Vad är Geovetenskap
”Vetenskapen om planeten jorden”
Martin Jakobsson
Professor i maringeologi och geofysik
Institutionen för geologiska vetenskaper
Bolincentret för klimatforskning
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
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
Geovetenskap innehåller delämnen som geologi,
naturgeografi, geofysik, geokemi, paleontologi, klimatologi,
meteorologi, hydrologi, oceanografi, glaciologi och biogeografi
Naturhistoriska riksmuseet
Inst. för miljövetenskap och analytisk kemi
Inst. för geologiska vetenskaper
Inst. för naturgeografi
Bolincentret för
klimatforskning
Utbildning
Kandidatexamen
Masterutbildning
Forskarutbildning
Meteorologiska institutionen
Geovetenskap vid Stockholms universitet
ANTROPOSFÄREN
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?
Bergarter
Havsis
Glaciärer
Kusterosion
Klimat
Vulkanism
Väder
Sveriges geologiska utveckling borde utgöra en del
av kunskapsbasen man får med sig från grundskolan
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.
Klimat och miljö
Foto: Martin Jakobsson
Foto: LKAB
Naturresurser
Foto: Andrew Schmidt/PublicDoamainPictures.net
Varför började jag med
geovetenskap?
Foto: Martin Jakobsson
1. Surfing
Hur fungerar havets cirkulationssystem?
Hur genereras vågorna?
Hur påverkar bottentopografin vågorna längs kusterna?
/ Namn Namn, Institution eller liknande
Foto: Svenerik Jakobsson
2. En inblick in polartrakterna via konst och fiske
Svenerik Jakobsson,
Antarktis 1989
”mot förintelse” Etsning av Svenerik Jakobsson
SWERUS-C3, ett brett geovetenskapligt program
“Case study”
The Swedish-Russian-US-Arctic Ocean
Investigation of Climate-CryosphereCarbon Interactions
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 Volker Brüchert, SU
PI Leif Anderson, GU
PI Michael Tjernström, SU
PI Göran Björk, GU
PI Christoph Humborg, SU
C3 = Carbon-Cryosphere-Climate
HAVSIS, PERMAFROST, KOLETS KRETSLOPP, GASHYDRATER I
BOTTENSEDIMENT, FRIGÖRELSE AV METAN,
GLACIATIONSHISTORIA, HAVSCIRKULATION, MOLNBILDNING
Barrow, Alaska
Wrangels ö
Oden i Barrow, Alaska
20 aug,
rotation
Nysibiriska
öarna
SWERUS 2014
Tromsö-Barrow-Tromsö på 90 dagar
Oden i Tromsö, Norge
Havsisutbredning, 23 sept.
Grönland
5 juli, start
3 okt, end
Tromsö,
Norge
SWERUS 2014
88 forskare/20 besättning, 14 nationer
Leg 1 (Photo Brett Thornton)
Leg 2 (Björn Eriksson)
Hur söker vi svaren på våra
forskningsfrågor?
i.
Hur mycket metan avges från bottensediment och
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
ii.
Har Arktiska oceanen haft havsisfria somrar under de senaste
årtusenden?
Analys av bottensedimentkärnor, studier av rester från organismer som kräver
öppet hav respektive havsis
iii. Hur påverkas havsisen av havscirkulationen och inflöde av
flodvatten?
Oceanografisk (fysisk och kemisk) kartering av vattenmassor
iv. Hur stora shelfisar har funnits i Arktiska oceanen under
tidigare glaciationsmaxima?
Geofysiska bottenkartering för glacial landformer på havsbotten, geologisk
provtagning
Våra verktyg
31/03/2015
/ Name name, Institution or similar
Sedimentprovtagare
Oden
multibeam
IB
Oden
multibeam
IB Oden penetrerande ekolod
EM 122, 12 kHz, 1°x1°
SBP 120, 2-7 kHz, 3°x3°
50-200 m
EM 122, 12 kHz, 1° x 1°
3-4 x vattendjupet
Finansierat av:
Knut and Alice Wallenberg Stiftelse
Vetenskapsrådet
Sjöfartsverket
Sensorer
Havsisen!
Bakgrund
Data och grafer från National Snow and Ice Data Center
Havsisen i Arktis
Foton: Martin Jakobsson
Mätserie tillbaka till 1979
Hur unikt är detta sett ur
ett längre tidsperspektiv?
Data och grafer från National Snow and Ice Data Center
Sea ice decline
versus rise in
atmospheric CO2
measured at
Barrow, Alaska
Sea ice source: National Snow and Ice Data Center
Johannessen, O.M., 2008. Decreasing Arctic Sea Ice Mirrors Increasing CO2 on
Decadal Time Scale. Atmospheric and Ocean Science Letters 1, 51-56.
But a sea ice free ocean can also take up CO2
r∼0.95
Jutterström, S., Anderson, L.G., 2010. Uptake of CO2 by the Arctic Ocean in
a changing climate. Marine Chemistry 122, 96-104.
How about CO2 variations on geologic time scales?
Havsisens historia
Proxies-numerical models
Tid
100000
1000
100
10 år
Modeling
Paleo-proxies
Arctic Ocean break down of summer sea ice during
early-mid Holocene?
“Similar as today, but for a different reason”
Jakobsson et al., QSR, 2010
Stranne, Jakobsson, Björk, QSR, 2014
Isfrysning, 21 sept
Isfrysning, 24 sept
Mörker, 27 sept
Mot Tromsö, 3 okt
26 Sept, 2014
Istidscykler
Images: Martin Jakobsson©
Database sources: ETOPO2, Blue Marble and QUEEN ice reconstructions
A former ice sheet in the Arctic Ocean
Mercer, J.H., Palaeo Palaeo Palaeo, 1970
Kara Sea
Barents Sea
Svalbard
John Hainsworth Mercer
(1922-1987)
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………..
Photo: Martin Jakobsson Place: Amundsen Sea, West Antarctica
MRU5+
rörelsesensor
Markus Karasti
EM2040, 200-400 kHz
Arne Lif
EM2040 image
Systerfartyg: Rospiggen
•
M/S Marjaana byggdes för Underås Sandtag AB 1944.
•
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
C3 = Carbon-Cryosphere-Climate
HAVSIS, PERMAFROST, KOLETS KRETSLOPP, GASHYDRATER I
BOTTENSEDIMENT, FRIGÖRELSE AV METAN,
GLACIATIONSHISTORIA, HAVSCIRKULATION, MOLNBILDNING
