Svensmarks klimateori får rygstød fra Cern
Kosmisk stråling øger dannelsen af aerosoler i atmosfæren, viser længe ventet forskning. Resultaterne bekræfter dele af Henrik Svensmarks teori om, at kosmisk stråling har indvirkning på Jordens klima, men er dog ikke det endelige bevis på hele teorien.
Cloud-eksperimentet med den 26 kubikmeter store beholder, hvor betydningen af kosmisk stråling på dannelse af aerosoler studeres. (Foto: Cern)
Tema
Læs også
-
Dansk partikel-accelerator efterprøver kontroversiel klimateori
Læs mere om
Dokumentation
De første og længe ventede resultater fra et mangeårigt projekt ved Cern giver støtte til professor Henrik Svensmarks klimateori om, at kosmisk stråling kan påvirke dannelsen af aerosoler i atmosfæren – og dermed muligvis også klimaet på Jorden.
Eksperimentet kan dog ikke tages som et endeligt bevis for Henrik Svensmarks teori.
Eksperimentet har nemlig ikke har påvist, at de aerosoler, der dannes under påvirkning af den kosmiske stråling, vil vokse sig store nok til at fungere som kondensationskerner for skyer – eller for den sags skyld, at der er en sammenhæng mellem antallet af kondensationskerner og størrelsen af skydækket.
Resultaterne fra Cern, som offentliggøres i denne uge i Nature, kan derimod tages som en bekræftelse på de eksperimenter, som Henrik Svensmarks forskningsgruppe har udført med en accelerator ved Aarhus Universitet og som blev offentliggjort i Geophysical Research Letters i maj 2011.
I dette eksperiment viste forskere fra DTU og Aarhus Universitet, at de kunne øge antallet af aerosoler ved at sende elektroner med en energi på 580 MeV ind i beholder på 50 liter, indeholdende luft med små mængder af svovldioxid og ozon. Tidligere eksperimenter har vist, at noget lignende sker, når luften udsættes for gammastråling.
Antagelsen er, at det samme vil ske i den rigtige atmosfære, når den rammes af kosmisk stråling, og byger af elektriske ladede partikler udsendes.
Pioner fra Cerns acceleratorer
Ved Cloud-eksperimentet (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) bestråles luft i et kammer med et rumfang på 26 kubikmeter med ladede pioner.
Cern-forskeren Jasper Kirkby er talsmand for projektet. I en pressemeddelelse skriver han:
»Vi har vist, at kosmisk stråling i væsentlig grad kan øge antallet af aerosoler, der dannes i den midterste del af troposfæren (den nederste del af atomsfæren, red.) og højere oppe. Disse aerosoler kan siden vokse og blive til kondensationskerner for skyer.«
Eksperimenterne har vist, at i en højde over et par kilometer over jorden danner svovlsyre og vanddamp let aerosoler, og kosmisk stråling øger antallet med ti gange eller mere. I lavere højder er tilstedeværelsen af ammoniak også påkrævet for at stabilisere processen.
Forsøgene har også noget overraskende vist, at andre dampe ud over svovlsyre, vanddamp og ammoniak er påkrævet for dannelsen af aerosoler i lave højder. Det er noget, som forskerne nu er i gang med at undersøge nærmere.
Der er stadig et missing link
Det er dog endnu ikke påvist om aerosolerne, som har størrelse på nogle få nanometer, vil vokse sig store nok til at kunne fungere som kondensationskerner for skydannelse. Størrelsen af kondensationskerner er omkring 100 nanometer
”Det er stadig et åbent spørgsmål”, skriver forskergruppen som en af de afsluttende sætninger i deres artikel.
Seniorforsker Jens Olaf Pepke Pedersen fra DTU Space vurderer dog, at Cern-forskerne med det store kammer, de råder over, vil have gode muligheder for at studere dette i den kommende tid.
Han fortæller, at DTU Space selv være interesseret i at undersøge, hvordan aerosoler vokser.
DTU Space råder over et kammer med en størrelse på otte kubikmeter. Det er for tiden skilt ad, men efter flytningen af DTU Space fra Rockfeller-bygningen på Østerbro i København til DTU’s campus i Lyngby til april 2012 vil kammeret blive samlet igen.
»Jeg forventer, at vi vil være i stand til at følge aerosoler vokse i størrelse op til ca. 50 nm - ikke så langt fra størrelsen af kondensationskerner,« siger Jens Olaf Pepke Pedersen.
Hvis Cern eller DTU Space ser, at aerosolerne udvikler sig til egentlige kondensationskerner, er det det dog ingen garanti for, at kritikken af Henrik Svensmarks klimateori vil ophøre, for flere forskere anfører, at der er rigeligt med kondensationskerner i atmosfæren, og den kosmiske strålings effekt derfor er ligegyldig.
Henrik Svensmark har dog i en videnskabelig artikel beskrevet, at han har fundet belæg for dette efter at have lavet en sammenligning mellem vandindholdet i skyer og kortvarige soludbrud rammer Jordens atmosfære – de såkaldte Forbush-hændelser, som er opkaldt efter den amerikanske fysiker Scott Forbush. Analysen er dog ikke accepteret af alle forskere.
Udover at bekræfte de forskningsresultater, som DTU Space har opnået, viser Cloud-eksperimentet, at over et par kilometers højde i atmosfæren kan svovlsyre og vanddamp let danne aerosoler, og at kosmisk stråling mindst tidobler hastigheden hvormed de dannes.
Hård konkurrence
Henrik Svensmark og DTU Space var for mere end ti år siden med til at foreslå Cloud-eksperimentet.
Svensmark ragede siden uklar med Jasper Kirkby, som leder Cloud-eksperimentet, og DTU Space trak sig for nogle år siden helt ud af Cloud.
Til trods for den forskningsmæssige konkurrence mellem de gamle samarbejdspartnere er det dog overraskende, at Jasper Kirkby og de øvrige Cloud-forskere fra i alt 17 institutioner i otte lande kun referer til Henrik Svensmark en enkelt gang i deres videnskabelige artikel. Det sker i form af en henvisning til en artikel, som Henrik Svensmark skrev med Eigil Friis-Christensen i 1997.
Det undrer også Jens Olaf Pepke Pedersen.
»Jeg havde forventet, at en artikel fra Cern vil leve op til de etiske retningslinjer for publikation af videnskabelig forskning,« siger han.
Omdiskuteret artikel
Artiklen har været længe ventet. På baggrund af et interview med Cerns generaldirektør Rolf-Dieter Heuer i Welt Online for en måned siden har det været diskuteret på diverse websites, om Cern ville lægge bånd på forskerne.
»Jeg har bedt kollegaerne om at præsentere resultaterne klart, men ikke at fortolke dem. Det ville straks blive inddraget i den stærkt politiske klimadebat. Det skal være klart, at kosmisk stråling kun er en af mange parametre,« sagde Rolf-Dieter Heuer til Welt Online.
Det fik videnskabsjournalisten Nigel Calder, der i populær form har beskrevet Svensmarks teori i flere bøger, til ironisk at bemærke, at så burde Cern også skrive om LHC-forsøgene, at ’Higgsbosonen kun er en af mulige partikler i Universet, så undlad venligst at tage indikationer alvorligt’.
Det vides ikke, hvilke overvejelser Nature har gjort om artiklen, men det kan konstateres, at den har haft en usædvanlig lang gennemløbstid. Den blev indsendt allerede i september 2010 og blev først accepteret i sin endelige form i juni 2011. Det er meget få Nature-artikler, der har så lang gennemløbstid. Hovedparten bliver publiceret fire-fem måneder efter indsendelse.
