Kosmisk stråling fra eksploderende stjerner medvirker til den globale opvarmning. Det hævder en kontroversiel teori fremsat af forskere på Dansk Rumforskningsinstitut. Teorien skal nu afprøves gennem en række eksperimenter.

Anført af Erik den Røde nåede de første vikingeskibe frem til Grønlands kyst omkring år 985. Her bosatte Nordboerne sig. Klimaet var mildt, farvandene var fiskerige, og jorden var frugtbar. I løbet af de næste par hundrede år spredte nordboerne sig op langs den vestgrønlandske kyst. Da bosættelserne var på deres højeste, levede 3-5000 nordboere i Grønland.

Noget gik imidlertid galt. 500 år efter den første bosættelse var de grønlandske nordboere sporløst forsvundet. De sidste sikre livstegn stammer fra begyndelsen af 1400-tallet.

Hvad skete der? Hvorfor forsvandt nordboerne fra Grønland? Det er stadig en gåde. Meget tyder imidlertid på, at en del af årsagen skal findes langt ude i rummet.

Strålingen fra kosmos

Styrken af den kosmiske stråling, der når ned til Jorden, varierer med Solens magnetiske aktivitet. Solen har et magnetfelt, der omslutter hele vores solsystem som en gigantisk boble og skærmer for den kosmiske stråling. Når Solens aktivitet er høj, er magnetfeltet stærkt og skærmer os mod en stor del af strålingen, mens en større del af strålingen slipper igennem til Jorden og resten af solsystemet, når sol-aktiviteten er lav.

Solens magnetiske aktivitet kan ses som solpletter, dvs. små, mørke områder på soloverfladen. Ved høj solaktivitet er der mange solpletter, mens få solpletter er udtryk for at vores stjerne er inde i en mindre virksom periode.

Den gådefulde sammenhæng

Det har længe været kendt, at der er en sammenhæng imellem Solens magnetiske aktivitet og Jordens klima. Et historisk eksempel er perioden fra 1645 til 1715, hvor Jorden gennemgik en usædvanligt kold tid. Perioden kaldes for "Maunder minimum". Fra 1690 til 1700 målte man de laveste temperaturer på den nordlige halvkugle i de sidste 1000 år.

I samme periode observerede astronomer, at der næsten ikke var nogen pletter at se på Solens overflade. Det er tegn på, at sol-aktiviteten var meget lav i de år og at der derfor slap mere kosmisk stråling igennem til Jorden.

Der er også andre tegn på, at der er en forbindelse imellem kosmisk stråling og Jordens klima. Når den kosmiske stråling kolliderer med atomkerner i Jordens atmosfære, dannes der en række nye grundstoffer. Et af disse stoffer er beryllium-10. Jo stærkere den kosmiske stråling er, jo mere dannes der af dette grundstof i atmosfæren.

Ved at undersøge iskerner fra den grønlandske indlandsis kan man finde ud af, hvordan koncentrationen af beryllium-10 har ændret sig gennem tiderne. Undersøgelser af de lag i iskernerne, der stammer fra årene omkring Maunder minimum, har vist, at der er en påfaldende sammenhæng imellem ændringer i temperatur og koncentrationerne af beryllium-10. Det tyder altså også på, at der er en sammenhæng imellem kosmisk stråling og Jordens klima.

Nordboernes forsvinden

I perioden fra omkring år 1000 til begyndelsen af 1300-tallet gennemgik Nordeuropa en relativt varm periode, der kaldes "middelaldervarmen". Det var i begyndelsen af denne periode, at Erik den Røde og hans følgesvende for første gang gik i land på Grønland.

Men i første halvdel af det 14. århundrede satte en langvarig kuldeperiode ind. Perioden, der skulle vise sig at blive omkring 550 år lang, blev siden hen kendt som "den lille istid". Klimaet blev koldere, vindene tog til og vintrene blev hårdere. Det betød, at nordboernes husdyr sultede og kornudbyttet svandt ind. Samtidig gjorde tiltagende isdannelser omkring Grønland det svært for skibe at nå frem til nordboernes kolonier med forsyninger. Sådan lyder teorien i hvert fald.

Noget tyder på, at ændringer i styrken af den kosmiske stråling kan have været en medvirkende årsag til denne klimaforværring. Et af de stoffer, der ligesom beryllium-10 dannes af kosmisk stråling i atmosfæren, er kulstof-14. Undersøgelser af årringe i træer har vist, at forekomsten af kulstof-14 har varieret i takt med temperaturændringerne i middelaldervarmen og den lille istid. Hvor usandsynligt det end kan lyde, er der altså tegn på, at de energirige partikler fra supernovaeksplosioner har haft indflydelse på nordboernes kranke skæbne.

Det manglende led: Skyerne

Her er det så, at den kontroversielle klimateori, der er fremsat af forskere fra Dansk Rumforskningsinstitut (DRI), kommer ind i billedet. Ifølge denne teori er det skyerne, der udgør det manglende led i den fysiske sammenhæng.

Det var seniorforsker Henrik Svensmark, der først kom på idéen i 1995. »En dag kom en kollega ind på mit kontor og fortalte om et seminar med to russiske videnskabsmænd, som han havde deltaget i«, fortæller Henrik Svensmark. »På seminaret havde de to russere foreslået, at kosmisk stråling kunne ændre atmosfærens gennemsigtighed ved at fremkalde bestemte kemiske processer.

Det fik mig til at tænke på det tågekammer, jeg havde set i min gymnasietid. I et tågekammer danner de energirige partikler fra den kosmiske stråling kondensspor i tågen - ligesom en flyvemaskine danner kondensspor hen over himlen. Det fik mig på den idé, at den kosmiske stråling kunne have en lignende effekt på et lidt større plan, nemlig i forbindelse med dannelse af skyer i Jordens atmosfære.«

Et kølende tæppe

Den første del af Svensmarks teori er ukontroversiel: Man ved, at når den kosmiske stråling passerer igennem atmosfæren, ioniserer den atomer, dvs. at den river elektroner løs fra atomkernerne. I den nederste del af atmosfæren er kosmisk stråling årsag til næsten al ionisering.

Det andet - og kontroversielle - led i teorien er hypotesen om, at ioner har stor betydning for dannelsen af de såkaldte aerosoler i atmosfæren. Aerosoler er små støvkorn, hvorpå vanddamp i atmosfæren fortætter sig til de små dråber, som skyer består af. Mængden af aerosoler påvirker antallet, størrelsen og levetiden af dråberne i en sky.

Teoriens tredje hovedled - som er alment accepteret - er, at skyer påvirker Jordens temperatur, fordi de reflekterer solstråling. Derfor har variationer i mængden af skyer indflydelse på temperaturen ved jordoverfladen. Lave skyer fungerer eksempelvis som et kølende tæppe, der hindrer solstråling i at nå ned til Jordens overflade.

Summa summarum: Kosmisk stråling har indflydelse på Jordens klima, fordi strålingen påvirker dannelsen af skyer.

Teorien om, at der er en sammenhæng imellem kosmisk stråling og skydannelse underbygges af satellitobservationer af Jordens skydække gennem den seneste snes år. Observationerne viser, at mængden af skyer lavere end tre kilometer følger variationerne i den kosmiske stråling.

Eksperimentel test

»Men selvom computerberegninger viser, at ioner kan have indflydelse på aerosoldannelsen, kan det ikke bruges som bevis på, at den kosmiske stråling har indflydelse på skydannelsen«, forklarer Henrik Svensmark. »Computermodellerne indeholder nogle meget simplificerede antagelser og mange af delprocesserne i dannelsen af aerosoler er kun indirekte beskrevet.«

Derfor planlægger han sammen med sin samarbejdspartner Nigel Marsh, der også arbejder på DRI, at undersøge ioners betydning for aerosoldannelsen gennem en række eksperimenter. I et rum i kælderen under instituttet har forskere og teknikere opbygget et stort kammer, hvor man kan variere antallet af ioner i luften og måle, hvilken effekt det har på dannelsen af aerosoller i kammeret. »Forsøget skal vise, hvor stor effekt den kosmiske strålings ionisering af atmosfæren har for dannelsen af aerosoller i praksis«, forklarer Henrik Svensmark.

Eksperimenterne på DRI er en del af et verdensomspændende forskningssamarbejde, der skal teste de forskellige elementer i den kontroversielle klimateori.

Menneskeskabt opvarmning?

Imidlertid er Solens aktivitet gennem de sidste hundrede år samtidig steget til det højeste niveau i de sidste 700 år. Og nye resultater har vist, at Solens magnetfelt er blevet fordoblet gennem det 20. århundrede. Det betyder, at mindre kosmisk stråling når ned til Jorden.

Hvis den kosmiske stråling vitterligt har indflydelse på skydannelsen, kan en del af den målte temperaturstigning gennem det sidste århundrede således meget vel skyldes ændringer i Solens magnetiske aktivitet. Det er i hvert fald en rimelig teori, vi må undersøge nærmere, mener Henrik Svensmark: »Jordens klima har altid været underkastet naturlige variationer. For at finde ud af, hvilke variationer, der skyldes menneskelig aktivitet, er det nødvendigt først at forstå de naturlige årsager til, at klimaet forandrer sig. Og meget tyder på, at processer langt ude i universet påvirker vores klima mere direkte, end vi hidtil har forestillet os.«