Styr solens fläckar jordens klimat?

2008-10-28 23:01  

Vad i all världen har spannmålspriserna på 1600-talet med solfläckar att göra? Faktiskt en hel del, får man veta i den engelske vetenskapsjournalisten Stuart Clarks prisbelönta bok om solforskning – ”The Sun Kings”.

Den 28 juli 1851 inträffade en total solförmörkelse i Göteborgstrakten, en begivenhet som lockade astronomer från när och fjärran till Västsverige. En engelsk herre vid namn Richard Carrington hade begivit sig till Lilla Edet, där han satt upp sin apparatur för att registrera händelsen.

Richard Carrington kom från en familj som gjort sig en förmögenhet på att brygga öl. Richard själv beslöt törstade dock mer efter kunskap, och kunde som ekonomiskt oberoende gentleman viga sitt liv åt vetenskapen.

Att solen ofta har fläckar var känt sedan antiken. Men vad fläckarna bestod av, eller varför de dök upp och fösvann, var ett mysterium. Kanske var de hål i en glödande molnmassa? Eller var de i själva verket någon sorts berg som stack upp? Carrington var fast besluten att ta reda på saken. Det var därför han hade kommit till Lilla Edet.

Under de minuter som den totala förmörkelsen varade kunde han observera den lysande koronan, och se hur glödande filament sträckte sig flera soldiametrar ut från den förmörkade solen.

Om solforskningens historia och Richard Carringtons med tiden så tragiska öde berättar Stuart Clark i sin bok ”The Sun Kings” (Princeton 2007, 224 sidor).

Redan Galileo Galilei hade skaffat sig ett teleskop som projicerade solytan på en vit duk så att den kunde studeras. Samma teknik användes senare av William Herschel, mannen som 1781 upptäckte planeten Uranus och den infraröda strålningen.

Herschel studerade hur solfläckarna dök upp och försvann, och fann att mängden solfläckar varierade. Antalet tycktes öka och minska med en period om elva år. Men varför det?

Herschel funderade på om solfläckarna kunde ha någon inverkan på klimatet. Kanske sken solen lite mindre när ytan var koppärrig? Tyvärr fanns inga meteorologiska mätdata bakåt i tiden.

Men Herschel fann på råd. Han tänkte sig att när klimatet varit kallare borde skördarna ha blivit sämre, och därmed vetepriset högre. En undersökning av spannmålspriserna visade att det fanns en viss korrelation, men tvärt emot vad han tänkt sig. Det var under perioder med många solfläckar som vetepriset hade varit lågt. Ju fler solfläckar desto varmare klimat, alltså.

Det astronomiska observatoriet i Greenwich i London hade egentligen bara en uppgift, att skapa bra metoder för celest navigation för flottan. Det gällde att kartlägga stjärnhimlen och planetbanorna och skapa tabeller som gick att använda ute på världshaven så man med dess hjälp kunde finna latitud och longitud.

Med sextant, kronometer och kompass skulle man alltid kunna finna sin position och sätta kurs.

Kompassnålen pekade emellertid inte mot den geografiska nordpolen, utan mot en magnetisk pol, belägen någonstans i kanadensiska Arktis. Därför behövde man alltid korrigera kompassriktningen, olika mycket beroende på var på jordklotet man befann sig. Inte nog med det. Det visade sig också att kompassnålen ibland fick fullständig fnatt, och inte visste vart den skulle peka. Vid sådana tillfällen brukade man också kunna se starka norrsken. Den tyske naturforskaren Alexander von Humboldt kallade sådana händelser ”magnetiska stormar”.

Under första hälften av 1800-talet anlades en rad magnetiska mätstationer runt om i världen för att i ett internationellt forskningsprojekt (se

Läs mer: Vetenskap och äventyr

Ganska snart märkte man att de kraftigaste magnetiska stormarna inträffade vid eller strax efter solfläcksmaximum. Vad kom det sig?

Det är här gentlemannen Richard Carrington kommer in i bilden. När han den 1 september 1859 utförde sin dagliga solobservation såg han plötsligt en starkt lysande flamma skjuta ut vid kanten av en stor solfläck. På några minuter hade den flyttat sig en sträcka som motsvarade mer än jordens diameter, innnan den bleknade och försvann. När han några dagar senare besökte magnetobservatoriet i Kew utanför London visade det sig att man där hade registrerat en stark störning i magnetfältet samtidigt som Carrington sett ljusflamman.

Men det var ingenting mot de störningar som uppstod ett knappt dygn senare. En kraftig magnetstorm slog ut telegrafledningarna och fick fartygskompasser över hela världen att löpa amok.

Uppenbarligen var det solfläckarna som ställde till med magnetstormarna. Men hur? Carrington skulle aldrig själv få veta det. Han tog sitt liv i samband med en osedvanligt tragisk kärleksaffär.

Det skulle dröja till början av 1900-talet och upptäckten av elektronen innan man förstod att en ”flare” i en solfläck som den Carrington observerat, är ett magnetiskt utbrott på solen som avfyrar stora mänder joniserad gas ut i rymden. Om nu det laddade gasmolnet passerar jorden störs det jordmagnetiska fältet, och strömmar induceras i exempelvis telegrafledningar och kan slå ut all kommunikation. Laddade partiklar i atmosfären ger upphov till norr- och sydsken.

Det visade sig också att solen inte bara har en enda cykel om elva år, utan också andra med längre perioder. Carringtons vetenskapliga arvtagare Walter Maunder kunde i början av 1900-talet visa att jorden under perioder med få solfläckar varit avsevärt kallare än under perioder med många.

Ett långt solfäcksminimum åren 1630–1715 sammanföll med ”Lilla istiden”, en period med ovanligt bistra vintrar. Att det var kallt vet vi svenskar mycket väl, för 1658 kunde Karl X Gustav marschera med hela sin armé över de frusna Bälten och tvinga till sig Skånelanden vid panikfreden i Roskilde.

Solfläckar påverkar alltså klimatet, så långt kan alla vara överens. Men hur mycket?

– Nu är vi inne på grumliga vatten, säger Stuart Clark. En del lobbygrupper tar detta som intäkt för att man inte behöver göra något åt utsläppen av växthusgaser.

Många solfläckar ger varmare klimat

Solens magnetiska aktivitet har en indirekt inverkan på vädret, hävdar danska forskare.

De som hävdar att mänsklig verksamhet och utsläpp inte har något med klimatförändringen att göra hänvisar ofta till de danska forskarna Henrik Svensmark och Eigil Friis-Christensen. De har funnit ett samband mellan mängden infallande kosmisk strålning och molnbildningen på jorden.

Det har länge varit känt att för att vattenånga i atmosfären ska kondensera så att moln bildas, krävs kondensationskärnor. De kan vara fina stoftpartiklar som förts upp i atmosfären genom vulkanutbrott, men de kan också vara partiklar som kommit med den kosmiska strålningen från yttre rymden. Danskarna har funnit att ju kraftigare solens magnetiska aktivitet är, det vill säga ju fler solfläckar, desto mer avlänkas de laddade kosmiska partiklarna från jorden och desto färre moln bildas i atmosfären.

Molntäcket verkar reflekterande på solljuset, så färre moln innebär att jordens medeltemperatur ökar.

Enligt Svensmark och Friis-Christensen befinner sig solen nu i en period av hög magnetisk aktivitet, vilket verkar uppvärmande på jorden. Hur kraftig denna uppvärmning är jämfört med den som skapas av människan genom utsläpp av växthusgaser är dock inte känt.

– Det är meningen att man ska göra experiment vid den stora acceleratorn LHC vid Cern för att försöka förstå molnbildningen, säger vetenskapsjournalisten Stuart Clark. Projektet går under akronymen Cloud, där tanken är att skapa ”konstgjord” kosmisk strålning i acceleratorn och se hur den interagerar med fuktig luft. Men LHC kom ju knappt ens igång innan den fick punktering, så alla experiment är framskjutna i tiden. Tidigast 2011 lär man komma till skott.

– Ett annat liknande experiment, fast från en annan utgångspunkt planeras av franska rymdstyrelsen CNES i projektet PICARD.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer