Vad är Geovetenskap. Vetenskapen om planeten jorden. Martin Jakobsson. Professor i maringeologi och geofysik. Institutionen för geologiska vetenskaper

Transkript

1 Vad är Geovetenskap Vetenskapen om planeten jorden Martin Jakobsson Professor i maringeologi och geofysik Institutionen för geologiska vetenskaper Bolincentret för klimatforskning

2 Geovetenskap Vetenskapen om planeten jorden Geovetenskap behandlar processer som verkar på planeten jorden, de beståndsdelar som den är uppbyggd av, och hur den har utvecklats över tid. Big bang 13.8 billion years ago NASA: Blue Marble

3 Engelska: Earth Science or Geoscience All-embracing term for the sciences related to the planet Earth. It is also known as geoscience, the geosciences or the Earth sciences, and is arguably a special case in planetary science, the Earth being the only known life-bearing planet. /Wikipedia

4 Geovetenskap innehåller delämnen som geologi, naturgeografi, geofysik, geokemi, paleontologi, klimatologi, meteorologi, hydrologi, oceanografi, glaciologi och biogeografi Naturhistoriska riksmuseet Inst. för miljövetenskap och analytisk kemi Utbildning Kandidatexamen Masterutbildning Forskarutbildning Inst. för geologiska vetenskaper Inst. för naturgeografi Meteorologiska institutionen Bolincentret för klimatforskning Geovetenskap vid Stockholms universitet

5

6 ANTROPOSFÄREN

7 Sverige saknar geovetenskap som ämne i grundskolan Varför behövs det? Kunskap om planeten jorden Vi bör känna till hur vår planet är uppbyggd och vad den består av Hur fungerar jordens magnetfält? Kunskap om klimatets variation på olika tidskalor Vad ligger bakom långtida klimatvariationer? Vad är väder och vad är klimat? Förståelse om mekanismer bakom naturkatastrofer Hur och varför uppstår jordbävningar Varför får vi tsunamis? Kunskap om var våra naturresurser Vad består de av? Hur kom de till? Vilka är förnybara?

8 Bergarter Havsis Glaciärer Kusterosion Klimat Vulkanism Väder

9 Sveriges geologiska utveckling borde utgöra en del av kunskapsbasen man får med sig från grundskolan

10 Geovetenskap i samhället Geovetenskap har ett stort värde i samhället, inte minst som kunskapsbas för användandet av naturresurser samt inom förebyggande och hantering av naturolyckor, miljöfrågor och global uppvärmning. Naturresurser Klimat och miljö Foto: LKAB Foto: Martin Jakobsson

11 Foto: Andrew Schmidt/PublicDoamainPictures.net

12

13

14 Varför började jag med geovetenskap? Foto: Martin Jakobsson

15 1. Surfing Hur fungerar havets cirkulationssystem? Hur genereras vågorna? Hur påverkar bottentopografin vågorna längs kusterna? Foto: Svenerik Jakobsson / Namn Namn, Institution eller liknande

16 2. En inblick in polartrakterna via konst och fiske Svenerik Jakobsson, Antarktis 1989 mot förintelse Etsning av Svenerik Jakobsson

17 SWERUS-C3, ett brett geovetenskapligt program Case study

18 The Swedish-Russian-US-Arctic Ocean Investigation of Climate-Cryosphere- Carbon Interactions

19 SWERUS svenska organisation Örjan Gustafsson, SU Martin Jakobsson, SU Lead PI/ Chief Scientist Leg 1 Lead PI/Chief Scientist Leg 2 PI Jan Backman, SU PI Patrick Crill, SU PI Michael Tjernström, SU PI Christoph Humborg, SU PI Volker Brüchert, SU PI Leif Anderson, GU PI Göran Björk, GU

20 C3 = Carbon-Cryosphere-Climate HAVSIS, PERMAFROST, KOLETS KRETSLOPP, GASHYDRATER I BOTTENSEDIMENT, FRIGÖRELSE AV METAN, GLACIATIONSHISTORIA, HAVSCIRKULATION, MOLNBILDNING

21

22 Barrow, Alaska 20 aug, rotation Wrangels ö Oden i Barrow, Alaska Nysibiriska öarna SWERUS 2014 Tromsö-Barrow-Tromsö på 90 dagar Havsisutbredning, 23 sept. Oden i Tromsö, Norge Grönland 5 juli, start 3 okt, end Tromsö, Norge

23 SWERUS forskare/20 besättning, 14 nationer Leg 1 (Photo Brett Thornton) Leg 2 (Björn Eriksson)

24 Hur söker vi svaren på våra forskningsfrågor? i. Hur mycket metan avges från bottensediment och ii. iii. iv. permafrost? Geofysisk kartering av bottensediment, geokemiska mätningar av metan i vatten och sediment, elektromagnetisk mätning för kartering av permafrost, akustiska mätningar för att detektera metanbubblor i vattnet Har Arktiska oceanen haft havsisfria somrar under de senaste årtusenden? Analys av bottensedimentkärnor, studier av rester från organismer som kräver öppet hav respektive havsis Hur påverkas havsisen av havscirkulationen och inflöde av flodvatten? Oceanografisk (fysisk och kemisk) kartering av vattenmassor Hur stora shelfisar har funnits i Arktiska oceanen under tidigare glaciationsmaxima? Geofysiska bottenkartering för glacial landformer på havsbotten, geologisk provtagning

25 Våra verktyg

26 31/03/2015 / Name name, Institution or similar Sedimentprovtagare

27 IB Oden Oden multibeam multibeam EM 122, 12 khz, 1 x1 IB Oden penetrerande ekolod SBP 120, 2-7 khz, 3 x3 EM 122, 12 khz, 1 x m 3-4 x vattendjupet Finansierat av: Knut and Alice Wallenberg Stiftelse Vetenskapsrådet Sjöfartsverket

28 Sensorer

29

30 Havsisen!

31 Bakgrund Data och grafer från National Snow and Ice Data Center

32

33 Havsisen i Arktis Foton: Martin Jakobsson

34 Mätserie tillbaka till 1979 Hur unikt är detta sett ur ett längre tidsperspektiv? Data och grafer från National Snow and Ice Data Center

35 Sea ice decline versus rise in atmospheric CO 2 measured at Barrow, Alaska Sea ice source: National Snow and Ice Data Center Johannessen, O.M., Decreasing Arctic Sea Ice Mirrors Increasing CO2 on Decadal Time Scale. Atmospheric and Ocean Science Letters 1, But a sea ice free ocean can also take up CO 2 r 0.95 Jutterström, S., Anderson, L.G., Uptake of CO2 by the Arctic Ocean in a changing climate. Marine Chemistry 122, How about CO 2 variations on geologic time scales?

36 Havsisens historia Proxies-numerical models år Tid

37 Arctic Ocean break down of summer sea ice during early-mid Holocene? Similar as today, but for a different reason Modeling Paleo-proxies Jakobsson et al., QSR, 2010 Stranne, Jakobsson, Björk, QSR, 2014

38

39 Isfrysning, 21 sept Isfrysning, 24 sept Mörker, 27 sept Mot Tromsö, 3 okt

40 26 Sept, 2014

41

42 Istidscykler Images: Martin Jakobsson Database sources: ETOPO2, Blue Marble and QUEEN ice reconstructions

43 A former ice sheet in the Arctic Ocean Mercer, J.H., Palaeo Palaeo Palaeo, 1970 Kara Sea Barents Sea Svalbard John Hainsworth Mercer ( ) Mercer pointed out two critical similarities between Arctic Ocean and the former sea now occupied by the West Antarctic Ice Sheet: 1. Both areas lies within the Polar circle 2. Both areas are largely land-locked if prolonged refrigeration changed a pack ice covered West Antarctic, first into a shelf icecovered sea and later into a marine ice sheet with associated ice shelves, there seem no reason why the same not have happened in the Arctic Ocean..

44 Photo: Martin Jakobsson Place: Amundsen Sea, West Antarctica

45 MRU5+ rörelsesensor Markus Karasti EM2040, khz Arne Lif

46 EM2040 image Systerfartyg: Rospiggen M/S Marjaana byggdes för Underås Sandtag AB Fartygets namn var först Underås Sandtag II och det fraktade sant till betong Underås Sandtag II såldes 1965 och döptes om till M/S Marjaana M/S Marjaana sjönk i södra Mälaren1969 efter att ha kolliderat med hård is veckan före Påsk Alla klarade sig ombord utom skeppshunden

47 C3 = Carbon-Cryosphere-Climate HAVSIS, PERMAFROST, KOLETS KRETSLOPP, GASHYDRATER I BOTTENSEDIMENT, FRIGÖRELSE AV METAN, GLACIATIONSHISTORIA, HAVSCIRKULATION, MOLNBILDNING

48