bekendt består vand af brint og ilt, men de enkelte atomer findes i flere varianter – såkaldte isotoper, som opstår, når der er ekstra neutroner i kernen. De fleste iltatomer er af typen ilt-16, mens en lille del er af typen ilt-18, som har to neutroner mere og altså er tungere.

Dansgaards hypotese var, at regnen fra frontens varme skyer måtte indeholde mere af den tunge ilt end regnen, som var dannet højere oppe i kulden, og det bekræftede prøverne. Det blev begyndelsen på flere års indsamling af vand fra hele verden, som endte med, at han påviste en sammenhæng mellem mængden af den tunge ilt i regnvandet og lufttemperaturen.

Jo koldere klimaet var, des mindre af den sjældne ilttype var der i regnvandet. Og det stod klart, at man med den viden kunne kortlægge fortidens klima, hvis altså blot man havde et kæmpe arkiv med gammelt nedbør – og sådan et arkiv kendte Dansgaard: Grønlands indlandsis.

Olsen-Banden møder James Bond

På de tykkeste steder er indlandsisen flere kilometer dyb, og at bore en iskerne ud i hele dybden ville være så bimlende besværligt og dyrt, at der var præcis nul procents chance for, at Danmark ville betale det.

Men ud af asken fra Anden Verdenskrig var der opstået en ny geopolitisk situation, hvor den muskuløse og ambitiøse nation USA havde fattet interesse for Grønland. Fra de arktiske egne var der belejligt korte missilbaner ind i Sovjet, hvis Den Kolde Krig mellem de to supermagter skulle blive varm en dag.

Det var en af ideerne bag det vilde og hemmelige Project Iceworm, som det amerikanske militærs tænketank havde udviklet. Kort fortalt var ideen at opstille en masse atomraketter i et 4.000 kilometer langt netværk af skjulte tunneler boret gennem indlandsisen. Det lød nærmest som noget fra en James Bond-film, men hvis det nogensinde skulle blive til andet end fiktion, måtte man først forstå isen. Derfor byggede amerikanerne i 1950’ernes sidste år en militær forskningsstation, som de gav navnet Camp Century.

Dorthe Dahl-Jensen stopper op ved en række af papkasser på den frosne hylde på lageret i Brøndby. Der står de samme ord på dem alle sammen skrevet med sort sprittusch. Camp Century.

Basen var som en lille by under isen, drevet af en atomreaktor. Her lavede amerikanerne forsøg med at grave jernbanetunneler til deres hemmelige raketprojekt, men det kom aldrig til at fungere. Derfor droppede de efter nogle år projektet, men nåede først at bore et meget dybt hul ned i isen. Som de første nogensinde nåede de i sommeren 1966 ned til grundfjeldet og stod nu med en 1.380 meter lang iskerne, som skulle analyseres.

Fra Danmark havde Willi Dansgaard længe fulgt med i arbejdet, og han havde i 1950’erne fået lov til at analysere dele af de første amerikanske iskerner – ligesom han havde fået lov til at tage prøver af en væg i Camp Century. Og selv om amerikanerne aldrig lod ham se boringen deroppe, vidste de godt, at Dansgaard og hans team var blandt verdens bedste, når det kom til at kortlægge fortidens klima gennem iltisotoperne i is.

Isen smelter, havet stiger

Dansgaard fik altså lov til at analysere den nye, lange iskerne, og kunne sammen med sine danske og amerikanske kolleger offentliggøre en spektakulær kurve over 120.000 års klimaforandringer tre år senere. Her så man, hvordan temperaturen trods en del mindre udsving havde været temmelig stabil de seneste knap 12.000 år. Denne varme tid var opstået relativt hurtigt i halen på måske 100.000 års istid, hvor der undervejs havde været flere bratte omslag i klimaet. Det var en banebrydende detaljeret temperaturkurve, som i det store hele passede med de resultater, der blev hentet op fra havet.

Det var nemlig ikke kun i isen, der blev boret. I dybhavet tog andre forskerhold borekerner fra havbundens mudderlag og analyserede på lagene her. Hvor isen indeholdt detaljerede oplysninger år for år, havde dybhavskernerne den fordel, at de gik millioner af år tilbage. En millimeter mudder dækkede måske over 1.000 års historie, og i disse oldgamle lag fandtes kalkskaller fra bittesmå alger. Da ilten i skallerne afspejlede sammensætningen af fortidens hav, kunne man bruge dem til at bestemme, om hvor meget af klodens vand der havde været frosset eller smeltet.

Gennem 1950’erne og 1960’erne havde analyser af dybhavskerner vist, at der havde været ganske mange lange perioder med is, afbrudt af mellemistider, der i sammenligning var ganske korte, hvilket tilsyneladende stemte overens med gode gamle Milankovics teori om, at variationer i solindstrålingen er årsagen til de store klimaforandringer.

Det var dog først i 1976, at den britiske geolog Nick Shackleton endeligt beviste det forhold, der i dag betragtes som evident: At Jordens små variationer i forhold til Solen følger nogle cykliske mønstre, som med regelmæssige mellemrum kaster kloden ud i istider og senere får isen til at trække sig tilbage. Dybhavskernerne fortalte, at rytmen de seneste 700.000 år har heddet istid i 80.-90.000 år afbrudt af 10.-15.000 års mellemistid, når solindstrålingen kortvarigt har været kraftig nok til at bekæmpe isen.

Det er i den sammenhæng, vi skal se vores eget liv. Vi mennesker har opbygget vores civilisation i en mellemistid, der hidtil har varet knap 12.000 år. På et tidspunkt var der spekulation om, hvorvidt vi er på vej ind i en ny istid, men Milankovic-cyklerne fortæller, at hver fjerde mellemistid er ekstra lang, og sådan en er vi i nu, så ro på.

Til gengæld har menneskeheden skubbet til de naturlige klimasvingninger ved at udlede store mængder drivhusgas, som får temperaturen til at stige – og det er her, at iskerneforskningen kan komme os til hjælp og gøre os klogere. For eksempel ved man herfra, at klimaet i seneste mellemistid faktisk var to grader varmere end nu – og to grader er jo netop det, verdens lande i Parisaftalen har aftalt at stoppe temperaturstigningen ved. Lykkes det, vil der stadig være is i Grønland i fremtiden – blot 25 procent mindre, kan man aflæse i kernerne.

Dorthe Dahl-Jensen har lynet jakken op og sat sig ved et bord uden for fryserummet i Brøndby. Der er sket en del, siden hun som studerende var på sin første ekspedition, hvor hun passede de natlige boringer sammen med Willi Dansgaard. Fra at have været et temmelig eksotisk og nichepræget forskningsfelt er iskerneforskningen ligesom klimaforandringerne blevet et varmt emne. For tiden arbejder forskerne med at forstå, hvordan afsmeltningen af isen egentlig fungerer.

Men hvorfor, spørger vi, skal man bekymre sig om et par graders menneskeskabt temperaturstigning, når kloden helt naturligt var lige så varm i sidste mellemistid?

»Det behøver man heller ikke,« svarer Dorthe Dahl-Jensen.

»Medmindre man har noget imod, at havet stiger seks til ni meter.«

Hvad der i dag får temperaturen til at stige, fortæller vi om i næste uge, hvor vi tegner et portræt af tidens nok mest omtalte molekyle, CO2.

Kilder: Dorthe Dahl-Jensen, professor i glaciologi, KU; Kurt H. Kjær, professor i geologi, KU; Marit-Solveig-Seidenkrantz, professor, Institut for Geoscience, Aarhus Universitet. Bøger: ’The Discovery of Global Warming’ af Spencer Weart, ’Camp Century’ af Henry Nielsen og Kristian Hvidtfeldt Nielsen, ’Frozen Annals’ af Willi Dansgaard. Artikler: ’Portræt af Willi Dansgaard’ af Marie Dyekjær Eriksen, Niels Bohr Institutet, KU

Serie

Vi fortæller naturvidenskaben forfra

Naturvidenskaben er en nøgle til at forstå vor tids største udfordringer, fra corona- til klimakrisen, og dens historie er fyldt med fortællinger om usandsynlige gennembrud, vilde fejlskud og store erkendelser.

I denne serie ser vi året igennem på verden med videnskabens øjne for at forstå naturens komplicerede sammenhænge, og hvordan de former vores liv.

Hele serien findes også som oplæste artikler – du kan høre dem ved at klikke på afspilleren inde i selve artiklen.

Serien er støttet af Carlsbergfondet.

Seneste artikler

Følg disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritisk, seriøs og troværdig.
Få ubegrænset adgang med et digitalt abonnement.
Prøv en måned gratis.

Prøv nu

Er du abonnent? Log ind her

Jesper Simonsen

Rigtig god serier. Nyder alle afsnit.

Karen Wessel Fyhn, Steffen Gliese, Eva Schwanenflügel, Torben Jensen, Christian Mondrup, Jesper Eskelund og jens rasmussen anbefalede denne kommentar
Eva Schwanenflügel

Savner blot hvad der gik forud for de 700.000 års istid.

Ved at analysere iskernerne kunne vi observere temperatur og CO2 gennem de sidste istider og mellemistider. Disse data viste helt klart en indiskutabel kausalitet mellem temperatur og CO2. Små tusind år efter mellemistid start steg CO2 indholdet i atmosfæren, og på trods af den lokalt maksimale CO2 faldt temperaturen brat ved næste istid start, hvorefter CO2 langsomt faldt tilbage til sit næste lokale minimum.

Vores nuværende helt store udfordring er at vi politisk har besluttet en omvendt kausalitet mellem CO2 og temperatur. På trods af de videnskabelige data har vi besluttet at CO2 er Hesten og temperaturen Vognen, og det bliver en kostbar bommert.

Daniel Joelsen

700.000 år gammel iskerne, 12.000 år med menneskets erobring af verden og 50 år med politisk styring af forskning. Således når man frem til at plantning af træer og vindmøller får Danmark i grøn.

Samtidigt gør medier naturvidenskab til en militærøvelse. Spurvehøge der sammenlignes med f16, snigskytter og andre krigsrædsler (TV2) eller her et Herkules fly, som har lige så meget med iskerneforskning at gøre som et par varme jbs underbukser.