På sporet af Jordens tabte energi

Stadig flere drivhusgasser fanger Solens energi, men oceanerne optager ikke varmen. Det har man vidst i nogle år uden at kende år sagen. Nu begynder klimaforskere åbent at diskutere, hvor den overskydende varme mon er blevet af.

I oktober 2009 sendte den amerikanske klimaforsker Kevin Trenberth en e-mail til en række kolleger, hvori han skrev, at 'det er et faktum, at vi ikke kan gøre rede for den manglende opvarmning lige nu, og det er en parodi, at vi ikke kan.' E-mailen blev hacket sammen med mange andre e-mails fra en computer på det britiske klimaforskningsinstitut CRU på University of East Anglia, og har siden været genstand for megen diskussion med de skeptiske stemmer i klimadebatten.

I en artikel i fagbladet Science fra 16. april har Trenberth nu fået lov at forklare sin bemærkning for et større publikum. Og sagen er rigtig nok en smule irriterende. Ved at måle netto-indstrålingen fra Solen og netto-udstrålingen af varme på toppen af atmosfæren, er klimaforskerne i stand til at beregne, hvor meget energi, der bliver fanget på Jorden. Man mener at vide, at 90 procent af denne overskydende energi, der beløber sig til cirka én watt per kvadratmeter, er blevet brugt til at opvarme oceanerne. Resten har smeltet isen ved polerne, opvarmet jorden og atmosfæren.

Men siden cirka 2003 ser det ud til, at oceanerne ikke har optaget så meget varme, som de burde have gjort. Målinger på de såkaldte Argo floats - små bøjer fordelt over alle verdenshave, som kan dykke ned til to km under overfladen - viser, at temperaturen i oceanerne ikke er steget i samme grad, som Jordens øgede varmeoptag via drivhusgasserne i atmosfæren burde give anledning til. "Hvis den ekstra energi ikke er gået ind i oceanerne, hvor er den så blevet af?" spørger Trenberth og hans medforfatter John Fasullo i artiklen.

Argo-flåden

Argo er et internationalt overvågningssystem for verdenshavene, baseret på over 3.000 flydende bøjer eller sonder, der måler strøm-, temperatur- og saltprofiler ned til to kilometers dybde og sender data videre via satellit.

Argo-bøjerne driver med strømmen ved en kilometers dybde i knap ti dage. På den tiende dag synker bøjen ned til 2.000 meters dybde, hvoref ter den straks stiger op til overfladen igen, og i mellemtiden måler position, tryk, temperatur, saltindhold og i visse tilfælle også iltindholdet i vanden. På overfladen sender den sine data via satellit til en modtagerstation, der også mål er dens overfladebevægelse. På den ellevte dag påbegynder bøjen en ny runde.

Argo-bøjerne er forsynet med hydrauliske stempler, der kan skubbe mineralolie ud af bøjen og ind i en gummisæk i bunden. Når olien skubbes ud i sækken, udvider sækken sig så meget, at bøjen får en mindre densitet end saltvandet omkring, og dermed stiger op til overfladen. Hver bøje har batterier svarende til cirka fem års levetid. Her er det forskerne Gene Pillard og Annie Wong, der gør en bøje klar til udsættelse i Det Indiske Ocean.

Hvor er den henne?
Det er, hvad klimaforskerne forsøger at forstå. Det kan være, at satellitterne måler nettostrålingen forkert, eller at modellerne er forkerte. Men det kan også være, at der findes nogle effekter, som forskerne endnu ikke kender til.

Trenberth mente tidligere, at energien sandsynligvis går tilbage til universet. Planeten har nemlig en naturlig termostat i form af skyer, som enten kan opfange varmen og dermed øge temperaturen, eller reflektere sollyset og dermed afkøle kloden. Desværre kan forskerne endnu ikke måle denne effekt særlig godt. Det kan ifølge Trenberth også være, at energien forsvinder længere ned i oceanet - dybere ned end to kilometer, som er grænsen for Argo-bøjernes rækkevidde. Hvis det er rigtigt, kan det betyde, at varmen på et senere tidspunkt måske vil dukke op igen, med mere radikale ændringer af klimaet til følge.

En tredje spekulation går ud på at medregne den øgede vandstand og afsmeltningen af isen på Grønland og Sydpolen. Siden 1992 har satellitter målt en konstant stigning i vandstanden på 3,2 millimeter om året med en øget rate i 1997-1998 på grund af El Niño og en reduceret rate i 2007-2008 på grund af La Niña.

Grace-satellitten har vist, at oceanerne vejer mere og mere, og den øgede mængde vand fra det afsmeltede is måske kunne have kompenseret for oceanernes faldende varmeoptag. Problemet er bare, at den samlede afsmeltning ikke kommer i nærheden af at lukke hullet i energibudgettet, sådan som det bliver målt i toppen af atmosfæren.

For store fejlkilder
Den mest sandsynlige årsag er dog ifølge klimaforsker Eigil Kaas fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, at data er dårlige. »Der er en stor usikkerhed omkring de eksisterende data. Jeg mener derfor ikke, at man kan sige noget fornuftigt om, hvor den manglende energi er blevet af. Vi snakker jo om meget små ændringer i løbet af få år, og derfor mener jeg ikke, at hverken satellitdata eller oceandata endnu er sikre nok. Der kan også sagtens være tale om fejl i dataanalysen og ikke i selve data. Vi ved det ikke,« siger Kaas.

Hvad der gør problemstillingen kompliceret er de store udsving i oceanernes samlede varmeoptag hen over år og årtier, hvilket skyldes lokale vejrmønstre, skift i strømninger og andre former for naturlige variationer. Kun i løbet af de sidste seks år har Argo-målingerne været sikre nok, og det er derfor stadig svært at konkludere noget om de overordnede tendenser.

Klimaforsker Jochem Marotzke fra Max Planck Instituttet for Meteoro logi i Hamborg er enig med Kaas i, at det ikke er så meget et spørgsmål om manglende energi, som det er et spørgsmål om manglende overblik over fejlkilderne. »Min intuition fortæller mig, at plottet i Trenberths artikel undervurderer usikkerhederne i tallene,« siger Marotzke. »Grafen viser for eksempel oceanernes samlede varmeoptag ved at udregne differencen fra år til år. Selvom estimaterne er blevet bedre på det sidste, bærer de stadig rundt på en signifikant usikkerhed, og den bliver forstærket når man beregner forskellen mellem på hinanden følgende år.«

Også Professor Mojib Latif fra Institut for Maritim Meteorologi og Klimadynamik ved universitetet i Kiel mener, at vi stadig har for dårlige data om oceanernes varmeregnskab. »Jeg tror, at satellitmålingerne er relativt tillidsvækkende, selvom de også indeholder væsentlige usikkerheder,« siger Latif. »Min personlige holdning er, at tallene fra Argo-bøjerne stadig er meget inhomogene i rum og tid, især fordi de driver med strømmen, og fordi der først i de senere år er kommet nok af dem. Jeg er derfor overbevist om, at energibudgettet vil begynde at balancere, efterhånden som oceanmåling erne bliver bedre år for år.«

Frem i solen
Faktisk har forskellene mellem modellernes fremtidsprojektioner og data været tydelige siden 2005, og allerede i 2006 påpegede meteorologen Roger Pielke Sr. fra University of Colorado at Boulder i USA, at det var noget, som man skulle kigge på. Pielke Sr. har længe ment, at man burde bruge oceanernes varmeindhold som guldstandarden til at måle klima forandringerne med i stedet for den mere usikre overfladetemperatur, og han er bl.a. derfor blevet opfattet som en klimaskeptiker.

Ifølge Pielke Sr.'s søn, Roger Pielke Jr., der er ekspert i science policy, har det stadigt mere politiserede klima omkring IPCC gjort det svært for nogle forskere at diskutere uløste problemer og usikkerheder åbent. På sin blog skriver Pielke Jr., at skandalen omkring de lækkede CRU-e-mails måske har været medvirkende til at vende denne uheldige trend en smule. Uden lækagen af Trenberths e-mail fra oktober 2009 ville Science-artiklen f.eks. nok ikke være blevet skrevet.

De britiske Climategate-forskere er i mellemtiden blevet renset for alle anklager, og mange håber nu, at der kommer en mere konstruktiv debatkultur. Historien om den manglende energi er nemlig hverken et tegn på, at klimaforskere snyder, eller at vi mennesker ikke har indflydelse på klimaet. Den er et tegn på, at klimaforskning er svær, og at man kommer længst med at være åben omkring sine resultater og tanker.

I en interessant e-mailkorrespondance mellem Pielke Sr., Kevin Trenberth og Josh Willis fra Nasas Jet Propulsion Laboratory kan man på bloggen pielkeclimatesci.wordpress.com nu følge med i, hvordan forskerne endevender problemet med den manglende energi, og hvordan det i sidste ende ikke kun kan bidrage til en bedre forståelse af klodens klima, men også forbedre klimaet mellem de såkaldte fortalere og kritikere af klimaforskningen.
______________
Update 28. april 2010: Syndney Levitus og kolleger fra National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) i USA er på vej med en ny artikel i Nature om emnet. I en email skriver han: "We are presently updating our previous work on estimating ocean heat content. The results may show that all or part of the missing heat may be found in the World Ocean at depths greater than 700m. Even if we do not find all of the missing heat to be in the World Ocean that may just be due to a lack of data from depths greater than 2000 m."

Homo open source sapiens

Det var en overraskelse, da det humane genomprojekt viste, at mennesker kun har 25.000 gener. Nu er der kommet en ny overraskelse. Denne gang fra det europæiske MetaHIT-projekt, som både DTU og Syddansk Universitet deltager i. Her har man undersøgt menneskers tarmflora, og det viser sig, at den indeholder flere end 3,3 millioner bakteriegener. Det er 150 gange så mange, som menneskegener. Ergo: 99,3 procent af generne i vores kroppe er ukendt kode, der bor i vores mave, på huden, i mund og næse og sikkert også alle mulige andre steder.

En del biologer er nu begyndt at tale om, at menneskekroppen egentlig ikke er en organisme. Det er en 'superorganisme' bestående af tusinder af specialiserede arter - lidt ligesom et koralrev eller internettet. De kommunikerer i et netværk af signalstoffer, forsvarer helhedens helbred, hjælper med at fordøje maden og forbrænde energi. Vi er sikkert også vært for en endnu større hær af neutrale blaffere, symbionter og snyltere, der bare hygger sig på rejsen. Men kun et fåtal af dem er sygdomsfremkaldende.

Her har vi, med Søren Brunaks ord, stof til eftertanke. Den første eftertanke er, at vi er meget afhængige af bakterierne. Mikroberne udfører biokemiske opgaver, som vi ikke selv kan udføre. De udvider vores genetiske potentiale, og hvis vi ville flytte til en fjern planet, måtte vi sikkert tage halvdelen af biosfæren med for at kunne overleve. Det viser sig også, at bakterierne er yderst specialiserede. Hvert menneske har sin egen sammensætning af dem. Mange af kroppens helbreds- og sygdomstilstande kan således ses som rekombinerede blandingsforhold af bestemte bakteriekulturer. Vi er et amalgam af mikrobe- og menneskeceller. Og hver krop er sin egen evolutionære niche.

Tænker man lidt videre over det, er den anden og mere fundamentale eftertanke, at arter egentlig ikke er arter, men open source projekter. Se blot på evolutionshistoriens mange eksempler på, hvordan autonome bakterier er blevet integreret i større organismers kredsløb, efter at de viste sig at være nyttige og stabile. Tænk på cellernes mitochondrier, der oprindeligt var mikrober, men nu fungerer som oxidationskraftværk i alle celler med kerne. Tænk på chloroplast, som oprindelig var en blågrøn alge, men nu er planternes primære værktøj til at omdanne CO2og vand til ilt og sukker ved hjælp af sollys.

Et af de mest kendte manifester for open source-bevægelsen er Eric Raymonds 'The Cathedral and the Bazaar' fra 1997. Han lovpriste den åbne basar, fordi flere øjne er bedre til at finde fejl og lave forbedringer end den ene katedralarkitekt, der har udtænkt det hele. Evolutionen har uden tvivl brugt samme princip. Hver bakterie bidrager til det fælles projekt, ikke fordi den er en idealist, men fordi lortet skal virke. Jo mere udbredt en ny teknik er, jo hurtigere bliver den bedre. Gode bakterier ved, hvad de skal programmere - de bedste ved, hvad de skal genbruge.

Den nye syntetiske biotek-bevægelse, beskrevet i artiklen til venstre, har lært lektien. Den vil, må man håbe, tage magten fra biotekindustriens store Microsoft’er og gøre hvert enkelt biolab til en uafhængig open source-developer. Den vil dele koder, debugge, beta-teste og lytte til kunderne. Et perfekt design opnås ikke, når der ikke er mere at tilføje, men når der ikke er mere at fjerne. Og hvordan de enkelte moduler i sidste ende kombineres til større enheder, kan vi kun gisne om. Naturens bakterier har f.eks. fundet på at lave eukaryotiske celler, flercellede organismer og så bizare ting som højereordens pattedyr. Godt at der ikke var nogen, som tog patent.

Gør-det-selv-biotek er på vej til din garage

Komponer din egen DNA -kode, få et firma til at lave genet, test resultatet i en bakterie, og ændr verden. Den syntetiske biologi er på vej til at blive open source.

Læs hele artiklen som pdf

Den første transistor lignede noget, som enhver nørd ville kunne skrue sammen i en garage. Men det var en opfindelse, der førte til udviklingen af kæmpe mainframe computere og senere til mikroprocessoren. Produktionsprisen faldt hurtigt, og inden længe havde hackere opfundet pc'en, internettet og de sociale medier.

Det samme er ved at ske inden for biologien. Fra at være multimillion dollar forskningsprojekter med monsterlaboratorier og brede patenter, er biotek ved at modne til en mere folkelig sport, som alle kan bedrive. Amerikanske universiteter som MIT og spin-off-firmaer som Ginko Bio­works og BioBricks Foundation er i fuld gang med at bygge en open source infrastruktur, som gør det muligt for biohackere at lave sikre plug-and-play organismer til at udføre funktioner, hvor kun fantasien sætter grænser.

Siden 2004 har MIT f.eks. afholdt en årlig konkurrence for bioingeniørstuderende kaldet International Genetically Engineered Machine - forkortet iGEM, hvor man kan præsentere sine skabninger for andre. I 2004 lavede de studerende en bakteriekultur, som reagerede på lys ved at blive mørk. Det var verdens første menneskeskabte levende gigapixel kamera. I 2005 var der 13 hold som konkurrerede, i 2006 var der 38 og sidste år var der 112, som konkurrerede om at udvikle den sejeste syntetiske celle. De kommer fra næsten alle verdenshjørner, og deres kreativitet kender ingen grænser.

I 2008 lavede studerende fra Rice University en bio-øl, hvor ølgæret tilsættes to gener, der tilsammen kan omdanne sukker til resvera trol, som findes i bl.a. chokolade og vin, og som anses for at være god mod hjerte-kar-sygdomme. I 2009 lavede et hold fra Edinburgh en bakterie, som lyser grønt når den finder metal, og som kan bruges til at finde TNT-landminer med. Et hold fra Barcelona lavede en E. coli-bakterie, som kan finde gødningsrester i drikkevand. Og vinderne fra Cambridge byggede en bakterie, som kan producere alle regnbuens farvepigmenter.

Også danske studerende deltog for første gang i 2009. Holdet fra Syddansk Universitet lavede en bakteriefyldt bandage, som sikrer en bedre tilførsel af antibiotika til et sår, og holdet fra DTU fik en guldmedalje for at have designet en 'redoxilator', der lyser grønt, når en bakteries stofskifte er i top og klar til at producere.

Open source kultur

Plug-and-play biologien sætter ikke kun de unges fantasi i gang. Den åbner helt nye perspektiver for masseproduktion. Et hold fra Alberta i USA byggede sidste år et hjemmelavet Lego Mindstorm-apparat, som kan fungere som et automatiseret biolab til at lave kunstig genomdesign og -konstruktion på en chip. Improviserede biofabs er poppet op flere steder, og inden længe vil det være muligt for både dig og mig at få det hele lavet hjemmefra: vi komponerer sekvenser, sender dem over internettet til et firma, som syntetiserer DNA'et, sætter det ind i E. coli og tester resultatet.

Det nyåbnede labitat.dk på H.C. Ørstedsvej i København har også planer om at lave et gør-det-selv biolab, men på grund af omkostningerne ved at indhente tilladelser til at bygge et sikkerhedsgodkendt laboratorium, venter de foreløbig på en sponsor. Forskellige pionérvirksomheder som DNA 2.0 og Geneart er også begyndt at lave software til at redigere DNA med en open source teksteditor. Her kan man lege med livets kode, som var det haikudigte, og når man er tilfreds, trykke på print.

Iværksættere som Mac Cowell og Jason Bobe fra Boston har f.eks. grundlagt organisationen diybio.org (do-it-yourself biology), hvor de ved hjælp af tegneserier og videoer spreder budskabet om, hvordan man for 50 kroner kan købe en pcr-maskine på ebay, hvordan man isolerer og kloner DNA og bruger standardiserede BioBricks-dele til at bygge nye celler.

Biologi er teknologi

Sammenligningen med it-revolutionen er slet ikke så søgt, som man kunne tro. Bakteriernes logiske enhed er DNA, og deres komponenter er proteiner. Når man forbinder tilpas mange proteiner, kan man få metabolske kredsløb og porte. Sætter man kredsløb og porte sammen, kan man få mere komplekse netværk i gang, moduler og systemer, som producerer bestemte stoffer og output. Sætter man flere moduler sammen, får man en hel enhed, en computer, en levende celle. Biologi er teknologi.

Sætter man flere celler sammen i samme miljø, begynder de at kommunikere og udveksle ting og sager. Det gør de via kemiske og elektriske signalstoffer - hvilket er deres variant af en internetprotokol. I løbet af evolutionen har bakterier endda fundet ud af at kombinere hundrede trillioner af celler på en mere stabil måde - til at bygge organismer, deriblandt mennesker.

Ligesom alle former for værktøj, har også de biologiske enheder brug for standarder til at kunne kobles sammen.

I 2003 grundlagde Tom Knight (som er en gammel ARPANET-programmør) og Drew Endy fra MIT non-profit organisationen The BioBricks Foundation (BBF) med det formål at gøre for biologiske enheder, hvad naturen har gjort med gener: At give enhver mulig funktion en bestemt kode. BBF-registret giver kunstigt syntetiserede biologiske enheder et enhedsnummer, en funktion og en række specifikationer, så man kan gøre dem kompatible ligesom legoklodser og bygge videre på dem.

Bioteknologer har i de sidste 30 år stort set ikke lavet andet end at rekombinere eksisterende DNA-stumper for at se, hvad der sker, når man sætter dem tilbage i bakterier, hvor efter de laver proteiner ud af dem. For ti år siden begyndte de første firmaer at bygge DNA-printere, så forskerne ikke længere behøvede at klippe-klistre selv. I stedet kan de nu sende en kode, hvorefter et firma sender DNA’et tilbage. Fra 2004 var det blevet billigere at syntetisere DNA end at klone det i en bakteriekultur. Prisen er siden hen faldet hurtigere end Moores lov, og ligger nu på under to kroner per basepar. For de professionelle er det med andre ord blevet meget nemmere alt sammen. Og inden længe vil amatørerne også lege med.

Man skal nok regne med, at der går en del tid, før vi dropper de store produktionshaller, fordi det er blevet nemmere at gro tingene på sukker og sollys i baghaven. Men de grundlæggende teknologier er ved at blive udviklet nu, og perspektiverne er enorme. Læger og landmænd behøver ikke længere at være afhængige af store multinationale virksomheder, der dikterer valg af medicin eller såsæd, idet de kan udvikle deres egne open source løsninger. De nye bioteknologiske landvindinger vil heller ikke komme via store investeringer og strategiske tiårsplaner, men fra uafhængige producenter, der vil opfinde lokale produkter og fødevarer, nye veje til energiproduktion og helt nye typer af materialer.

Ramaskrig forventet

Den største hurdle for den syntetiske biologi er frygten for misbrug og ulykker. En ny undersøgelse af Eleonore Pauwels fra Woodrow Wilson International Center for Scholars kan fortælle, at den typiske borger ikke aner hvad syntetisk biologi er og kan, og at den første reaktion som regel er referencer til ‘at lege Gud’ og lave 'Frankensteins monster'.

Videnskabelige modargumenter vil nok ikke være de mest effektive i sådanne situationer. Selvom det er rigtigt, at teknologien som sådan er etisk neutral, og at naturen allerede har været den største hacker, vil de fleste mennesker nok først blive rolige igen, når fordelene ved den syntetiske biologi ikke længere er til at overse.

I mellemtiden håber biohackerne på, at den offentlige accept og tillid kan opnås i en kombination af åbenhed om fordele og ulemper, løbende samtaler og en stadig større akkumulation af viden. Der vil grangiveligt være uintenderede konsekvenser og også enkelte ulykker. Mens man kan sørge for de bedst mulige sikkerhedsforanstaltninger for kendte og ukendte risici, kan man i det lange løb dog kun håbe på at udvikle et tilpas rummeligt respons-system - en slags globalt immunsystem - til at håndtere de omvæltninger, den syntetiske biologi uden tvivl vil medføre, både for vores sociale, tekniske og økonomiske systemer . Men det er jo sådan alle levende organismer gør. De udvikler et immunsystem parallelt med de nye muligheder og farer, der dukker op på vejen.

Jordbunden afgiver mere CO2 end tidligere

De øgede globale temperaturer har fået jordbunden til at være mere aktiv. Det frigiver mere CO2 til mulig skade for klimaet.

Læs hele artiklen som pdf

Når snakken falder på klimaforandringerne, tænker de fleste på atmosfæren. Men både jordbunden og oceanerne afgiver hver især ti gange så meget CO2 om året, som vi udleder ved at afbrænde fossile brændstoffer og dyrke afgrøder. Små ændringer i oceanernes og jordbundens carboncyklus kan derfor have store konsekvenser for det samlede CO2-regnskab.

Ben Bond-Lamberty og Allison Thomson fra University of Maryland-College Park i USA har sat sig ned og samlet 439 eksperimentelle studier over hele kloden, der har målt på jordbundens respiration for at finde ud af, hvordan den korrelerer med de ændrede temperaturer. Resultatet viser, at jordbunden frigiver mere CO2, jo varmere det bliver. Spørgsmålet er nu, om det er farligt.

»Den globale flux af CO2 fra jordbunden op i atmosfæren var 98 gigaton carbon i 2008, hvilket giver en gennemsnitlig stigning fra 1989 til 2008 på 0,1 procent,« siger Ben Bond-Lamberty til Ingeniøren. Man ved ikke, om denne stigning er udtryk for, at jorden bare ånder hurtigere i et varmere klima, hvor der er flere planterester og flere mikrober på arbejde, eller om jordbunden effektivt taber carbon.

»Med mikroberne er det ligesom med os mennesker: Hvis vi bare ind- og udånder hurtigere, vil den samlede carbon i vores kroppe forblive nogenlunde konstant. Men hvis vi begynder at respirere så hurtigt, at vi begynder at tabe vægt, så frigives carbon i en positiv feedback cyklus,« forklarer han.

Flere data

Hvis det første er tilfældet, er der ikke grund til større bekymring end den, man har i forvejen. Hvis det andet scenarie viser sig at være korrekt, så er der grund til stor bekymring, for så er der tale om en positiv feedbackmekanisme, hvor der frigives mere CO2 ud i atmosfæren jo mere CO2, der er i forvejen. Men i det store spil er det lige så vigtigt at medregne, at planter vokser bedre når CO2-koncentrationen i atmosfæren stiger og i et varmere klima. Alt afhængig af fremtidens nedbør og vandbalance vil planterne kunne binde den øgede CO2 fra jordbundsrespirationen.

»Det kunne selvfølgelig også være både og,« forklarer artiklens medforfatter Allison Thomsen. »Planterne optager mere carbon via fotosyntesen, hvilket skaber flere planterødder, hvorved hele respirationen foregår hurtigere. Samtidig gør den øgede temperatur mikroberne mere aktive, hvilket frigiver mere carbon, hvilket igen øger temperaturen og så videre - hvor vi i sidste ende har en selvaccelererende cyklus.«

Desværre er det meget svær at finde ud af, hvilken effekt, der er størst. Man kan forsøge at måle helt præcist, hvorfra og hvor meget jordbunden optager carbon via nedbrydningen af planter og rodnettets udskillelse af væsker og dampe. Eller man kan monitorere jordbundens præcise indhold af carbon over tid.

Vigtigt ville det også være, hvis man kunne lave adskilte målinger på planternes og mikrobernes respiration under jorden, men problemet er, at der er mange symbiotiske forhold, som gør adskillelsen vanskelig. Desuden udgør de forskellige jordbundstyper og lokale klimaforhold sammenligningen over hele kloden meget vanskelig.

Ifølge professor Bo Elberling fra Institut for geografi og geologi på Københavns Universitet er det på høje tid med en ny metaundersøgelse på dette felt, og han er glad for at se, at data faktisk passer i forhold til, hvad man har antaget i klimamodellerne.

»Undersøgelsen passer fint ind i det store billede. Den viser helt overordnet, at der produceres mere CO2 til atmosfæren, når temperaturerne stiger, og den fortæller også, hvor stor effekten er. Når temperaturen stiger med 10 grader, vil jordbunden i gennemsnit respirere halvanden gang mere. Det stemmer fint overens med den normale værdi vi arbejde med inden for dette,« siger Elberling.

Skift i den globale carboncyklus?

I gennemsnit frigiver en kvadratmeter jord et halvt kilo carbon om året. Der er dog meget forskel på, hvad slags jord det er, og hvor det ligger. I troperne kan respirationen komme helt op over tre kilo om året og i frossen jord er tallet stort set nul. Respirationens temperaturfølsomhed er derimod meget høj ved lave temperaturer, hvilket betyder, at små temperaturstigninger ville kunne frigive enorme mængder af drivhusgasser - især methan fra tundraen.

Måleudstyr til at måle CO2 i jordbunden

At måle jordens respiration er svært. Op til 1980'erne var teknikken primært at bruge diverse kemikalier som natrium- eller naliumhydroxid, stikke dem ind i jorden, sætte en kasse hen over, og så se dagen efter, hvor meget CO2 der blev absorberet i kemikaliet.

Da den teknik ikke er særlig præcis, begyndte de fleste forskere for cirka 25 år siden at bruge gaschromatografi, hvor man bruger infrarødt lys til at måle mængden af CO2 som bevæger sig opad i luftlaget lige over jordbunden. De kan måle ned til ganske få ppm CO2.

De såkaldte 'Eddy flux'-apparater bruger også infrarøde gasanalyser, men er i modsætning til de små jordbundsmåleapparater placeret i et tårn over hele økosystemet, f.eks. en skov, og måler derfor hele landskabet.

En stigning fra nul til en grad Celsius i Sibirien ville for eksempel resultere i en 22 procent forøgelse af jordens respiration, mens en temperaturstigning fra 25 til 26 grader i Tyrkiet ville føre til en øget respiration på kun fem procent. Da man ved, at klimaforandringerne især vil medføre temperaturstigninger tæt ved polerne, er det afgørende at vide, om den øgede jordbundsrespiration vil blive matchet med et øget optag af CO2, eller om tundraen effektivt bare vil udskille CO2 (ud over den methan, som alle er bange for).

Det vigtigste og værste bidrag til den menneskeskabte klimaforandring er dog stadig afbrændningen af fossile brændstoffer og cementproduktion. Ifølge den seneste opgørelse fra Le Quéré og kolleger, publiceret i fagbladetNature Geoscience, løb dette op på 8,7 gigaton carbon i 2008, hvilket er en stigning på to procent fra 2007, 29 procent i forhold til 2000 og 49 procent i forhold til 1990.

Der er også tegn på, at planterne og oceanerne har sværere ved at optage CO2 end tidligere. Mens 60 procent af det menneskeskabte CO2 i atmosfæren blev fjernet igen for 50 år siden, gælder det nu kun for 55 procent. Det betyder en stigning på cirka fire gigaton carbon, eller cirka to ppm, årligt. Vi er dermed oppe på knap 390 ppm CO2 i atmosfæren, hvilket er næsten 40 procent over det præindustrielle niveau.