Kalla fakta – glaciärforskning ger ny historisk kunskap

I dag är det en etablerad sanning att klimatet ständigt varierar, och att stora områden på jorden tidvis varit täckta av väldiga inlandsisar. Dessa isar påverkade och formade om jordytan i oerhörd omfattning. De gröpte ur dalgångar och flyttade väldiga mängder grus och sten. Under avsmältningsperioderna sköljde strida smältvattenströmmar med sig massor av material som avsattes i storleksordning när vattenföringen lugnade ner sig. Även i dag förändrar de kvarvarande glaciärerna jordytan, fast i mycket mindre omfattning än under de stora nedisningarna.

Kunskapen om istiderna – och glaciärernas naturpåverkan – är dock bara några hundra år gammal. Bibelns uppgifter om en syndaflod som översvämmade allt land utgjorde länge grunden för de vetenskapsmän som sökte förklaringar till hur jordytans skiftande landformer uppkommit. Under 1700-talet började forskarna inse att jorden måste vara mycket äldre än de 6 000 år som anges i skapelseberättelsen, och bibelinflytandet hamnade långsamt allt mer i bakgrunden.

Syndaflodsteorin fanns dock med som faktum i den brittiske forskaren Charles Lyells bok Principles of Geology, som utkom 1830. I detta standardverk förklarade han att flyttblock och stenar hamnat så långt från sina ursprungliga platser därför att de, fastfrusna i is, transporterats iväg av en väldig översvämmande flod. Flyttblock med ursprung i Skandinavien hade hittats så långt bort som i norra Tyskland.

Då hade andra forskare redan börjat lägga en första grund till istidsteorin genom studier av glaciärer i Alperna och Norden. Man insåg att isens storlek varierat under århundradena, och att rörelserna påverkade underlaget. Forskarna satte dock inte dessa sakta glidande ismassor i samband med hur landformer uppkommit utanför bergsområden med glaciärer.

I Sverige kartlades bland annat räfflor i berghällar och eftersom nästan alla hade samma riktning utgick man från att de bildats samtidigt. I vårt land blev forskarna också klara över att landskapet långsamt kunde förändras när man insåg att den så kallade vattuminskningen i Bottenhavet och Östersjön berodde på att landet höjde sig, och att den höjningen var mycket större längst i norr än i söder.

Den som först lade fram en teori om en stor nedisning var schweizaren Louis Agassiz, professor i zoologi och paleontologi. Detta skedde 1837 vid ett anförande som väckte stor uppståndelse. Tre år senare presenterades teorin utförligare i boken Études sur les glaciers. De kommande decennierna debatterades istidsteorin flitigt, och när fler forskningsresultat publicerades som stödde Agassiz idéer blev dessa allt mer accepterade.

Tre svenska geologer – Hampus von Post, Axel Erdmann och Otto Torell – bedrev under 1850-talet ett omfattande forskningsarbete som visade att hela Skandinavien en gång varit istäckt. Eftersom de skrev på svenska och var dåliga på att publicera sig internationellt fick deras studier inte den uppmärksamhet de kunnat få i samband med att istidsteorin etablerades i forskarvärlden.

Åren 1874–75 fick tanken på stora ned-isningsperioder sitt genombrott i det internationella forskarsamhället. En föreläsning av Otto Torell för Geologiska sällskapet i Berlin 1875 brukar anges som teorins slutgiltiga internationella genombrott. Sedan dess har kunskaperna om istidsprocesserna vuxit i allt snabbare takt. I dag vet vi att det förekommit många omfattande nedisningar och att det ständigt varit stora och små klimatvariationer under såväl istiderna som interglacialerna, de varma och kortare mellanperioderna.

Hur länge den nuvarande interglacialen kommer att vara kan ingen säga. Forskarna får hela tiden mer kunskap om gångna klimatvariationer, bland annat genom studier av dagens glaciärer och inlandsisar.

Under 1900-talet har det skett en global uppvärmning, och den blev mer markant mot slutet av århundradet. En följd har blivit att de flesta glaciärer för närvarande smälter i rask takt. Snabbast krymper glaciärerna i Nordamerika, Anderna och Centralasien. Den accelererande avsmältningen har genererat en uppsjö av intressanta fynd för såväl arkeologer som de forskare som studerar forna tiders växt- och djurliv.

Det mest uppmärksammade fyndet är ”Ötzi”, den cirka 5 300 år gamla ismannen som hittades högt uppe i Alperna i september 1991 (se separat text på sidan 48).

Sommaren 1999 töade en annan isman fram i den kanadensiska provinsen British Columbia. Han hittades av några jägare som jagade bergsfår och han var en tiondel så gammal som ”Ötzi”, cirka 550 år. Forskarna fick genom fyndet en del ny kunskap om hur de nordamerikanska indianerna levde innan de påverkades av européerna.

Den kanadensiske ismannen hade ett slags mantel av skinn från ekorre och en huvudbonad av vävt material. Han bar på ett spjut och en metallkniv med benskaft, och som färdkost hade han torkad fisk i en läderpåse. DNA-test visade att ismannen inte hade något nära släktskap med de indianer som nu bor i de trakter där han hittades. Lokala indiangrupper gjorde emellertid anspråk på vad de ansåg vara en förfader, och efter två års vetenskapliga undersökningar överlämnades ismannen till indianerna. I juli 2001 höll dessa en begravningsceremoni, varefter kroppen kremerades, och från en helikopter ströddes askan ut över det bergsområde där mannens kvarlevor hittades.

I norra Nordamerika har allt fler forskare sommartid samlats vid de krympande glaciärerna, där massor av intressanta fynd kommer fram ur isarna. En del har mänskligt ursprung, och främst handlar det om föremål av trä, ben och horn, som går att datera. Flera spjutskaft har hittats, varav några hade spetsar av horn som surrats fast med senor. På några spetsar fanns spår av blod från caribou (nordamerikansk vildren). En spjutspets var drygt 7 000 år gammal.

Forskarna har funnit intakta smådjur som näbbmöss, lämlar och fåglar. Även rester från stora djur som älg, caribou och bergsfår har hittats. Massor av djurspillning har också töat fram, och den innehåller osmälta växtdelar och pollen. Av detta kan forskarna få kunskap om växtlighetens sammansättning, och vilka bytesdjur som Nordamerikas tidiga invånare jagade.

Vid Tarfala i de svenska Kebnekaisefjällen finns världens mest studerade glaciär, Storglaciären. Ända sedan 1945–46 har forskare studerat hur dess massbalans hela tiden förändras. Ingen annan av jordens alla glaciärer kan ståta med en så lång mätserie.

Storglaciären är 3,2 kilometer lång. Dess översta del ligger 1 730 meter över havet, och dess spets nere i dalgången finns på 1 120 meters höjd. Vintertid ökar glaciärens volym av den snö som faller, och sommartid smälter isen framför allt i den nedre delen. Isen glider mycket sakta nerför sluttningen, men eftersom den byggs på i den övre delen och smälter längst ner ligger glaciären kvar på sin plats.

– Det stora problemet för världens glaciärforskare är att man har så korta mätserier över hur massbalansen förändras, säger Per Holmlund, professor i glaciologi vid Stockholms universitet och chef för Tarfala forskningsstation i Kebnekaisefjällen.

– På många platser har studier av glaciärerna bara pågått i tio år. Storglaciären är med sina drygt femtio år den bäst undersökta. Under den perioden har den krympt, men under en tioårsperiod från slutet av 1980-talet ökade dess tjocklek på grund av ovanligt snörika vintrar. Nu tappar den åter i volym, och under den varma sommaren 2002 blev den närmare en meter tunnare. Även det här året har Storglaciären minskat i tjocklek med cirka en meter, beroende på en snöfattig vinter och en ny varm sommar.

Per Holmlund tror inte att Storglaciären försvinner. De senaste decenniernas påbyggnad är nu bortsmält, och glaciärens utbredning och tjocklek är ungefär desamma som för tjugo år sedan. Då är läget allvarligare för Alpernas glaciärer. Där har avsmältningen i sommar uppgått till cirka två meter, och isarna krymper mycket snabbt.

Kunskap om variationerna i gången tid kan dock fås på många sätt. I Alperna kan man genom att studera gamla målningar och litterära verk se hur stora glaciärerna var för flera hundra år sedan. Sedan slutet av 1800-talet finns också fotografier. Vetskap om förändringarna längre tillbaka i tiden får man genom att studera de ändmoräner som avsätts framför en glaciärfront när den omväxlande retirerar och växer till. Vidare kan forskarna undersöka långsamväxande lavar på ändmoränerna.

Per Holmlund konstaterar att framtidens glaciologer får det lättare. För varje år blir statistiken över förändringar i glaciärernas massbalans längre och tillförlitligare. Dessutom har forskarna numera ett nytt och revolutionerande hjälpmedel till sitt förfogande. Det är de satelliter som övervakar jorden och dess miljö. Fotografier visar exakt hur glaciärernas utbredning varierar. Satelliterna mäter isens rörelser och nivåförändringar.

Enligt Per Holmlund är den glaciologiska forskningen viktig, eftersom man med ett allt bättre faktaunderlag från jordens glaciärer med större säkerhet kan se om, och hur, klimatet håller på att förändras regionalt och globalt. Fortsätter glaciärerna att smälta bort kommer det bland annat att påverka havsytan, och därmed alla de människor som bor i lågt belägna kustområden. Om alla glaciärer på norra halvklotet – utom Grönland – försvinner, höjs havsytan med två decimeter. Om glaciärerna på södra halvklotet – Antarktis undantaget – smälter, höjs havet med ytterligare två centimeter. Det är inte så mycket jämfört med de ismassor som finns på Grönland och Antarktis. Den grönländska inlandsisen skulle, om den smälte, höja havsnivån med fem meter, och försvinner isen på Antarktis stiger haven med 57 meter!

De riktigt stora glaciärerna, inlandsisarna på Grönland och Antarktis, är historiska arkiv som leder hundratusentals år tillbaka i tiden. Djupa borrkärnor avslöjar hur istider kommit och gått, och hur mindre variationer i klimatet ständigt förekommit. Naturkatastrofer – som väldiga vulkanutbrott – avsätter också spår när stoft och ämnen som svavelsyra faller ner med nederbörden, täcks av snö och lagras in i isen.

Den djupaste iskärnan som analyserats kommer från den ryska forskningsstationen Vostok i Antarktis. Den når 420 000 år tillbaka i tiden. Just nu pågår dock ett stort europeiskt projekt i Antarktis där man har kommit nästan dubbelt så långt tillbaka i tiden. Sverige deltar i den satsningen tillsammans med nio andra länder. Projektet är döpt till Epica – European Project for Ice Coring in Antarctica.

Borrningarna inleddes säsongen 1996–97 vid Dome Concordia, en plats med mycket låg ackumulation av snö. I och med att isens tillväxt sker så långsamt kommer man extra långt tillbaka i tiden när borrningarna närmar sig botten. Årslagren är tätare sammanpackade längst ned i ismassan. Istjockleken vid Dome Con-cordia är cirka 3 250 meter. Under den antarktiska ”sommarsäsongen” 2002–03 nådde de europeiska borrarna ner till 3 200 meter. Enligt docent Margareta Hansson vid Stockholms universitet, som deltar i borrkärneprojektet, bedöms den isen vara runt 800 00o år gammal. Kärnorna håller nu på att analyseras, och de första resultaten publiceras den närmaste tiden.

I slutet av 2003 återupptas borrningarna, och om allt går bra kommer man att nå ner till botten av den väldiga inlandsisen. Margareta Hanssons dröm är att man då skall få en användbar iskärna som går en miljon år tillbaka i tiden.

Att läsa: Glaciologi (2003) av Per Holmlund och Peter Jansson. Upptäckten av istiden (1976) av Tore Frängsmyr.

"Ötzi" dödades i strid

Den osedvanligt väl bevarade kropp från yngre stenåldern som hittades i Alperna för tolv år sedan har undersökts ytterst grundligt, och gett ny kunskap om hur människorna levde för drygt femtusen år sedan.

Att »Ötzi» bevarats så väl beror på att han dog högt uppe i ett bergspass. Just vid tiden för hans död inleddes en klimatförändring, en köldperiod som varade i tusentals år. Kroppen blev översnöad och för varje år täcktes den av allt mer snö som omvandlades till is i en glaciär. Denna glaciär bildades på ständigt tjälad mark och frös därför fast i underlaget och låg stilla. Om »Ötzi» hamnat i en glaciär som glidit nerför bergs-sluttningen hade kroppen malts sönder av isens rörelser.

Ismannen låg under ett istäcke som under årtusendena varierade i tjocklek, men som helt smälte bort först när det blev extra varmt mot slutet av 1900-talet. En lycklig slump gjorde att kroppen hittades just när den börjat töa fram. Om »Ötzi» legat kvar i upptinat tillstånd hade kroppen förstörts genom de naturliga förruttnelseprocesserna.

När ismannen upptäcktes trodde man först att det var ett mordoffer från vår tid. Snart insåg man kroppens höga ålder, men brottsmisstanken har faktiskt bekräftats i sommar. »Ötzi» dödades i en blodig strid i bergen.

Molekylärarkeologen Tom Loy från Queenslandsuniversitet i Australien har gjort en grundlig DNA-analys av ismannens kläder och utrustning, och på dessa har han hittat blod från fyra andra människor. »Ötzi» har också märken på händerna som tyder på att han försökt värja sig mot ett vasst vapen, och när han dog hade han troligen en kniv i ena handen. Tidigare har man hittat en pilspets i hans ena skuldra. Tom Loy tror att två rivaliserande grupper av jägare råkat i konflikt om rätten att jaga stengetter högt uppe i bergen, och att »Ötzi» dödades i den strid som följde.

Den varma sommarens stora glaciäravsmältning ledde till att Sydtyrolens arkeologiska museum sände en expedition till det aktuella bergspasset för att leta efter andra fynd från ismannens tid.

Forntida metallframställning syns i isen

Ett exempel på historisk kunskap som kan hämtas ur ismassor är spåren efter forntida metallanvändning. När människorna började framställa metaller i större skala avsatte detta spår i inlandsisarna. Det handlar främst om koppar och bly, som tillsammans med guld och silver var de första metaller som människan började tillverka och bearbeta. Det skedde i mycket begränsad skala redan för cirka sjutusen år sedan.

Under antiken ökade metallframställningen först i Grekland, och sedan noterades den snabbaste tillväxten i samband med Romarrikets framväxt och glansdagar.

Forskare som undersökt metallföroreningar i iskärnor från Grönland kan se hur halterna av koppar steg markant under antiken fram till det romerska imperiets fall. Därefter följde en nergångsperiod fram till cirka år 900. Den ökning av spår från kopparframställning som märks de följande tvåhundra åren kommer från den kinesiska Song-dynastin. Efter dess fall sjönk den kinesiska kopparproduktionen lika snabbt som den tidigare ökat.

Under den senare medeltiden togs nya kopparfyndigheter i bruk i Europa. Längre fram blev Falu koppargruva i Dalarna dominerande i världen. Spår även från denna gruva syns i Grönlandsisen, även om produktionen under Romarriket och Song-dynastin var flera gånger större.

Med den industriella revolutionen rakade kopparproduktionen våldsamt i höjden. Spåren i isen har dock inte alls ökat i takt med till-verkningen. Tidigare medförde gruvbrytningen, och speciellt smältningsprocesserna, väldiga utsläpp från öppna primitiva ugnar. Dagens moderna smältverk med reningsutrustning medför att utsläppen i atmosfären är en bråkdel av vad den var under antiken.

Utvecklingen för blyföroreningarna i Grönlandsisen överensstämmer i stort med den för koppar. Under antiken var det efterfrågan på silver som mest bidrog till utsläppen av bly. Silvret fanns främst tillsammans med bly i mineralet blyglans. Ur detta utvanns silver, vilket ledde till blyutsläpp i atmosfären.

Efter antiken dröjde det ända till industrialismens genombrott innan blyproduktionen kom upp på samma nivå som under det romerska riket.

I modern tid har det inte varit tillverkningen av bly som avsatt de största spåren i inlands-isarna, utan användning av fossila bränslen.

Den verkligt skyhöga toppen vad gäller blyföroreningar kom i stället med massbilismen och användningen av blyad bensin. Den blyade bensinen håller nu på att avskaffas, och därmed minskar även nedfallet av bly.