De tre översta kurvorna i bilden ovan (från Wikipedia) visar de kurvor för koldioxidhalt, temperatur och metanhalt som man bestämt enligt iskärnor från Vostok. Kurvornas form är anmärkningsvärt lika. Varför är det så? Är det så att jordens temperatur påverkar koldioxidhalt och metanhalt i luften så att kurvorna blir så lika? Eller påverkar koldioxidhalt och metanhalt i stället temperaturen så att likheten uppstår på detta sätt? Eller kan det vara så att likheten i kurvorna inte har med klimatet att göra utan är en följd av isens egenskaper?
I den artikel i Nature av Petit et al. (1999) där resultaten från Vostoks iskärnor enligt bilden ovan presenterades kommenteras likheten mellan kurvorna så här:
Den totala korrelationen mellan våra CO2 och CH4 resultat samt Antarktiska isotoptemperaturer, är anmärkningsvärd (r2 = 0,71 och 0,73 för CO2 och CH4, respektive). Denna höga korrelation indikerar att CO2 och CH4 kan ha bidragit till de glaciala-interglaciala förändringarna över hela denna period genom att förstärka inverkan av ändringarna i jordens bana runt solen tillsammans med ändringar i albedo, och eventuellt andra ändringar.
En svaghet med denna förklaring är att den inte svarar på varför koldioxid- och metankurvan är så lika. Dessa kurvor skulle alltså av en slump blivit så lika medan temperaturkurvan däremot ärvt dessa kurvors form genom att de är växthusgaser som påverkar temperaturen.
Resonemangen om detta problem utvecklades sedan i efterföljande vetenskapliga studier som diskuteras av Jouzel (2013). Han tar upp den även i bloggvärlden mycket omdiskuterade frågan om hönan och ägget, vad som är orsak och vad som är verkan.
I själva verket finns det en svårighet i att bestämma exakt tajming mellan växthusgas- och klimatförändringar på grund av den osäkerhet som är förknippad med skillnaden mellan gasens ålder, som uppskattas från en matematisk modell för hur isen och dess gasbubblor bildas från firn (Barnola et al., 1991), och isens ålder; vid platser med låg ackumulering av snö såsom Vostok kan denna osäkerhet vara högre än 1000 år (Petit et al., 1999). Utifrån detta synsätt pekade två studier på att Antarktis uppvärmning låg före i tiden jämfört med CO2- ökningen under de senaste tre istidsavslutningarna (Fischer et al., 1999; Monnin et al., 2001).
Uppvärmningen kom enligt dessa studier många hundra år före det att koldioxidhalten började stiga. Men, skriver Jouzel (2013), en alldeles färsk studie publicerad i Science (Parrenin et al., 2013) utmanar dessa resultat med en ny metod som i stället visar på att det inte finns någon tidsförskjutning mellan uppvärmningens början och att koldioxidhalten börjar stiga.
Den fråga som framförallt diskuteras i dessa sammanhang är hur uppvärmningen hänger ihop med ändrade växthusgashalter vid övergångarna mellan istider och mellanistider (glacialer och interglacialer) och hur man därur kan förklara likheten mellan de tre kurvorna. Men någon diskussion om att likheten i stället skulle kunna bero på fysikaliska processer i isen, som alltså inte avspeglar klimatsystemet i sig, har jag inte sett, men jag gör här en egen sådan. Jag har ett förslag, utan några pretentioner på att det kan vara riktigt om det granskas närmare, om att likheten kan förklaras av att det i samband med förslutningen av gasbubblorna i isen sker en förlust av gas genom diffusion. Faktiskt verkar detta stödas av observationer enligt flera artiklar från den klimatvetenskapliga litteraturen.
Bakgrund om klimatstudier med hjälp av iskärnor
Artikeln om iskärnor i engelska Wikipedia ger en inblick i hur iskärnorna produceras, transporteras och analyseras. Detta är fråga om en vetenskaplig verksamhet som måste vara välorganiserad och kräver stora resurser. Det krävs en genomtänkt infrastruktur i Arktis och Antarktis (inte minst personlig skyddsutrustning när temperaturen kan falla till -80 C som vid Vostok), en avancerad logistik för att hantera och transportera iskärnorna så att de inte förstörs genom smältning och välutrustade laboratorier med de modernaste instrumenten för analysen av isen. För den som vill fördjupa sig i iskärneforskningens historia och resultat har det nyligen kommit en mycket initierad artikel (citerad även ovan) av Jouzel (2013), A brief history of ice core science over the last 50 yr.
Ett viktigt och imponerande resultat från iskärneforskningen, som förefaller stå på en mycket solid grund, är hur jordens klimat de senaste 800000 åren har växlat mellan istider och mellanistider. Detta har möjliggjorts genom att man från hur isotopsammansättningen av isens vattenmolekyler har varierat kunnat uppskatta hur temperaturen varierat i Antarktis. Se följande diagram från Jouzel (2013).
Nederbörden, i Antarktis snö, har en lägre halt av de tunga väte- och syreisotoperna D och 18O än vad havsvattnet, som är nederbördens ursprung, har (i havsvattnet finns det en del vattenmolekyler som innehåller en atom deuterium i stället för väte, HDO i stället för H2O, och en del vattenmolekyler som innehåller 18O i stället för den vanliga syreisotopen 16O). Det visar sig att isotophalten i nederbörden beror på temperaturen när snön har bildats och därmed rådande temperatur i Antarktis med omnejd, se det infällda diagrammet ovan som visar deuteriumhaltens variation med temperaturen.
Man kan genom kemiska analyser (till exempel genom masspektrometri) bestämma hur dessa isotophalter har varierat i isen under tidens lopp. Därur kan man sedan genom sambandet mellan isotophalt och temperatur beräkna hur temperaturen varierat. Diagrammet ovan visar exempel både på isotophalternas variation och den beräknade temperaturens variation och det är mycket tydligt hur istiderna kommit och gått.
Lägg märke till att temperaturbestämningen i isen görs från själva vattenmolekylerna som isen består av. Temperaturkurvan är därför inte beroende på gasbubblorna i isen medan de koldioxid- och metanhalter man bestämmer däremot härrör från luft som fångats upp i gasbubblor som bildats när firnen övergått till is. Denna skillnad är viktig för den fortsatta diskussionen där jag föreslår att koldioxid- och metankurvan påverkas av processer vid förslutningen av gasbubblorna medan dessa processer inte kan påverka temperaturkurvan. Däremot kan temperaturen påverka bubbelförslutningsprocesserna och detta är enligt min föreslagna hypotes orsaken till att koldioxid- och metankurvorna ärver temperaturkurvans form.
Förslutning av gasbubblor och tänkbara diffusionsförluster
Antarktis is, liksom glaciärisar, bildas av snö som inte smälter men som överlagras med ny snö år efter år. Vartefter snön överlagras av mer och mer snö ovanför pressas den ihop alltmer och blir allt mindre porös, men först när den är på ett stort djup, i Antarktis är detta omkring hundra meter, har hoppressningen gått så långt att snön har bildat solid is med endast slutna bubblor med inkapslad luft. Den alltmer hoppressade snö som finns ovanför isen kallas för firn och denna är till största delen fortfarande mycket porös med porer som står i direkt kontakt med atmosfären. Det är därför luften i firnen motsvarar en annan ålder än den is som bildas vid firnens botten där porerna försluts till bubblor.
I firnens botten är trycket i firnen och isen som bildas stort, flera gånger atmosfärstrycket, på grund av tyngden av de cirka hundra meter firn som finns ovanför. Men trycket i firnens mot atmosfären öppna porer är atmosfärstryck. Det är denna tryckskillnad som gör att i gränszonen där firn övergår i is så blir isen plastisk så att öppna porer snörs av och slutna bubblor bildas. Genom att isen är plastisk komprimeras bubblan och får ett tryck många gånger större än atmosfärtrycket. Följande figur skall illustrera hur man kan tänka sig att en öppen por gradvis bildar förslutna bubblor genom en sådan process.
Vid A ser vi den nedre delen av en öppen por där en avsnörning börjar synas som ännu har en stor öppning som inte begränsar flödet. Bubblan C har däremot en trång avsnörning B mot poren A som gör starkt motstånd mot flödet så att trycket i bubblan växer. Bubblan E i sin tur är redan försluten men endast med en mycket tunn vägg D mot bubblan C. Uppenbarligen pressas luft som finns i porer och bubblor ut ur dessa när de komprimeras. Luft från bubblan C pyser ut som ur en ballong som man blåst upp men innan man hunnit försluta den ordentligt.
Men den viktiga poängen med mitt förslag, min hypotes, är att gaserna inte pyser ut på vanligt sätt utan att vi har så trånga kanaler i avsnörningen B att utpysningen endast kan ske genom speciella diffusionsprocesser. Likaså sker det enligt hypotesen en utpysning från bubblan E genom den tunna väggen D och då är det främst koldioxid som pyser ut.
Flera olika diffusionsprocesser kan leda till att koldioxid och metan lämnar en bubbla snabbare än syre och kväve vid bubblans avsnörning från poren eller en annan bubbla. I den sista fasen innan avsnörningen blir öppningen mellan den blivande slutna bubblan C och och den öppna poren A mycket trång så att gasmolekylerna inte längre kan passera genom vanlig volymströmning. I stället för genom vanlig volymströmning passerar gasmolekylerna ut ur bubblan på grund av så kallad Knudsendiffusion som fungerar så att molekyler med lägre molekylvikt passerar snabbare. Då kommer metanmolekyler att diffundera ut mycket snabbare än luftmolekylerna och denna process leder till en utarmning av metan i luften som blir kvar i bubblan.
Koldioxiden har däremot en högre molekylvikt än syre- och kvävemolekyler men utarmas genom ett par andra processer. Förutom genom Knudsendiffusionen sker diffusion genom den trånga öppningen genom ytdiffusion, dvs. molekyler som har adsorberats av den trånga öppningens väggyta diffunderar längs denna yta. Denna diffusion bör gynnas för molekyler som passar bra ihop med vattenmolekylerna som utgör denna yta och detta gäller speciellt för koldioxidmolekyler. Koldioxidens långsammare Knudsendiffusion jämfört med luftmolekylerna uppvägs förmodligen mer än väl av deras förmodligen betydligt snabbare ytdiffusion. Koldioxiden kan förmodligen också diffundera inne i själva isen under ytan på samma sätt som diskuteras för den tunna väggen D nedan.
Koldioxidens utarmning kan fortsätta även efter det att bubblan har avsnörts, som bubblan E. Alldeles efter avsnörningen skiljs bubblan E från den bubbla C som den avsnörts från med endast en tunn struktur D av vattenmolekyler. Bubblan E har nu ett mycket högre tryck än den öppna poren som har atmosfärstryck och bubblan C som har ett tryck däremellan. Den tunna skiljeväggen av vattenmolekyler liknar i detta stadium mer vätskeformigt vatten än is och koldioxiden löser sig förmodligen däri nästan som i vatten. Därför kan koldioxiden lätt diffundera genom skiljeväggen mycket snabbt jämfört med luftmolekylerna i bubblan på grund av att koldioxid är så mycket lösligare i vatten.
Dessa diffusionsprocesser leder sammantaget enligt hypotesen till att de avsnörda bubblorna blir utarmade på koldioxid och metan jämfört med kväve och syre. Om hypotesen stämmer är de uppmätta halterna av koldioxid och metan låga, de utgör en undre gräns för vilka halter som ursprungligen fanns i den luft som inneslutits i bubblorna.
Temperaturens inverkan på bubbelförslutningen
Diskussionen om bubbelförslutningen har ännu inte förklarat varför koldioxid- och metankurvan ärver temperaturkurvans form. Men de processer som sker vid bubbelförslutningen påverkas av temperaturen. Faktum är att diffusionshastigheter ökar av temperaturen men oftast är beroendet av temperaturen inte så starkt. Men en egenskap hos isen som kan förväntas vara starkt beroende av temperaturen är dess plasticitet som är av stor betydelse för de rörelser som leder till avsnörning och förslutning av gasbubblor.
Vid högre temperatur i isen finns därför anledning att förmoda att avsnörningen av bubblorna sker i en snabbare takt än vid lägre temperatur. Detta beror på att isens plastiska egenskaper under trycket av firnen ovanför kan förmodas påverkas så att den är mer plastisk vid högre temperatur. Detta medför enligt hypotesen att avsnörningen av bubblor tar längre tid vid lägre temperatur vilket medför att utarmningen av koldioxid och metan i bubblan hinner gå längre vid lägre temperatur än vid högre. Denna förlängning av tiden för avsnörning och förslutning antas ha större effekt än den motverkande effekten av snabbare diffusion vid högre temperatur.
Detta gör att bubblor som bildades i isen vid lägre temperatur innehåller lägre halter koldioxid och metan än bubblor som bildades i isen vid högre temperatur. Vi får en effekt som gör att temperaturkurvans form kan ärvas av de två växthusgaskurvorna utan att detta har något att göra med orsaker i själva klimatsystemet. Att koldioxid- och metankurvorna blir så lika temperaturkurvan tyder i så fall på att andra effekter, de som är verkliga ändringar i luftens sammansättning på grund av klimatprocesser, i det stora hela är mindre framträdande. Dessa effekter visar sig då som mindre framträdande avvikelser från en kurva som helt efterliknar temperaturkurvan. Men som jag påpekat ovan innebär hypotesen också att de uppmätta värdena på koldioxid- och metanhalt, förutom den artificiella variationen orsakad av temperaturens inverkan på förslutningsprocesserna, också blir systematiskt låga.
Några observationer som stöder hypotesen
Den ovannämnda artikeln i Science av Parrenin et al., (2013) visar enligt vad jag kan se att höjden på zonen där bubbelförslutning sker har samma vidd vid låg och hög temperatur medan ackumulationen av is är bara omkring hälften så stor vid låg temperatur. Om detta stämmer så stöder det att bubbelförslutningsprocesserna går mycket saktare vid låg temperatur.
Tecken på att diffusionsmekanismer kan ändra sammansättningen i samband med bubbelförslutning på liknande sätt som enligt hypotesen har observerats i ett par studier. Observationerna avsåg olika isotoper av ädelgaser samt syre och kväve. Några observationer av detta slag som rör just metan och koldioxid verkar dock inte finnas.
Jämförelse mellan koldioxidhalter mätta vid olika borrplatser i Antarktis tyder på att gashalterna tenderar att bli högre där den årliga snötillgången är större. Större snötillgång betyder en snabbare bubbelförslutning så detta stöder hypotesen.
Vid en studie mätte man förhållandet mellan kolisotopen 13C och den vanliga isotopen 12C i bubblornas koldioxid. Högre koldioxidhalt innebar lägre förhållande 13C/12C och vice versa. Detta kan förklaras av att koldioxidhalten varierade på grund diffusionsförluster enligt hypotesen. 13C diffunderar saktare än 12C så att 13C enligt hypotesen anrikas vid låg koldioxidhalt som beror på större koldioxidförlust genom diffusion, vilket stämmer med observationerna.
En något mer detaljerad diskussion av dessa stödjande observationer ges i en bifogad pdf-fil, Stödjande observationer.
Avslutning
Som jag skrev redan i början så är min hypotes och mina förklaringar mycket spekulativa och några mer djupgående litteraturstudier och än mindre verkliga forskningsinsatser för att testa dem vidare avser jag inte att göra. Jag utgår ifrån att om det finns någon sanning i detta så kommer detta fram bland områdets forskare på ett eller annat sätt i framtiden.
Hur uppmätta värden av växthusgaser i iskärnor kan tolkas anser jag fortfarande är en öppen fråga där den vetenskapliga diskussionen går vidare i forskarvärlden. Som vi sett har det nyligen kommit nya rön som motsäger tidigare tolkningar på centrala punkter, nämligen om temperaturens och gashalternas variationer ligger i fas eller inte.
Men tidigare tolkningar har inte diskuterat hur isens egenskaper skulle kunna leda till variationer i de uppmätta gashalterna som inte har med klimatets variationer att göra. Det är detta som fått mig att fundera och resultatet av mina resonemang tyckte jag var tillräckligt intressant för att dela med mig av dem här på bloggen.
Bifogad fil
Referenser
Jouzel J. (2013). A brief history of ice core science over the last 50 yr. Clim. Past, 9, 2525–2547.
Parrenin, F., Masson-Delmotte, V., Kohler, P., Raynaud, D., Paillard, D., Schwander, J., Barbante, C., Landais, A., Wegner, A., and Jouzel, J. (2013). Synchronous change of atmospheric CO2 and Antarctic temperature during the last deglacial warming, Science, 339, 1060–1063. pdf
Petit, J. R., Jouzel, J., Raynaud, D., Barkov, N. I., Barnola, J. M., Basile, I., Bender, M., Chappellaz, J., Davis, J., Delaygue, G., Delmotte, M., Kotyakov, V. M., Legrand, M., Lipenkov, V. Y., Lorius, C., Pépin, L., Ritz, C., Saltzman, E., and Stievenard, M. (1999). Climate and atmospheric history of the past 420 000 years from the Vostok ice core, Antarctica, Nature, 399, 429–436. pdf
Tack Pehr, det var intressant att läsa även för en amatör. Men det slår mig, hur hade den här diskussionen sett ut om kurvorna inte hade följt varandra?
Vad är det för ålder i övergången mellan firn och is?
Hur får man ut gasen ur isen utan att tina och vad händer med gasen när den kommer i kontakt med issmältan?
Intressant!
Jag gillar den typen av modellerande, och jag kan föreställa mig att det visst finns mekanismer vid bubbelförseglingen som låter olika gaser ’migrera’ olika. Man kan vända på frågeställningen: varför skulle gaserna påverkas *lika*??
När det mesta här i världen vid närmare betraktande är specialfall.
Det finns mer att fundera på. En ren spekulation som jag inte sett på annat håll (här kan säkert någon bättre upplyst kommentator bidra):
Långt därnere i jordens inre finns omväxlande trögflytande och fasta delar som blir allt varmare ju längre mot jordens medelpunkt man kommer. Om den tektonik vi kan observera beror på rörelser i dessa innandömen är det väl inte långsökt att anta att dessa rörelser också innebär energiflöden? Och i så fall skulle ett fluktuerande flöde också innebära ett fluktuerande värmebidrag till jordytan.
Intressant som vanligt!
Finns det nån vaken exprimentlysten kemist här?
Det är väl bara att trycka ihop en kolonn snö och mäta CO2 och metan?
Man behöver väl inte tidsfaktorn?
Sen är väl periodiciteten intressantare än absoluta nivåerna?
OT: Miljövännerna är lite besvikna över utfallet av CO2 handeln! De vill se mer pengar i systemet!
EU har en plan som följs men det kostar för lite att plocka bort CO2 tydligen och utsläppsrätterna blir för billiga. Jubel från miljövännerna-knappast de är mer pengaintresserade!
(SVD papper idag)
#3 Lasse
”Miljövännerna är lite besvikna över utfallet av CO2 handeln! ” Jag är miljövän och emot CO2 handeln.
Vad ska man kalla sig som miljövän utan att blandas ihop med klimatalarmister? Traditionell miljövän? Miljövän-klimathot? Miljörealist? Måste finnas ett bra uttryck, sätta bra ord på saker innebär utveckling.
Det är en ära att kunna läsa ”Pehr rewiev” artiklar.
Murry Salby observarar samma kritiska inställning till hur iskärnorna avläses och tolkas. Du för ett fullständigt logiskt resonemang och att saker och ting övertolkats och förenklats ligger i ”klimatvetenskapens” natur numera.
För mig så har det sedan länge varit uppenbart tydligt att det är temperaturen som styrt de historiska atmosfärsgasernas koncentrationer. Vad finns det för annan faktor som styr dem på samma sätt annat än temperaturen? Att växthusgaserna ALDRIG skenat trots alla sina klimathistoriska tillfällen bevisar tydligt att de utgör svansen på hunden och inget annat.
Har alltid haft svårt att tro på dessa kurvor. Hur skulle något kunna vara ”inneslutet och oförändrat” i hundratusentals år i ett material som ”flyter”?
Jaworowski et al. påpekade ju massor av andra komplikationer – och blev på kuppen parias i AGW-kretsar. Några av komplikationerna (förutom ren diffusion) var exempelvis att såväl koldioxid och metan (och vid ännu högre tryck syre och kväve) bildar hydrater (precis samma typ av föreningar som finns på havsbotten) i is. Då finns inte ens några bubblor – de ”återbildas” när borrkärnorna tas upp. Annat är biologisk aktivitet i isen.
Sen har vi denna ”100-årsskala” för konsolidering av en ”bubbla” – den infördes för att ”förklara” ett tidsgap i ”Siple dome”-studien där isdata jämfördes med atmosfäriska http://en.wikipedia.org/wiki/Ice_core
Och för bara 20 år sedan svängde alla dessa kurvor vilt – exempelvis långt över 1000 ppm CO2
Jag tror mest på att man på senare år lyckats hitta en mätprocedur man är ”nöjd med” – den ger reproducerbara data – om de sen är rätt eller inte (återspeglar forna atmosfäriska halter) är en annan fråga.
Som bonus har man fått en relativt jämn kurva 600000 år tillbaka i tiden – givetvis på en lägre nivå än dagens.
Då blir man ännu nöjdare.
#4 Helge
Lasse borde kanske ha använt ordet miljövän-stern, eller nåt liknande, istället… Syftandes då på de som vill konstruera ett globalt styrsystem under slagord som klimatsolidaritet, klimatskatter och CO2-styre.
Iskärnor som Proxy för bestämning av temperatur och gasinnehåll verkar ge mycket vaga resultat. Vid borrning utvecklas värme och hur påverkar denna värme gasinnehållet i borrkärnan? Här ges möjligheter för innesluten gas att diffundera ut, alltså att läcka ut. Sedan kan man fråga sig hur de olika isotoperna bildas vilket inte framgår. En annan tanke som slår mig, är om möjligtvis inte en del CO2 förskjuts mot ekvatorområdet, under bildandet av landisarna? Är verkligen atmosfärens innehålla av växthusgaserna homogent fördelade runt klotet? Men otvivelaktigt är varierad solenergi (TSI) den faktor som bestämmer både isläggning och smältning. Solforskarna vet nu att TSI bestäms av solens magnetiska aktivitet och att UV/EUV är den del av det spektrala innehållet som mest varierar.
Det är ju välkänt att ökad temperatur på vattnet minskar vattnets förmåga att kvarhålla koldioxid. Koldioxiden övergår alltså till atmosfären. Och Ole Humlum har forskat på det här vilket redovisats inte minst i KU. https://www.klimatupplysningen.se/2012/11/04/humlum-ger-svar-pa-tal/
Dessutom är det väl självklart att vara miljövän. Det är ju i miljön vi lever. Därför är det trist att miljöorganisationerna kidnappats av miljöovänner vars verksamhet går ut på att skada miljön. Exempelsvis så ska kärnkraftsverken bort. Och vindkraften ska byggas ut och vanställa naturen. Dessutom ska miljarders miljarder satsas i, som det visar sig, fullständigt meningslösa verksamheter. I vart fall kan vi inte avläsa någon enda nytta. Dessutom ljuger man för att försöka kamouflera att satsningarna varit verkningslösa.
Bekämpa miljövännerna.
OT Just nu vetenskapsradion som redogör problem när de försökte få ihop IPCCs korta dokument.
5 timmar ägnades åt att besvara den fråga jag ställde panelen igår 😉
Frågan gällde den globala uppvärmningen och hur stor del som redan inträffat. De flyttade referenslinjen och fick 0,6 grader som svar. Från 1880 talet(industrialismens begynnelse-som angav delta T till 0,8 grader) till 1986?? (Med delta T till 0,6 grader)
Tja vad säger man om detta?
http://www.woodfortrees.org/plot/hadcrut4gl/from:1800/plot/hadcrut4gl/from:1986/trend/plot/hadcrut4gl/from:1880/trend
Helge #4
Människovän kanske?
Eller Utvecklingsvän
Eller kanske koppla på Ayn Rand. Rationalist
#10 tillägg.
Om IPCC hade varit lite mer observant och flexibelt så hade de redan 1910-1940 kunnat få den trend de fick 1986-2014
http://www.woodfortrees.org/plot/hadcrut4gl/from:1800/plot/hadcrut4gl/from:1986/trend/plot/hadcrut4gl/from:1880/trend/plot/hadcrut4gl/from:1910/to:1940/trend
#4 Miljövänner är organiserade i NGOs som kidnappats- i dagens fall var det IVL(Lars Zetterberg) och Fores(Daniel Engström Stenson) samt VTI/KTH (Svante Mandel)
SVDinlägget ”EUs räddningsplan-för lite och för sent” Behandlar överskott i utsläppsrätter- så det borde kunna heta ”Vi är före och borde kunna bromsa”
En liten kommentar som svar på frågor om hur borrkärnor påverkas efter att de tagits upp. Det jag vill påpeka är att om det finns ett utbyte mellan vår atmosfär och borrkärnan så skulle koldioxidhalten öka i borrkärnan. De uppmäter ju en lägre halt än vad vi har idag, så att eventuell diffusion ”idag” skulle ge mer koldioxid i lufthålen.
Och som vanligt gör du ett fint arbete Pehr!
Lasse #3 ”Finns det nån vaken exprimentlysten kemist här?”
Första steget är som alltid att göra en ordentlig litteratursökning för att veta vad som redan gjorts på området. Det är lätt att tro att man kommit på något nytt som i själva verket studerats för decennier sedan. Det sprids många myter om brister i dessa iskärnedata.
Det finns några som har ”vaknat” även ibland politiker!
”Sveriges industri kräver pålitliga och relativt billiga leveranser av elektricitet. Folkpartiet har länge argumenterat för en energipolitik som bygger på sund ekonomi och minimal klimatpåverkan. Vi ställer oss positiva till fortsatta satsningar på förnyelsebar och småskalig energi.
Folkpartiets uppfattning är dock att vi inte i Borås ska investera mer i en energiform som inte är ekonomiskt och socialt hållbar, och som inte ger någon positiv miljöpåverkan. Vi säger nej till vindkraften. ”
http://www.bt.se/debatt/slutsnurrat-for-vindkraften%284229382%29.gm
Visst är mätmetoderna intressanta, men det mest naturliga måste väl vara att koldioxidhalten och isens smältning följs åt i princip samtidigt och att något annat styr temperaturväxlingarna. Alla andra förklaringar är ju rätt krystade för att passa diverse nya teorier…
Tack för vänliga och intressanta kommentarer. Jag tar upp några intressanta synpunkter i det följande.
Lasse #3,
Jag tycker sådana experiment vore väldigt intressanta och borde kunna genomföras i ett speciallaboratorium där man arbetar under låg temperatur. Men jag tror att det blir en stor svårighet eftersom tidsskalan som gäller för dessa processer i naturen är väldigt långsam. Det bör gå att efterlikna det som sker i naturen i laboratorieapparatur men varje experiment kommer antagligen att kräva många år om inte decennier.
Det finns en i mitt tycke utmärkt översiktsartikel av Jane Blackford som tar upp hur snön övergår till is genom så kallad trycksintring i glaciärer och inlandsisar:
Blackford, J. R., (2007). Sintering and microstructure of ice: a review. J. Phys. D, 40, R355-R385.
http://iopscience.iop.org/0022-3727/40/21/R02
pdf: http://www.cnrm-game-meteo.fr/IMG/pdf/blackford_2007_sintering.pdf
I denna artikel finns en i sammanhanget mycket intressant bild, figure 12. Där har man studerat en snittyta genom Vostoks iskärna i mikroskop med polariserat ljus så att porerna framträder. Det är särskilt intressant att titta på 12c från 97,8 m djupt och 12d från 120 m (iskornen är ungefär 1 mm så figuren visar alltså ungefär 1 x 1 cm).
I figur 12c ser vi förmodligen en blandning av öppna porer och slutna bubblor. De öppna porerna har atmosfärstryck medan de slutna porerna genom kompression har ett övertryck på flera atmosfärer. Övertrycket i de slutna bubblorna gör att gaserna i dessa vill diffundera ut i de öppna porerna där koncentrationen av gaserna är mycket lägre (koncentrationen av en gas är ju proportionell mot trycket). Diffusionen sker från högre till lägre gaskoncentration. Diffusionen sker antagligen särskilt lätt i korngränserna och vi ser att alla porer i bilden är förbundna med varandra genom korngränser.
I figur 12d har vi förmodligen redan is med slutna bubblor, inga öppna porer med atmosfärstryck längre. Övergången mellan firn och is har avslutats. Men bubblorna är fortfarande förbundna genom korngränser med fortsatt risk för diffusion mellan bubblor, speciellt på längre tidsskalor.
Vad är då tidsskalan? Varför tror jag att det behövs så lång tid för eventuella experiment i laboratoriet? Man kan få en uppfattning om detta av skillnaden i djup mellan figur 12c och 12d som är 22,2 m. Årsnederbörden i Vostok är 2,6 mm i smält form (Vostok har ett extremt isökenklimat). Av detta kan vi räkna ut att skillnande 22,2 m i djup motsvarar en åldersskillnad på isen av omkring 7000 år.
Processerna i isen måste därför fortskrida utomordentligt sakta. De porer figur 12c där en är öppen med atmosfärtryck och en bredvid är en sluten bubbla med högt tryck kommer förmodligen att vara kvar i denna placering i decennier eller till och med sekel. Tiden för att diffusion skall ske fr¨ån bubblan till den öppna poren blir väldigt lång så även om diffusionshastigheten är mycket liten så hinner ändå mycket diffundera eftersom tiden är så lång. Lika långa tider behövs då även i laboratoriet för att man skall se effekterna.
Det verkar för övrigt inte finnas mer än en handfull studier i litteraturen om vad som sker med porerna när firn övergår i is i samband med de aktuella problemen i fråga om iskärnorna. Se sidan R372 i Jane Blackfords artikel.
OT en hjärnt vättad vegan vaknar upp!
Rotting teeth, bone wasting…some excerpts:
…”‘I couldn’t work out what was going on,’ says Holly, who lives in Totnes, Devon. ‘We all ate exceptionally healthily, with plenty of vegetables, nuts and seeds.’”
…”I was assured by the people who devised the diet that we would get all the protein we needed from nuts and seeds, and we also took a daily supplement to replace the nutrients found in animal foods.”
…’But then I started noticing that something wasn’t right. … Bertie and Lizzie’s muscles seemed weak and they had problems seeing at night. … I couldn’t understand why this well-fed child was behaving like this. I was so brainwashed that the fact our bodies were craving dairy products had passed me by.’
…”Her parents, ‘well-known figures in Glasgow’s vegan community’, had unwittingly starved her of necessary nutrients found in fish and meat, causing her to develop the bone-wasting disease usually associated with 19th century slums.”
– See more at: http://notrickszone.com/#sthash.qte1j43D.dpuf
Att koldioxidhalten följer (havs)temperaturen är ju knappast förvånande eftersom det finns 55 gånger mer koldioxid i havet än i luften och att koldioxidens lösningsförmåga är temperaturberoende. Metanproduktionen på Jorden sker ju väsentligen genom biologiska processer, så att den är större under mellanistider (och interstadialer) är ingalunda förvånande.
Personligen tror jag nog att mätningarna av koldioxidhalterna i isen är i stora drag riktiga, men att koldioxid- och metankurvorna är kraftigt utjämnade, både p g a att det förekommer en viss konvektion i snön innan gasbubblorna sluts och en viss diffusion i isen. I de djupare lagren rör det sig om medelvärden över många tusen år – något att komma ihåg när det sägs att dagens koldioxidhalt är den högsta på X tusen år.
Andra mätmetoder (klyvöppningsindex) ger betydligt ”fladdrigare” och i allmänhet måttligt högre värden än iskärnemätningar. Dessutom så är faktiskt koldioxidhalten faktiskt signifikant lägre (typ 10-20 ppm) över den antarktiska inlandsisen än världen i övrigt i nutiden. Varför tror jag ingen vet. Effekten märks även över Grönland men är mindre där.
När det gäller metanvärdena så är jag mera tveksam eftersom metan inte är särskilt stabilt mot oxidation. Visserligen är temperaturen i isen låg, men samtidigt finns det förvånansvärt stora mängder väteperoxid i glaciäris och det är ju en mycket stark oxidant.
Parrenin et al 2013 tror jag man kan bortse från. Den är ett av flera försök att förklara bort att temperaturen stiger innan koldioxidhalten med hjälp av diverse statistiska manipulationer av åldern på olika iskärnor. Eftersläpningen är dock uppenbar om man studerar resultaten i en och samma iskärna – d18O förändras alltid en bit under den punkt där koldioxidhalten går upp. Därmed blir allt mickel med dateringar meningslöst eftersom osäkerheter i dateringen inte spelar någon roll inom en och samma iskärna.
Dessutom är eftersläpningen mycket större (flera tusen år) i inledningen av en istid då temperaturen sjunker långt innan koldioxidhalten går ned (syns för blotta ögat i diagrammet ovan).
Kommentar borttagen
tty #20
Tack för att du reder ut begreppen!
Nu känns det som att jag står på fast is igen. 😉
Personligen är jag undrande till om de verkligen vet hur gamla borrkärnorna är och hur mycket av föregången tid som verkligen ligger kvar i islagren, eftersom det tydligen tar århundraden innan det blir is av snön så bör det vara svårt att jämföra med nutiden.
OT.
Vi har fått ett par nya reglerbara ångventiler till våran torkprocess vilka man kan ställa in en temp på, så nu kollar alla på på vår produkts torrhalt och om den är hög eller låg så skall alla justera ångtempen !
Men de glömmer bort att det faktiskt fortfarande finns andra parameter som måste ställas och hålla redas på !
Totalt 6 stycken i torkprocessen förutan ångventilerna.
Folk stirrar sig blinda i bland, våra nya ångventiler sparar ånga, men man får inte glömma bort alla andra parameter i systemet !!
Vi justerade alltid torrhalten på de olika 6 parameterna tidigare innan de nya tempstyrda ångventilerna.
Vad vill jag säga med det !?
Nya leksaker !!
Men slutprodukten blir inte bättre om man stirrar sig blind på ett processvärde och alla andra processvärden går till sina max/min-värden, förr eller senare ger det en rejäl dipp/spik i labbvärdena.
Vad vill jag säga med det.
Tja, har man man inte koll på hela processen och alla parameter så kommer det förr eller senare dippar eller spikar i processen.
Ni kan tolkat det hur som helst, men har man inte koll på en process så kommer den alltid överraska på nått sätt.
tty #20,
”När det gäller metanvärdena så är jag mera tveksam eftersom metan inte är särskilt stabilt mot oxidation. Visserligen är temperaturen i isen låg, men samtidigt finns det förvånansvärt stora mängder väteperoxid i glaciäris och det är ju en mycket stark oxidant.”
Intressant, men detta bör ju också tala emot att metankurvan och koldioxidkurvan skall ha likadan form. Jag menar också att detta att processerna som sker i naturen är så pass olika för koldioxid och metan talar emot att kurvorna skulle få samma form. De direkt uppmätta kurvorna har faktiskt helt olika form (metan har mätts de sista trettio åren tror jag det är, och för koldioxid är det ju Keelingkurvan) även om man kan invända att det är väldigt kort tid jämfört med kurvorna från iskärnorna.
Parrenin (2013) verkar på mig vara en innovativ studie. Medan man tidigare har använt matematiska modeller för att få fram åldern för isen där firnen slutar och isen börjar så har Parrenin med flera använt en fiffig mätmetod som bygger på mätning av isotophalter, närmare bestämt kväve med den stabila isotopen 15N i stället för den normala isotopen 14N. På grund av gravitationen anrikas 15N med djupet i firnen där porerna är öppna. I isen där bubblorna är slutna sker däremot ingen sådan anrikning av denna isotop. Därur kan man bestämma på vilket djup den zon befinner sig där porerna avsnörs och blir slutna bubblor. Se figur 2 i artikeln (länk ovan i blogginlägget) som också visar att den matematiska modellen ger helt andra resultat än det man får från de uppmätta isotophalterna.
Jag diskuterar Parrenin med fleras artikel i pdf-filen ”Stödjande observationer ” (länk ovan i blogginlägget).
Pehr B,
Lite senkommet, men ett stort tack för detta intressanta inlägg!
#19 Slabadang
Vegetarianerna var något sena på bollen men nu är dom igång på Antropocene. Refrängen är ”jag mår i alla fall bra” v.s.b..
Påminner lätt om skämtteckningen där fårskocken hånar fåret Hubert för hans favoritkonspirationsteori som hävdar att fårägaren och fårhunden samarbetar! 🙂