Ny studie knytter en økning av svart karbon i antarktiske iskjerner til branner på New Zealand for mer enn 700 år siden.
For en del år siden la forskere fra Desert Research Institute (DRI) i Nevada og British Antarctic Survey merke til en betydelig økning i nivåene av svart karbon (black carbon, BC) i iskjerner fra Antarktis. Økningen startet rundt år 1300 og fortsatte fram til i dag. Disse lysabsorberende partiklene kommer fra biomasseforbrenning som skogbranner – eller, i vår alder, forbrenning av fossilt drivstoff.
Den førindustrielle verden var ikke uberørt
Et internasjonalt team av forskere fra Storbritannia, Østerrike, Norge, Tyskland, Australia, Argentina og USA satte seg fore å avdekke opprinnelsen til denne uventede økningen av svart karbon fanget i isen i Antarktis.
Det de fant ut ble nylig publisert i Nature, og peker på en uventet kilde: den gamle maori-skikken der de brant skog for å rydde mark på New Zealand. Denne brenningen ble utført på en skala som påvirket atmosfæren over store deler av den sørlige halvkule, langt større enn alle andre førindustrielle utslipp i regionen de siste 2000 årene.
– Tanken om at mennesker på dette tidspunktet i historien forårsaket en så betydelig endring i atmosfærisk svart karbon gjennom å rydde land er ganske overraskende, sier Dr. Joe McConnell, hovedforfatter av Nature-studien og forskningsprofessor i hydrologi ved DRI. – Vi pleide å tro at hvis du gikk noen hundre år tilbake, ville du oppleve en uberørt, førindustriell verden. Basert på denne studien er det klart at mennesker har påvirket miljøet over Sørishavet og Antarktis-halvøya i minst de siste 700 årene.
Sporer det svarte karbonet
For å identifisere kilden til det svarte karbonet, brukte studieteamet DRIs unike analysesystem for iskjerner til å undersøke de seks iskjernene samlet inn på James Ross Island og det kontinentale Antarktis. Metoden som brukes til å analysere svart karbon i is ble først utviklet i McConnells laboratorium i 2007.
Iskjernen fra James Ross Island viste en bemerkelsesverdig svart karbon-økning som startet rundt år 1300. Nivåene tredoblet seg i løpet av de følgende 700 årene og toppet seg i løpet av 1500- og 1600-tallet. Iskjernene hentet fra det kontinentale Antarktis viste at nivået av svart karbon der holdt seg relativt stabilt i den samme perioden.
Dr. Andreas Stohl ved Universitetet i Wien jobbet tidligere ved NILU – Norsk institutt for luftforskning. Han ledet arbeidet med de atmosfæriske modellsimuleringene av transport og avsetning av svart karbon på den sørlige halvkule.
– Ut fra modellene våre og det deponeringsmønsteret fra Antarktis-iskjernene viser, er det klart at Patagonia, Tasmania og New Zealand var de mest sannsynlige opprinnelsesstedene for de økte utslippene av svart karbon, sier Stohl.
Dr. Sabine Eckhardt fra NILU utførte simuleringene ved hjelp av FLEXPART-modellen. FLEXPART ble opprinnelig utviklet for å overvåke og beregne spredningen av radioaktive utslipp. Den har siden blitt videreutviklet for å beregne hvordan f.eks. klimagasser, svart karbon fra skogbranner og askeskyer fra vulkanutbrudd sprer seg i atmosfæren.
– FLEXPART kan også brukes for å finne utslippskildene til forurensninger og estimere mengden som slippes ut, slik Andreas Stohl beskriver over, forklarer Eckhardt.
New Zealand den mest sannsynlige kilden
Etter å ha undersøkt kullforekomster i innsjøsedimenter for hvert av de tre områdene, gjensto bare én sannsynlig mulighet: New Zealand. Kull-data derfra viste at skogbrannhyppigheten økte kraftig rundt år 1300. Dette tidspunktet sammenfalt også med maorifolkets estimerte ankomst, kolonisering og etterfølgende brenning av store deler av New Zealands skogkledde områder.
Dette var en overraskende konklusjon, gitt New Zealands relativt lille landområde og beliggenhet mer enn 7200 km fra Antarktis. Kunne røyk virkelig ha reist derfra og helt til funnstedet for iskjernen på James Ross Island?
– Absolutt, svarer Sabine Eckhardt. – Et av NILUs viktigste forskningsområder er å undersøke utslipp av svart karbon til Arktis. Vi gjør dette ved å måle forskjellige sporstoffer ved Zeppelinobservatoriet på Svalbard, og kombinerer dette med transportmodellering. Tidligere har vi oppdaget og dokumentert mange hendelser der svart karbon fra skogbranner har blitt transportert fra både Nord-Amerika og Eurasia til det uberørte Arktis. Det er veldig interessant å få muligheten til å studere tilfeller fra den sørlige halvkule også.
Betydning for forskningen
Disse resultatene har viktige følger for vår forståelse av jordens atmosfære og klima. Moderne klimamodeller tar utgangspunkt i nøyaktig informasjon om tidligere klima for å gjøre fremtidige beregninger. Dette gjelder spesielt for utslipp og konsentrasjoner av lysabsorberende svart karbon knyttet til Jordens strålingsbalanse.
Man antar ofte at menneskelig påvirkning i førindustriell tid var ubetydelig sammenlignet med naturlige branner. Denne studien gir nytt bevis for at menneskers aktiviteter har påvirket jordens atmosfære, og muligens klimaet, langt tidligere og i mye større grad enn tidligere antatt.
– Ut fra denne studien og andre studier teamet vårt tidligere har utført på 2000 år gammel blyforurensning fra Romerriket i Arktis, er det klart at iskjerner er svært verdifulle for å lære om menneskenes tidlige miljøpåvirkning, sier McConnell. – Selv de mest avsidesliggende delene av jorden var ikke nødvendigvis uberørte i førindustriell tid.
