Forna tiders växthusklimatavslöjas i fossila bladrester
Fossila växtdelar kan vittna om växthuseffekten i gångna tider. Man mäter hur tätt det är mellan klyvöppningar på bladfossil. Metoden har utvecklats i England och används nu för första gången i Sverige. En kvartärgeolog från Lunds universitet har tack vare bottensediment från en liten fjällsjö nära Abisko kunnat följa variationerna i luftens koldioxidhalt under de senaste 9000 åren.
Genom klyvöppningarna på bladen tar växten upp koldioxid till fotosyntesen. Om koldioxidhalten i atmosfären är hög är antalet klyvöppningar litet. Om koldioxidhalten är låg uppvisar bladen hos samma art fler klyvöppningar. Det har man även kunnat visa i laboratorieexperiment. T o m samma planta svarar med ett förändrat antal klyvöppningar när den utvecklar nya blad i en förändrad atmosfär.
Mats Rundgren, forskarassistent i kvartärgeologi vid Lunds universitet, arbetar med den nya metoden för att kartlägga vad som har hänt med atmosfären under holocen, dvs epoken från den senaste istiden fram till vår tid – en period på ca 11 500 år.
– Vi har redan data om koldioxidhalten från de senaste fyra istiderna med mellanliggande värmeperioder, en tidrymd på 420 000 år, säger Mats Rundgren. I de iskärnor man har borrat upp i Grönland och på Antarktis finner man nämligen på olika djup luftbubblor som kan analyseras. Det visar sig att koldioxidhalten varierar mellan 180 – 280 ppmv (delar per miljon och volymsenhet) under denna tid. Nu befinner vi oss mitt i en värmeperiod men koldioxidhalten är högre än vid andra värmeperioder, nämligen 370 ppmv och fortsätter den att stiga lika brant är den 700 ppmv år 2100.
– Poängen med att komplettera sådana mätningar med analys av bladfossil är att den senare metoden i vissa avseenden är känsligare. Det kan ta flera hundra år för en luftbubbla att bli innesluten i isen och luftens sammansättning blir ett medelvärde av situationen under dessa sekel. Ett fossil med klyvöppningar ger en ögonblicksbild av koldioxidhalten under förutsättning att vi kan datera fossilet med hög säkerhet. Man kan alltså upptäcka även mycket kortvariga fluktuationer i koldioxidnivån.
Förutsättningen för sådana undersökningar är att man hittar många fossil av samma art, en art som också finns i dag så att man får fram jämförande värden. Mats Rundgren har undersökt lämningar av dvärgvide (Salix herbacea) som växer uppe på fjällvidderna. I en fjällsjö har han i bottensedimenten funnit bladfossil varav de äldsta är 9 000 år gamla. Av studien framgår att koldioxidhalten inte varit konstant under tiden före industrialiseringen. Under de senaste 5 000 år har den stadigt ökat med en tillfällig sänkning för knappt 1 000 år sedan. Denna sänkning kan vara relaterad till den s k Lilla Istiden, när klimatet var ovanligt kallt.
En bild av utvecklingen under den allra senaste tiden får man genom att undersöka herbarier. De äldsta herbarierna är mer än 200 år gamla och samlingarna speglar mycket väl den snabba ökningen av koldioxidhalten.
Men metoden kan också tillämpas för undersökningar av förhållandena miljontals år bakåt i tiden. En amerikansk forskare har undersökt de atmosfäriska förhållandena under 300 miljoner år genom att använda gingkoträdets blad. Man kan bl a se en topp i koldioxidhalten under den period när dinosaurierna dominerade jorden. För 65 miljoner år sedan när dinosaurierna dog ut faller koldioxidhalten dramatiskt.
En ännu opublicerad studie av Mats Rundgren utförd i ett område på Grönland som inlandsisen inte dragit fram över är baserad på dvärgvide och sträcker sig 130.000 år bakåt i tiden.
Ingen vet med säkerhet vad de naturliga variationerna i koldioxidhalten beror på. Men den del av förklaringen står troligen att finna i förändringar av utbytet av gaser mellan hav och atmosfär.
Ytterligare information fås av Mats Rundgren, tel 046-222 78 56 eller 046-13 74 43 (bostaden). e-post: Mats.Rundgren@geol.lu.se
