For ti år siden oppdaget man at det for 8232 år siden ble kaldt, ikke bare et lokalt sted i Nord-Atlanteren, men over hele fjøla. Hardangerjøkulen vokste, havstrømmer endret karakter og det atomsfæriske innholdet av metan (CH4) sank, og alt på grunn av en demning som brast. Å tidfeste den hendelsen med en viss presisjon har tatt, ja nettopp, 10 år.
Av Øyvind Paasche
Det høres kanskje trivielt ut. At det gikk en flom for 8232 år siden, men å kunne si at det skjedde for akkurat 8232 år siden krever en eksepsjonelt god alderskontroll, og er av den grunn alene alt annet enn trivielt. Det hører også med til historien at den var noe større enn en gjennomsnittelig norsk vårflom, men det kommer jeg tilbake til.
Selv om det finnes en serie med teknikker vi kan anvende for å datere en spesiell hendelse (eller en lengre sekvens for den saks skyld) er de alle befengt med minst én usikkerhet (i tilegg til at det koster flesk, prisen på en datering ligger et sted mellom 1000 og 10000 kr). For radiokarbondateringer, som muligens er den meste kjente teknikken av de alle, er det altså intet mindre enn tre usikkerhetsmomenter.
Følgelig er det vanlig i paleoverden at ingen dateringer er absolutt nøyaktige (med mindre de er historiske som for eksempel et vulkansk askelag), og vanligvis øker usikkerheten omkring en datering jo lenger tilbake i tid du reiser. Og selv om 8232 år tilbake i tid kan virke imponerende på en som nettopp har blitt pensjonert er det altså blåbær i forhold til hvor langt man faktisk kan gå tilbake i tid – men nå sporer jeg av her.
Poenget er at uten et sikkert aldersestimat kan det godt være at en sammenligner hendelser som ikke egentlig har noe til felles. Og denne problemstillingen har forfulgt den kalde perioden vi her snakker om helt siden den ble oppdaget.
I løpet av de siste 10 årene har det klimatiske fingeravtrykket til 8200-hendelsen som den gjerne kalles, blitt ’oppdaget’ i mange forskjellige datasett verden over. Men dreier det seg egentlig om den samme hendelsen? Er det bare epler i kassen eller har det sneket seg inn noen pærer?
En ytterligere komplisering er at de fleste ’arkiv’ representerer naturlige system som bruker noe tid på å respondere på endringer i det eksterne pådrivet. En isbre av en viss størrelse kan lett bruke 30 år på omsette kaldere somre til en sedimentær endring som kan spores. Det samme kan gjelde en endring i vegetasjonsdekket.
Tidfestingen av denne herkuliske flommen er mindre enn ±30 år og det er intet mindre enn bra. Det er nemlig av imperativ betydning når du skal prøve å forstå hva som egentlig skjedde, og ikke minst hvor fort det skjedde, dette betydningsfulle året.
Den enorme iskappen som hadde dekket store deler av det nordamerikanske kontinentet var på retrett, og i sin flukt innlands mot høyere og kaldere fjellområder, bygget den opp en innsjø langs margin av isdekket i Hudson Bay; en innsjø som isen selv demte opp. Nøyaktig hvor stor den var er noe usikkert, men beregninger tyder på den rommet mellom 40000 og 151000 km3 vann. Lake Agassiz var med andre ord ingen liten innsjø. Til sammenligning rommer Mjøsa, Norges største innsjø, 56,24 km3 med vann.
På et tidspunkt smeltet isen og vannvittige mengder med smeltevann rant ut i Labradorhavet – demningen brast. Denne prosessen gjentok seg over flere år. Og effekten av denne periodiske katastrofetapningen var at store deler av Nord-Atlanteren ble kaldere.
På Grønnland sank temperaturen med 3,3±1,1 °C på mindre enn 20 år, metan konsentrasjonen i atmosfæren falt med 80±25 ppb (parts per billion) på 40 år noe som tilsvarer en utslippsreduksjon på 15±5%. Den kaldeste delen av perioden varte i omkring 60 år, mens hele hendelsen strakk seg ut over ca 150 år.
Tenke seg til at alt det skjedde for bare 8232±30 år siden. Mon tro om det er noen som har tolket denne flommen i en noe mer religiøs kontekst?
1) Du nevner tre «usikkerhetsmomenter» – hva er grunnlaget for de tre, og hvor store utslag kan det ha for tidfestingen?
2) Fra hvilket arkiv stammer alderen 8232 år?
3) Er det ikke slik at C14-metoden ikke gir «ordentlige» år, bare nesten? Hvordan forholder paleoverden seg til det?
4) Hvordan vet dere at årsaken var tapping av den sjøen i Amerika?
5) Du nevner at dette er funnet i mange ulike arkiv, og korrelert med grunnlag i dateringer. Det hadde vært interessant å få vite hvilke ulike «arkiv» det er snakk om (regner med biblioteket i Alexandria tross alt ikke er gammelt nok, og dessuten nedbrent), og de reelle resultatene (aldrene med usikkerhet) som dere har fått fra hvert enkelt «arkiv».
6) En sånn voldsom tapning/flom må vel ha ført til en stigning i havnivået? Er det observert noe sted?
Takk for svar!
Hei Interessert,
Det var mange gode spørsmål. Her er noen raske svar:
(1) De tre er a) presisjonen på den opprinnelige målingen gjort i laboratoriet, b) konverteringen fra radiokarbonår til kalenderår, c) antakelsen om at Libbyårene er korrekte. Mer utdypende opplysninger kan du finne her: http://calib.qub.ac.uk/calib/manual/
Hvor stort utslag de kan ha for tidfestingen er avhengig av de to første punktene, men det kan være flere tusen år.
(2) Iskjerner fra Grønnland.
(3) Ja, de må konverteres fra radiokarbonår til kalenderår. Det er en begrensning forskere har prøvd å forbedre i 40 år, men det tar tid.
(4) Det er mange ting som tyder på det. At sjøen eksisterte er vi sikre på, den etterlot seg mange spor. Selve flommen har blitt datert i en serie med forskjellige sedimentære arkiv, så at den skjer på dette tidspunktet er også avklart. Innflytelsen den hadde på klimaet har blant annet blitt modellert, men også registrert i marine sedimenter som evner å spore endringer i temperatur og salinitet.
5) Her er referansen til en artikkel som svarer på dette: Alley, RB, Agustsdottir, AM. (2005): The 8k event: cause and consequences of a major Holocene abrupt climate change. QUATERNARY SCIENCE REVIEWS 24 (10-11): 1123-1149 MAY 2005.
6) En økning i havnivå på mellom 0,1 og 0,2 m er skissert. I farten kommer jeg ikke på om det er noen empiriske observasjoner som støtter dette. Kanskje noen andre kan bidra her?
Takk for det. Spennende dette med tid..
Ad 1)
Med «Libbyår» mener du radiokarbonår? er ikke da i grunn b) og c) det samme?
Har alderen 8232 år noe med radiokarbondatering å gjøre da? Er det ikke bare talt lag i grønlandske iskjerner på samme måte som en kan gjøre med treringer? Det er vel derfor du oppgir den alderen uten usikkerhet, mens du samtidig skriver masse om diverse feilkilder? Oppgir de iskjerneforskerne forresten denne alderen presist på året, uten noe +/-?
Hei igjen Interessert,
Både ja og nei. Tida det tar for a halvere 14C innholdet i en prøve man ønsker å datere er 5568±30 år. Det er dette som kalles Libbyår, oppkalt etter Williard F. Libby som sammen med to kollegaer gjorde denne oppdagelsen i 1949 (Libby fikk forøvrig Nobelprisen i Kjemi i 1960). Etter omtrent 10 slike halveringer er det ekstremt lite radiokarbon igjen i prøven og dateringsteknikken går av den grunn ikke lengre tilbake enn omtrent 50 000 år.
Hvis denne halveringstiden ikke er korrekt, vil det naturligvis endre på samvariasjonen mellom kalenderår og radiokarbonår. Men det forholdet er også avhengig av hvor godt vi kan kontrollere den nøyaktige differansen mellom de to variablene. Til det har man blant annet brukt treringer (dendrokronologi) nettopp fordi man kan måle 14C-innholdet i en prøve som kan tidfestes svært nøyaktig, men også her er det usikkerheter ute å går.
Til Petter:
Aldersmodellen til iskjernene er som du poengterer basert på variasjon i årslag (på samme måte som treringer), men det er usikkerheter ute å går her og, derav ±30 år. Når denne hendelsen ble oppdaget (simultant i iskjerner fra Grønnland (av Richard B. Alley) og som et brefremstøt på Hardangerjøkulen (av Svein Olaf Dahl) ble den forsøkt matchet med mange arkiv som var basert på radiokarbondateringer. Det var grunnen til at jeg tok det med.
Halveringstida til 14C varierer ikke over tid. Slå opp i kjemiboka. Derimot varierer mengda av 14C i atmosfæra over tid, det er grunnen til at et C14år ikke er likt et kalenderår.
Bedre målinger har vist at Libby tok litt feil, den faktiske halveringstida er 5730+/-30. Men for å ha en standard bruker alle Libbys tall, og alle dateringer blir korrigert for det. Det gjør ikke noe, da dateringene uansett må kalibreres til kalenderår.
Fra linken du sjøl oppgir:
Half-life correction
The accepted half-life of 14C (Libby half-life) for calculating a conventional radiocarbon age is 5568 years (Stuiver and Polach, 1977). If the sample’s age was calculated using the half-life of 5730 years, it must be corrected by dividing the 5730 half-life radiocarbon age by 5730/5568 or 1.029. The user must make this correction to the age, if necessary, before using CALIB.
Hei Besserwisser,
Og hvordan vet du at det som står i kjemiboka er rett? Det er en fjern mulighet for at halveringstiden ikke er korrekt, selv om den virker å være svært robust.
Jeg skrev ikke at variasjonen av 14C i atmosfæren ikke var av betydning, gjorde jeg vel? Men jeg burde kanskje ha vært tydeligere på det punktet. Derfor, konsentrasjonen av 14C varier med tid og er den primære grunnen til at det er en forskjell mellom radiokarbonår og kalenderår. De oppdaterte målingene du referer til kalles gjerne for ’Cambridgehalveringsår’, men jeg tok ikke med det poenget nettopp av den grunn du lister opp.
Skulle gjerne hatt en referanse på det at halveringstida til 14C varierer over tid…
Det nevnes som en mulighet her:
Wallace Broecker & Stephen Barker (2007): Earth and Planetary Science Letters Vol. 256, 90–99
Takk.
Siterer artikkelen:
One remote possibility remains, namely, that the halflife
of radiocarbon is significantly greater than the
currently accepted value (5730 yr). If, for example, it
were instead 6500 yr, then the calendar age-based
reconstructions would fluctuate about the pre-industrial
14C to C ratio instead of undergoing a steep decline (see
Table 2). While a tempting solution, we see no reason to
doubt the validity of the accepted half-life.
Betyr ikke dette at de reiser spørsmål om verdien (5730 år) faktisk stemmer – for så å konkludere at det gjør den nok? De diskuterer ikke muligheten for at halveringstida varierer over tid, så langt jeg kan lese. Hvorfor skulle forresten halveringstida for et ustabilt isotop variere over tid?
Det er ingen tilsynelatende grunn til at halveringstiden skulle varierer med tid, ihvertfall ikke som jeg kan komme på. Allikevel leser jeg muligens denne artikkelen litt annerledes enn deg: Hvorfor reiser Broecker denne opsjonen hvis det er helt utenkelig? En annen autoritet på området – Rick Fairbanks – har forøvrig satt en student på saken.
Du kan sjekke det her: http://www.ldeo.columbia.edu/~tcchiu/PhDThesis.html
Broecker diskuterer muligheten for at den kjente halveringstida (5730år) kanskje ikke er korrekt. Det ville hjulpet til forklare resultatene hans. Men han anser det som utenkelig at verdien er feil. Tror ikke det er så mye mer å lese mellom linjene der.
Broecker diskuterer _ikke_ muligheten for at halveringstiden skulle variere over tid. Det er kjent fra kjemifaget at en reaksjon av første orden (som nedbryting av 14C) skjer eksponentielt, og halveringstida vil derfor ALLTID være den samme. Hvis du forstår kjemien, så er ikke dette noe å spørre om.
Som jeg skriver er det ingen grunn til at halveringstiden skulle variere over tid, men jeg ser at jeg har vært litt upresis her. Retter det opp. Takk for tilbakemelding.
Men mener du forsatt at konseptet med halveringstider ikke varierer? Eller mener du at 14C halveringstiden ikke varierer?
Det Mr. Besserwisser skriver om hvordan halveringstid i en reaksjon av første orden er konstant er korrekt. Hvis reaksjonen har andre orden vil halveringstiden øke.
Halveringstiden varierer ikke med tid, men det er noe usikkerhet omkring hvor korrekt halveringstiden er (jamf. Libbyår versus Cambridgeår). Fra overnevnte artikkel (Broecker & Barker, 2007) kommer følgende anbefaling:
”Nevertheless, as the temporal record of 14C to C is difficult to explain, the half-life should be re-determined. The advent of accelerator mass spectrometry (AMS) obviates the need to dilute CO2 highly enriched in 14C. Rather, using AMS to determine the number of 14C atoms and gas counting to determine their decay rate, such a determination could be done on natural carbon.”