Doktorsfyrirlestur í jarðfræði - David J. Harning

Doktorsefni: David J. Harning

Heiti ritgerðar: Saga loftslags, jökla og eldgosa á Íslandi á Nútíma í ljósi niðurstöðu rannsókna á Drangajökli og umhverfi  (e. Refining the climate, glacier, and volcanic history of Iceland during the Holocene)

Leiðbeinendur: Dr. Áslaug Geirsdóttir, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands og dr. Gifford H. Miller, prófessor við University of Colorado Boulder

Einnig í doktorsnefnd:

Dr.Julio Sepúlveda, lektor við INSTAAR and Department of Geological Sciences, University of Colorado Boulder

Dr.Thomas M. Marchitto, dósent við INSTAAR and Department of Geological Sciences, University of Colorado Boulder

Dr.Robert S. Anderson, prófessor við INSTAAR and Department of Geological Sciences, University of Colorado Boulder

Dr.Alexandra Jahn, lektor við University of Colorado Boulder

Athöfn stýrir: Dr. Andri Stefánsson, prófessor og varadeildarforseti Jarðvísindadeildar Háskóla Íslands

Um er að ræða sameiginlega doktorsgráðu með University of Colorado Boulder.  Vörnin fór fram 13.mars sl.

Ágrip

Næmni Íslands fyrir veðurfarsbreytingum kemur fram í samfelldum veðurathugunum og veðurvísum og  skýrist að einhverju leyti af stöðu landsins á skilum  kaldra og tempraðra sjávar- og loftmassa, sem færast í takt við umhverfisbreytingar á Norður Atlantshafi. Samspil og þróun loftslags, jökla og eldvirkni fyrir tíma samfelldra mælinga er margslungið og margt er enn á huldu um hvernig orsakasamhengi er háttað.   Mikilvægt er að rýna betur í þessa ferla til að unnt verði að bæta spár um komandi umhverfis- og veðurfarsbreytingar. Þessi ritgerð greinir frá rannsóknum þar sem fjölþættum greiningaraðferðum er beitt í því skyni að betrumbæta skilning okkar á loftslagsbreytingum, útbreiðslu jökla og myndun gjóskulaga á Íslandi á Nútíma, með áherslu á Vestfirði og Drangajökul. Nákvæm greining á gjóskulögum, sem er að finna í seti vatna sem liggja að Drangajökli, var gerð til að ná fram áreiðanlegum aldursgreiningum á vatnasetinu og veðurvísum sem í því finnast, en þetta svæði hefur skort nákvæmt gjóskutímatal hingað til. Vitnisburður jökulframrása (stöðuvatnaset og aldursgreiningar á gróðri sem hefur komið í ljós undan hörfandi jökli) hafa að geyma nákvæm gögn um virkni Drangajökuls á Nútíma, studdur af veðurvísum (TOC, d13C, C/N og lífrænn kísill) sem finnast í seti stöðuvatnanna. Að auki var með þessu verkefni í fyrsta skipti á Íslandi beitt rannsóknum á tveimur hitastigs- og rakanæmum lífmerkjum (alkenones and branched glycerol dialkyl glycerol tetraether, GDGTs) í seti eins stöðuvatnsins og í jarðvegssniði sem er að finna á upptakasvæði þess, í þeim tilgangi að ná fram þróun magnbundins sumarhita á Nútíma.

Svipað og rannsóknir á sögu og þróun annarra íslenskra jökla gefa til kynna, benda niðurstöður okkar til þess að hlýindi árla á Nútíma (á bilinu 2° til 5 ° C yfir meðaltali síðustu áratuga) hafi leitt til hörfunar á forvera Drangajökuls. Fljótlega eftir að hámarki hlýnunar var náð, snemma á Nútíma, sýna veðurvísar í stöðuvatnaseti stigvaxandi hnignun í framleiðni vatnaþörunga og aukningu í jarðvegsrofi, sem svörun við hægfara lækkun sumarinngeislunar á norðurhveli jarðar. Drangajökull myndaðist á ný fyrir um 2300 árum, samhliða því að sumur tóku að kólna, og náði jökullinn hámarksútbreiðslu á litlu ísöldinni (fyrir 0,7-0,1 þúsund árum) þegar hitastig sumars er talið hafa verið ~ 1 °C undir meðalhita síðustu áratuga. Ástæður kaldra frávika á þessu tímabili eru tengdar minni sólarvirkni, aukinni eldvirkni (bæði sprengigosa og hraungosa) og innri breytileika veðurkerfa þar sem kólnun var viðhaldið af svörun hafs og hafíss.

Hitastigs- og rakanæma lífmerkið GDGT var að auki rannsakað í tveimur öðrum umhverfum; í jarðvegssniði frá Nútíma á hálendi Íslands, og í sjávarsetkjarna sem tekinn var af landgrunninu fyrir norðan Ísland.  Fyrir sjávarsetskjarnann var að auki þróaður íslenskur GDGT-hitastigskvarði, sem byggir á yfirborðssýnum teknum af sjávarbotninum og sýna niðurstöður möguleika á að ná fram minni óvissu (±0.4°C) með slíkri staðbundinni kvörðun samanborið við hnattræna kvörðun (±4,0°C). Staðbundin kvörðun er sérstaklega mikilvæg fyrir svæði eins og Ísland, þar sem hitastigstengsl GDGT víkur frá heildar línulegri fylgni hnattrænna kvarða (þ.e. köld og heit svæði). Þó kólnun á litlu ísöldinni endurspeglist greinilega í hámarksstærð Drangajökuls og eðlisrænum veðurvísum, kemur kólnun Litlu ísaldarinnar ekki skýrt fram í hitastigsnæma lífmerkinu (GDGT) í þeim þremur umhverfum sem hér eru til umfjöllunar (vatnaseti, jarðvegi og sjávarseti). Í fyrstu tveim tilfellunum, (þ.e. vatnaseti og jarðvegssniði), er líklegasta ástæðan rof á eldri jarðvegi frá hlýrri tíma (þ.e eldri jarðvegur hefur fokið yfir yngri jarðveg og í stöðuvatnið á hámarki litlu ísaldar), næringarefni og GDGT hafa blandast yngra efni að einhverju leyti og gefa því til kynna hlýrra hitastig en var í raun á litlu ísöldinni. Í sjávarsetinu benda lífmerkin til þess að þykkur og samfelldur hafís hafi myndast á hámarki litlu ísaldarinnar og náð að einangra sjó undir yfirborðinu og þannig komið í veg fyrir hitastreymi frá undirlögum sjávar til andrúmsloftsins. Þessi ritgerð bætir við nýjum og ítarlegum niðurstöðum sem eru mikilvægar fyrir gerð líkana sem miða að því að spá fyrir um þróun loftslags og hugsanlegar breytingar á næstu öldum.

 Um doktorsefnið

David J. Harning fæddist árið 1991 og ólst uppi í New Hampshire, Bandaríkjunum. Hann lauk B.Sc. prófi í jarðfræði frá Bates College (Maine).  Lokaverkefni hans fjallaði um loftslagbreytingar á seinni hluta númtíma og byggði á vettvangsvinnu og jarðefnafræðilegum greiningum á vatnaseti á Nýja Sjálandi. Hann hóf sameiginlegt doktorsnám við Háskóla Íslands og Háskólann í Colorado Boulder haustið 2015. 

Viðburður á facebook