Snowball Earth-hypotesen. Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

Relevanta dokument
Snowball Earth-hypotesen. Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

Snowball Earth-hypotesen. Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

Jordbävningar. Bild: CNN

Jordbävningar. Bild: CNN

Jordbävningar. Bild: CNN

Snowball Earth-hypotesen. Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

Snowball Earth-hypotesen. Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

Kapitel 9. Jordens klimathistoria

Snowball Earth-hypotesen. Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

INSTITUTIONEN FÖR GEOVETENSKAPER

Växthuseffekten och klimatförändringar

Att förstå klimatsystemet (AR4 SPM: D. Understanding the Climate System and its Recent Changes)

Inlandsisar och värmeperioder vad styr jordens föränderliga klimat?

Rapport om Solenergikurs Sol 20 Sida 1 av 6. Kurs innehåll SOL 20

INSTITUTIONEN FÖR GEOVETENSKAPER

Möjligheter och utmaningar i användandet av klimatscenariodata

VÄXTHUSEFFEKT OCH GLOBAL UPPVÄRMNING DEN GLOBALA UPPVÄRMNINGEN - NÅGOT SOM BERÖR ALLA MÄNNISKOR PÅ JORDEN

Kommunicera klimatförändring och klimatanpassning i undervisningen


Simulering av möjliga klimatförändringar

Påverkan, anpassning och sårbarhet IPCC:s sammanställning Sten Bergström

Kursen är en valbar kurs på avancerad nivå för en naturvetenskaplig masterexamen i geologi.

Klimatförändringar Omställning Sigtuna/SNF Sigtuna Svante Bodin. Sustainable Climate Policies

Storskalig cirkulation (Hur vindar blåser över Jorden)

Ett undervisningsmaterial för grundskolans högstadium och för gymnasiet, producerat av Åke Johansson, Naturhistoriska riksmuseet, i samarbete med

Vad hände egentligen när den senaste

LIVETS UPPKOMST? Livets uppkomst? Livets uppkomst? P r e k a m b r i u m. Hur? Var? Hur? Var?

Atmosfär. Ekosystem. Extremväder. Fossil energi. Fotosyntes

Bakgrundsupplysningar for ppt1

Klimatscenarier för Sverige beräkningar från SMHI

GEKA01, Geobiosfären - en introduktion, 15 högskolepoäng The Geobiosphere - An Introduktion, 15 credits Grundnivå / First Cycle

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Kol och klimat. David Bastviken Tema Vatten, Linköpings universitet

Kursplanen är fastställd av Naturvetenskapliga fakultetens utbildningsnämnd att gälla från och med , höstterminen 2017.

Fysik C & D Projekt i klimatfysik

Den globala vattencykeln i ett varmare klimat Vad kan detta innebära för Sverige?

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Bolincentrets klimatfestival!

Växthuseffekten ger extremt väder i Göteborg Dina val gör skillnad

Geologins Dags tipsrunda 2014 för barn och andra nyfikna Mer om geologi finns på

Hav möter Land I ett förändrat klimat, men var? Erik Engström Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut

RCP, CMIP5 och CORDEX. Den nya generationen klimatscenarier

Vad händer med jordens klimat?

Ett undervisningsmaterial för grundskolans högstadium och för gymnasiet, producerat av Åke Johansson, Naturhistoriska riksmuseet, i samarbete med

Förra föreläsningen Introduktion - Principer

FÖR DE NATURVETENSKAPLIGA ÄMNENA BIOLOGI LÄRAN OM LIVET FYSIK DEN MATERIELLA VÄRLDENS VETENSKAP KEMI

FAKTABLAD I5. Varför blir det istider?

Framtidsklimat i Hallands län

Klimatet i framtiden Våtare Västsverige?

Månd 2 juni: Vi anländer till Skottland Tisd 3 juni: Islay med Laphroaig, Lagavulin, Ardbeg och Bruichladdich

CARIN NILSSON. Klimatförändringar i Västerbottens län Klimatunderlag och data från SMHI

Erik Engström. Global uppvärmning och framtidens klimat i Lomma

Klimatscenarier och klimatprognoser. Torben Königk, Rossby Centre/ SMHI

Miljöinspiratörsträff Skövde 10 april Koldioxid! Kan man räkna ut golfanläggningens påverkan på klimatet? Magnus Enell

om det inte införs nya styrmedel förutspås utsläppen av växthusgaser öka med ytterligare procent till 2030.

Om växthuseffekten och koldioxiden ett försök att bringa klarhet i de många missuppfattningarna

Ingenjörsmässig Analys. Klimatförändringarna. Ellie Cijvat Inst. för Elektro- och Informationsteknik

David Hirdman. Senaste nytt om klimatet

Energi- och miljöfysik, FAFA15, 9 hp.

Norra Ishavet och spåren av människans klimatpåverkan

Klimatförändringar och jordbruk i Norden i ett historiskt perspektiv

Långvarig torka kontra extrem nederbörd

Frågor och svar. om polarforskning

Vad händer med väder och klimat i Sverige?

Geografi. Grundläggande fenomen inom fysisk geografi Undervisning i klass nio. 14KL5 Fredagen den 15 april

Evaluation GEOA72. Den enda invändning jag har är att det var väldigt många diagram som var svåra att följa i efterhand när man skulle repetera hemma.

Naturkunskap 1a1 4-13

Isens uppbyggnad och känslighet

Erik Engström. Klimatförändring i undervisningen

Klimatvariationer. Vad vet vi om gångna klimat?

Modellering av vattenflöde och näringsämnen i ett skogsområde med hjälp av modellen S HYPE.

Klimatförändringen inverkan idag och i framtiden

KLIMAT. Klimat är inte väder Klimat är väder på lång sikt

Om klimatbluffen, eller en obekväm sanning

2. Järnoxid, vätgas och förångad saltsyra.

Några höjdpunkter från IPCCs femte utvärdering Lars Bärring, forskare, SMHI IPCC kontaktpunkt

Jordbruk är väl naturligt? Elin Röös. Enkla råd är svåra att ge. Källa: Naturvårdsverket, 2008, Konsum8onens klimatpåverkan

Begäran om komplettering av ansökan om slutförvaring av använt kärnbränsle och kärnavfall Klimat

Klimat, vad är det egentligen?

LEKTIONENS MÅL: Centralt innehåll geografi: Jordens klimat och vegetationszoner samt på vilka sätt klimatet påverkar människans levnadsvillkor.

Den svenska klimatdebatten har blivit överpolitiserad och vetenskapen riskerar att hamna i off-side

Vad vet vi om klimatfrågan? Sten Bergström

Solaktivitet och klimat under de senaste åren när började den mänskliga växthuseffekten ta över?

Skotska smaker i vackra miljöer Islay - Inveraray - Edinburgh

MOLN OCH GLOBAL UPPVÄRMNING

Miljöfysik. Föreläsning 2. Växthuseffekten Ozonhålet Värmekraftverk Verkningsgrad

Koldioxid Vattenånga Metan Dikväveoxid (lustgas) Ozon Freoner. Växthusgaser

Klimatförändringar genom jordens historia

Marin försurning ett nytt hot mot Östersjöns och Västerhavets ekosystem. Anders Omstedt och BONUS/Baltic-C gruppen

Våren kommer tidigt i Andalusien

Patrick Eriksson Rymd- och geovetenskap Chalmers tekniska högskola. Vad väger ismoln?

Erik Engström. Klimatförändring i undervisningen

Kursplan. Kursens benämning: Militärteknik, Metod och självständigt arbete. Engelsk benämning: Military-Technology, Methods and Thesis

Havsytan och CO 2 -utbytet

Två klimatmodeller, motsatta slutsatser

Vilken hjälp kan du få av oss vid längre förseningar, inställda flyg och överbokade flygningar?

Klimateffekter på vegetation och återkopplingar till klimatet

Vad innebär klimatförändringarna för riskbilden i kommuner och landsting?

Regeringsuppdrag till SMHI (I:6, M2011/2166/Kl); Uppdatering av den vetenskapliga grunden för klimatarbetet En översyn av

Klimathistoria. Skillnad dagens klimat/istid, globalt 6ºC Temperatur, koldioxid, och metan har varierat likartat. idag Senaste istiden

Transkript:

Snowball Earth-hypotesen Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

Dina lärare

Om kursen Orienteringskursen Snowball Earth-hypotesen handlar om ett flertal världsomfattande - s.k. snowball - glaciationer som antas ha skett för 600-750 miljoner år sedan (Neoproterozoikum). Som kursdeltagare kommer du få lära dig om de geologiska processer som styr Jordens klimat samt orsakerna bakom extrema klimathändelser och du kommer att få ta del av ett ämne med pågående vetenskapsdebatt samt aktuell forskning. Kurslitteratur är Earth s climate: past and future av Ruddiman och ett flertal vetenskapliga artiklar. Geology of Islay av Webster, Anderson och Skelton rekommenderas som extra läsningsmaterial för exkursionsdelen.

Kunskapskontroll Ditt betyg baseras på: En skriftlig tentamen (80%) En exkursionsrapport (20%) Vi använder en 7-gradig betygskala (A-F): Godkänt: A: 90%; B: 80%; C: 70%; D: 60%; E: 50% Ej godkänt: Fx: 40%; F: <40%

Ditt schema 16/1. Geologin bakom klimatsystemet Alasdair Skelton 23/1. Extrema klimathändelser i Jordens historia (växthus och ishus) Helen Coxall 30/1. Den pågående istiden Sarah Greenwood 6/2. Snowball Earth-hypotesen Alasdair Skelton 13/2. Arktiska oceanen finns det analogier för Snowball Earth-hypotesen under de senaste årmiljonerna? Martin Jakobsson 20/2. Sedimentologiska bevis för och emot hypotesen Alasdair Skelton 6/3. Geokemiska bevis för och emot hypotesen Alasdair Skelton 13/3. Bevis för och emot hypotesen från Islay och Garvellachöarna Alasdair Skelton 20/3. Livets utveckling och Snowball Earth-hypotesen Otto Hermelin 24-26/3. Exkursion till Islay, Skottland 3/4. Kan en Snowball Earth händer igen? Alasdair Skelton 10/4. Tentamen (Omtentamen 28/5)

Exkursion till Islay, Skottland 24-26/3-2019

Exkursion till Islay, Skottland Exkursionen är fysisk krävande exkursion med vandringar på 15-20 km (alt. 4-6 km) i ojämn terräng. Bilder från Cotswold Outdoors och Hostelling Scotland

Anmälan Du anmälar dig på plats genom att fylla i och lämna in blanketten som du får på föreläsning. Du får endast anmäla dig själv. Du lämnar in anmälningsblanketten idag eller vid nästa föreläsningen (23/1). Du får en bekräftelse att du har fått en plats på exkursion senast 24/1. Du ordnar din resa till och från Islay efter att du har fått denna bekräftelse. Du infomerar Alasdair Skelton (alasdair.skelton@geo.su.se) om (1) ankomsttid och plats (Islay flygplats, Port Ellen eller Port Askaig) och (2) avgångstid och plats.

Du ordnar egen transport till/från Islay Ut- och hemresa: Alt. 1. Flyg till/från Islay via London/Amsterdam och Glasgow (t ex BA, KLM)** Alt. 2. Flyg till/från Edinburgh*,** (t ex SAS, Norwegian, BA, KLM); Buss från flygplatsen via Glasgow till Kennacraig (bokas på www.citylink.co.uk); Färja från Kennacraig till Islay (www.calmac.co.uk) * Vi rekommenderar att du inte flyger hem på samma dag som du lämnar Islay i fall färjan ställs in pga vädret. ** Vi rekommenderar att du har lämnat Storbritannien senast 28/3 pga Brexit.

Snowball Earth-hypotesen Att jorden var helt istäckt för 700 miljoner år sedan. Bild: BBC

Ishus, istider och glaciationer Ett ishus är en kall period av Jordens historia som vanligtvis kännetäcknas av att istäcken finns i polarregionerna. Ett ishus varar 10-tals miljoner år. En istid är en kallare period med upprepade omfattande nedisningar. En istid varar i miljontals år. En glacial eller glaciation är nedisning under en istid. En glaciation kan vara i tusentals år. Ett ishus kan innehålla således istider som i sin tur kan innehålla flera glaciationer.

Vilken planet är varmaste och varför? Venus Jorden T = 460 C T = 15 C Bilder: NASA

Solenergi Bild: Walmart

Solenergi 645 W/m 2 Venus T = 340 C 342 W/m 2 Jorden T = 52 C Bilder: NASA

Albedo Svart stol Vit katt

Albedo 645 W/m 2 Venus 130 W/m2 515 W/m 2 T = -136 C 342 W/m 2 100 W/m 2 Jorden 242 W/m 2 T = -18 C Bilder: NASA

Växthuseffekten Svart täcke Vit katt

Solenergi och växthuseffekten 0,04% CO 2 T = 15 C Jorden Bild: NASA

Växthuseffekten 96,5% CO 2 T = 460 C Venus Bild: phys.org

Svag solen paradox Solenergi för 750 miljoner år sedan = 0,9 Idag

Temperaturförändring under geologisk tid Temperatur ( C) 700 600 500 400 300 200 100 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 30 25 20 15 10 5 0 Miljoner år sedan Miljoner år sedan Modified after Merritts et al. (1997)

700 600 500 400 300 200 100 1 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Temperatur ( C) Kallare Varmare Temperaturförändring under geologisk tid 30 Paleocen-eocen-termalmaximum 56 miljoner år sedan 25 20 15?? 2100 (RCP 8,5) 10 5 0 Snowball Earth 718-658 och 650-635 miljoner år sedan Miljoner år sedan Miljoner år sedan Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

Temperaturmättningar och proxier Historiska mättningar Stockholm Geologiska proxier Data/bilder: Moberg et al. (2002;2003), Bolincentret för klimatforskning; NASA

Syreisotoper - - - - + + + + + + + + - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - 16 O 18 O

18 O δ 18 O = 18 O 16 O sample 18 O 16 O standard 1 1000 18 O 16 O VSMOW = 0.002005 Craig (USGS) 18 O VSMOW =1.03091 18 O VPDB + 30.91 VSMOW = Vienna Standard Mean Ocean Water VPDB = Vienna Pee Dee Belemnite

T( C) Isotopisk fraktionering 30 25 20 15 16 O 10 5 18 O 0-2 -1 0 1 2 18 O PDB Epstein et al. (1953) T = 16,5 4,3[ 18 O PDB ] + 0,146 [ 18 O PDB ] 2 Bild: UCL

T( C) Isotopisk fraktionering 30 25 20 15 18 O 10 5 16 O 0-2 -1 0 1 2 18 O PDB Epstein et al. (1953) T = 16,5 4,3[ 18 O PDB ] + 0,146 [ 18 O PDB ] 2 Bild: UCL

Isotopisk fraktionering 16 O 18 O 18 O 16 O 16 O 16 O 16 O 18 O 16 O 16 O 18 O

18 O som en proxy för klimat 18 O 6 Nedisningar 5 4 3 2 1.0 0.8 0.6 0.4 Miljoner år sedan 0.2 0.0 Zachos et al. (2008)

18 O som en proxy för klimat 18 O 6 5 4 3 Växthus Ishus 2 1 0-1 -2 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Miljoner år sedan Zachos et al. (2008)

18 O som en proxy för klimat 18 O 5 Ishus Växthus 0-5 -10-15 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Miljoner år sedan Veizer et al. (2000)

Kolisotoper - - - + + + + + + - - - - + + + + + + - - - - - 12 C 13 C

Isotopisk fraktionering 12 C 13 C Bild: ucmp.berkeley.edu

13 C som en proxy för klimat (?) Sturtian Snowball Earth Marinoan Snowball Earth 10 13 C Karbonat 5 0-5 -10 Shuram anomaly 750 700 650 600 550 Miljoner år sedan Påverkan av borttagning av organisk material på karbonater Hydrotermal 13 C Borttagning av organisk material Data: Halverson et al. (2005)

700 600 500 400 300 200 100 1 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Temperatur ( C) Kallare Varmare Temperaturförändring under geologisk tid 30 Paleocen-eocen-termalmaximum 56 miljoner år sedan 25 20 15?? 2100 (RCP 8,5) 10 5 0 Snowball Earth 718-658 och 650-635 miljoner år sedan Miljoner år sedan Miljoner år sedan Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

Temperaturförändring under geologisk tid Kallare Varmare 700 600 500 400 300 200 100 0?? Temperaturförändring enligt proxier Temperaturförändring enligt svag solen-hypotes Miljoner år sedan Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

Le Chateliers princip...

CO 2 och växthuseffekten Temperatur ( C) 14.6 400 14.4 14.2 14.0 13.8 375 350 325 300 CO 2 i atmosfären (ppm) 13.6 1850 1900 1950 2000 År 275 Data: IPCC (2013)

Kolcykeln 610 1560 600 1000 66 000 000 38 000 10 12 kg Modifierad från Geisler (1997) och CDAC (1993)

Kolcykeln 50 50 0,2 74,6 37 100 50 0,6 0,8 74 37 10 12 kg/år 0,2 Modifierad från Geisler (1997) och CDAC (1993)

Fältspat + H 2 O + CO 2 = Lera + Katjoner + HCO 3 -

Katjoner + HCO 3- = Kalksten

En negativ feedback (återkoppling) Ökad växthuseffekt Jorden blir varmare Snabbare vittring Mer CO 2 kvar i luften Jorden får mer energi från Solen Mindre CO 2 kvar i luften Långsammare vittring Jorden blir kallare Minskad växthuseffekt

Temperaturförändring under geologisk tid Kallare Varmare 700 600 500 400 300 200 100 0?? Miljoner år sedan Temperaturförändring enligt proxier Temperaturförändring enligt svag solen-hypotes med vitringseffekten medräknad Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

Geologisk tid 0 4000 1000 3000 2000

Geologiskt tid i ett dygn 11 12 1 10 2 9 00:00 12:00 3 8 4 7 6 5

23 24 13 22 14 21 12:00 24:00 15 20 16 19 18 17

Sturtian 20:12:44 23 24 13 22 14 21 12:00 24:00 15 20 16 19 18 17

Marinoan 20:36:31 23 24 13 22 14 21 12:00 24:00 15 20 16 19 18 17

Plattektoniksteori Bild: Marshak (2015)

Alfred Wegners kontinentaldrift-hypotes Glossopteris Mesosaurus Kaledoniderna Tilliter Bild: Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research

Alfred Wegners kontinentaldrift-hypotes Glossopteris Mesosaurus Kaledoniderna Tilliter Bild: Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research

Patrick Blacketts polvandringskurvor Nordamerikansk kurva Europeisk kurva 520Ma Bild: Nobelprisarkivet

Patrick Blacketts polvandringskurvor Europeisk kurva Nordamerikansk kurva 400Ma 180Ma Bild: Nobelprisarkivet

Tharp och Hezeens karta och Hess uppsats om geopoesi Bilder: Marie Tharp Maps; USGS; Princeton University

Vein, Matthews och Morleys magnetiska anomalier Bilder: USGS; Vine och Matthews 1963; Vine 1967

Plattektoniksteori Bild: Marshak 2015

Temperaturförändring under geologisk tid Kallare Varmare 700 600 500 400 300 200 100 0?? Temperaturförändring enligt proxier Miljoner år sedan Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

När låg kontinenter på polarna? Animation: Cambridge Paleomap Services Limited

En positiv feedback (återkoppling) Ökad Jorden blir växthuseffekt varmare Snabbare vittring Kontinenter på polarna Mer CO 2 kvar i luften Snabbare istillväxt Mindre CO 2 kvar i luften Mer Albedo Långsammare vittring Jorden blir kallare Minskad växthuseffekt

700 600 500 400 300 200 100 0 Gondwana Antarktis Kallare Varmare Temperaturförändring under geologisk tid Pangaea?? Temperaturförändring enligt proxier Miljoner år sedan Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

Pangaeas växthus Bild: Cambridge Paleomap Services Limited

Modellering av Pangaeas växthusklimat Bild: Kutzbach 1994

Pangaeas vinter Pangaeas sommar Bilder: Kutzbach 1994

En positiv feedback (återkoppling) Ökad Jorden blir växthuseffekt varmare Snabbare vittring Mer CO 2 kvar i luften Mer CO2 från vulkaner Snabbare oceanbottenspridning Mindre CO 2 kvar i luften Långsammare vittring Jorden blir kallare Minskad växthuseffekt

Har spridningshastighet ändrats? Animation: Cambridge Paleomap Services Limited

Temperaturförändring under geologisk tid Kallare Varmare 700 600 500 400 300 200 100 0?? Temperaturförändring enligt proxier Miljoner år sedan Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

När bildades bergskedjorna? Animation: Cambridge Paleomap Services Limited

Kaledoniderna ( 450 Ma) Bild: Bolincentret för klimatforskning

Pyrenéerna ( 300 Ma) Bild: El Fosilmaníaco

Himalaya (Idag) Bild: Pavel Novak

En positiv feedback (återkoppling) Ökad Jorden blir växthuseffekt varmare Snabbare vittring Bergkedjesbildning Mer CO 2 kvar i luften Mer relief Snabbare vittring Mindre CO 2 kvar i luften Långsammare vittring Jorden blir kallare Minskad växthuseffekt

Temperaturförändring under geologisk tid Kallare Varmare 700 600 Kaledoniderna 500 400 Pyrenéerna 300 200 100 Himalaya 0?? Temperaturförändring enligt proxier Miljoner år sedan Kenozoikum: 18 O: Zachos et al. (2008); T: Hansen et al. (2013) Fanerozoikum: 18 O: Veizer et al. (2000); T: Royer et al. (2004) Neoproterozoikum: 13 C: Halverson et al. (2005)

Snowball Earth-hypotesen Under geologisk tid regleras Jordens temperatur av: Solenergi Kemisk vittring Kontinentaldrift Oceanbottenspridning Bergkedjesbildning Vad hänt med Jordens temperaturreglering under Snowball Earth? Bild: BBC