Klimatet på jorden är inte oföränderligt. I över 2,5 miljoner år har det globala klimatet pendlat mellan märkligt utdragna istider och korta interglaciala perioder. Vi befinner oss för övrigt nu i en interglacial period. Till och med inom ögonlängden av den moderna mänsklighetens ynkliga existens har klimatet fluktuerat våldsamt. Den senaste klimatförändringen var den så kallade lilla istiden under medeltiden, och människor dog i massor av kyla och svält. Men det var ingen istid; det var en klimatförändring som möjligen orsakades av vulkanism.
På toppen av den riktiga istiden – kallad den sista istiden, för cirka 20 000 år sedan – täckte istäcken stora delar av norra halvklotet. Vi vet också att början på glaciärernas tillbakadragande skiljde sig åt från plats till plats; det verkar som om Sibiriens is började dra sig tillbaka för cirka 17 500 år sedan, men den extrema kylan höll i sig i tusentals år längre i Västeuropa.
Men om vi tar det sista istidsmaximumet som en fast punkt, hur kallt var det då? Nu har en grupp under ledning av University of Arizona fått svar på frågan, som vetenskapen har varit förbryllad av under hela denna tid. För ungefär 20 000 år sedan, när den senaste istiden var som störst och tjockpälsade megafjuren vandrade i de snöiga länderna, var den globala medeltemperaturen 6 grader Celsius kallare än nu, uppskattar gruppen under ledning av docent Jessica E. Tierney vid University of Arizona i Tucson i en rapport i Nature på onsdagen.
Notera att det är det globala genomsnittet – vissa ställen var mycket kallare och vissa var skönt och ljuvligt varma under den senaste istiden. Till skillnad från de gåtfulla seriella snöbollsjordarna (eller slushball Earths, som vissa insisterar på) för hundratals miljoner år sedan är det inte så att hela planeten var inkapslad i is under de senaste istiderna. Om så hade varit fallet skulle vi ha dött ut. Under den senaste var ungefär hälften av Nordamerika, Europa och Sydamerika täckta av is och delar av Asien.
”I Nordamerika och Europa var de nordligaste delarna täckta av is och extremt kalla”, sade Tierney – men uppe i Arktis var nedkylningen mycket intensivare: ungefär 14 grader Celsius (25 grader Fahrenheit) kallare än nu. Apropå ”nu” så är uppvärmningen i Arktis minst dubbelt så snabb som i resten av världen. Temperaturen i norra Sibirien har vissa dagar i sommar överträffat temperaturen i Tel Aviv.
Slutsatsen: den globala medeltemperaturen för 20 000 år sedan var ungefär 8 grader Celsius (46 grader Fahrenheit), jämfört med 14 grader Celsius i dag, uppskattar teamet.
Om du rycker på axlarna åt en skillnad på sex grader, tänk då på att den globala uppvärmningen från början av den industriella perioden är i genomsnitt cirka 1 grad Celsius. Och se vad som har hänt: vädret världen över har blivit galet, stormarna är våldsammare och mer oförutsägbara, och i flera regioner – bland annat i delar av Mellanöstern – är värmeindex (kombinerad värme och luftfuktighet) redan på väg att bli oöverkomligt. Ja, det är i små områden och inte för länge, men området kommer att utvidgas och varaktigheterna kommer att förlängas – och luftkonditioneringsapparater är inte en del av människans villkor.
- Grönlandsisen har passerat tipping point
- Asteroidstorm för 800 miljoner år sedan kan ha orsakat snöbollsjorden
- Klimatförändringar i korthet: Det regnar, det öser, Alaskas permafrost smälter
Dustbowl Earth
Under istiden var planeten inte bara kallare i betydande grad. Atmosfären var 20 till 25 gånger dammigare än idag. Dammet i luften påverkade förresten också de globala temperaturerna och måste tas med i beräkningen – i slutändan för att uppskatta vilken roll växthusgaser som koldioxid och metan hade för klimatförändringarna.
I en revolutionerande artikel som publicerades i Geoscience 2016 diskuterades moduleringen och rytmen av istider och mellanistider under slutet av pleistocen, eftersom standardteorin om jordens långsiktiga cykler, såsom Milankovitch-precessionsteorin (periodiska förändringar i jordens vinkel i förhållande till solen), inte kan förklara varför istiderna varade så länge.
Isåldrarna förlängdes på grund av ett återkopplingssystem som involverar koldioxid, damm och albedo – reflektionen av solstrålning från planetens yta. Under istiderna reflekterade de nordliga istäcken kraftigt solens strålar, vilket sänkte de globala temperaturerna och även koldioxidkoncentrationerna i atmosfären.
Under det senaste istidsmaximum låg koldioxidhalten i atmosfären på cirka 180 ppm (delar per miljon). Under årtusendena ökade koncentrationen i luften och haven på nytt och nådde så småningom ett kritiskt tröskelvärde på cirka 200 ppm, vilket fångade upp solstrålningen.
Under tiden var havsnivåerna låga eftersom isen låste in vattnet, vilket tillsammans med det minskade växtlivet resulterade i erosion på land.
Och på så sätt fylldes himlen med stoft som teoretiskt sett skulle kunna blockera solljuset på samma sätt som vulkanisk aska gör – men det landade också på de stora istäcken. En smutsig glaciär absorberar mer strålning och reflekterar mindre. I slutändan skulle dessa fenomen i kombination med jordens cykler leda till massiv issmältning och där är du, i en annan interglacial.
När koldioxiden fördubblas
De atmosfäriska koldioxidnivåerna under den senaste istiden var cirka 180 ppm, vilket är mycket lågt. Före den industriella revolutionen låg koldioxidnivån på 280 ppm.
Var är vi nu? Vår CO2-halt ligger på en oanad nivå på mer än 415 ppm och vår luft är smutsig. De sista resterna av den stora istiden smälter snabbt – Grönlands istäcke har förklarats förlorat för alltid – och vi absorberar solstrålning som aldrig förr.
Tierney och hans forskargrupp påpekar att det inte fanns några termometrar under istiden, så de utvecklade modeller för att översätta data som samlats in från planktonfossil i havet till havsytans temperatur. De kombinerade sedan fossildata med klimatmodellsimuleringar av den senaste istiden med hjälp av dataassimilering, vilket görs i väderprognoser. Vi vet alla att väderprognoser är en tvivelaktig sak, men det är inom loppet av timmar och dagar. Detta är mycket mer omfattande.
Så: Tierney och hans team beräknar att för varje fördubbling av kol i atmosfären kommer den globala medeltemperaturen att öka med 3,4 grader Celsius (6,1 grader Fahrenheit) – ungefär i mitten av det intervall som förutses av den senaste generationens klimatmodeller (1,8 till 5,6 grader Celsius). Var kommer detta att slå hårdast? Arktis.
”Klimatmodellerna förutspår att de höga latituderna kommer att bli varmare snabbare än de låga latituderna”, säger Tierney: framtida klimatprognoser ser ut att leda till ett mycket varmt Arktis, tvärtom mot vad som händer där under istider.
Hur sannolikt är det att vi kan stoppa den globala uppvärmningen innan ännu fler delar av världen blir outhärdligt varma, även under korta perioder? ”I Parisavtalet ville man hålla den globala uppvärmningen på högst 1,5 grader Celsius jämfört med förindustriella nivåer, men med koldioxidnivåerna som ökar på det sätt de gör skulle det vara extremt svårt att undvika en uppvärmning på mer än 2 grader Celsius”, varnar Tierney. Vi vet att planeten reagerar våldsamt på ökningar av koldioxid, men vi ökar fortfarande koldioxidutsläppen varje minut av varje dag. Coronavirusstopparna var ett snilleblixt, inte en trendförändring.
Hennes grupps nästa mål? Att uppskatta hur varm jorden blev under mellanglacialerna och hur den reagerade på extrem koldioxid. Det vet vi faktiskt inte ännu.