1.1 Introduksjon til jordsystemet

En planet som henger sammen

Tenk deg at du står på en fjelltopp en klar dag. Under deg ligger bergartene, foran deg glitrer havet, over deg hvelver atmosfæren seg, og rundt deg vokser planter og kryr av liv. Det føles kanskje som fire helt atskilte verdener. Men i geofag lærer du noe overraskende: alt dette henger sammen i ett eneste stort system.

Jorden er en helt spesiell planet. Den har flytende vann, en atmosfære som skjermer oss mot skadelig stråling, og et utrolig mangfold av liv. For å forstå hvordan planeten egentlig fungerer, kan vi ikke studere hver del for seg. Vi må se den som en helhet -- en samling deler som hele tiden påvirker hverandre.

Et system er nettopp det: en samling komponenter som samvirker og utveksler energi og materie. Her dukker det opp et viktig skille. Jorden er et åpent system for energi -- solstråling strømmer inn, og varme stråler ut igjen til verdensrommet. Men for materie er jorden et tilnærmet lukket system. Svært lite stoff forlater eller ankommer planeten; det vi har, blir resirkulert om og om igjen. Atomene i kroppen din har vært på jorden i milliarder av år.

Slik tenker en geolog

Når vi studerer jorden som et system, ser vi etter noen helt bestemte byggesteiner. Først er det reservoarene -- stedene der materie lagres. Havet er et enormt reservoar for vann, atmosfæren for gasser, og bergartene for karbon og mineraler. Mellom reservoarene skjer det en stadig fluks, altså en overføring av materie eller energi fra ett sted til et annet. Når vann fordamper fra havet til lufta, er det en fluks.

Når fluksene går rundt og rundt, får vi sykluser eller kretsløp -- materie som sirkulerer i stedet for å forsvinne. Vannkretsløpet og karbonkretsløpet er to slike sykluser du møter igjen senere. Til slutt har vi tilbakekoblinger, mekanismer som enten forsterker eller demper endringer i systemet.

Vi kan samle dette i en kort definisjon. Jordsystemet er helheten av alle jordens komponenter -- geosfæren, hydrosfæren, atmosfæren og biosfæren -- sammen med alle prosessene og samspillet mellom dem. Hele systemet drives av to energikilder: energi fra solen utenfra, og varme fra jordens eget indre.

To motorer driver planeten

Hva er det egentlig som får jorden til å være en levende, dynamisk planet og ikke en død steinkule? Svaret er to energikilder som virker samtidig.

Den første er solen -- den eksterne energien. Solstråling driver vær, klima og hele vannkretsløpet. Den er forutsetningen for fotosyntesen, og dermed for alt liv. Og fordi solen varmer ujevnt -- mest ved ekvator, minst ved polene -- settes både vinder og havstrømmer i bevegelse. Den ujevne oppvarmingen er selve motoren bak værsystemene.

Den andre kilden ligger inne i planeten selv: jordens indre varme. Den kommer dels fra radioaktiv nedbrytning i kjernen og mantelen, dels fra restvarme helt fra den gang jorden ble dannet. Denne interne energien driver platetektonikken, vulkanismen og jordskjelvene. Det er samspillet mellom disse to motorene, sol utenfra og varme innenfra, som gjør jorden så aktiv.

Et godt eksempel på hvordan systemet henger sammen, er et vulkanutbrudd. Når en vulkan får utbrudd, påvirkes alle deler av jordsystemet på én gang. I geosfæren strømmer magma ut og danner nye bergarter. I atmosfæren slippes det ut aske og gasser som $CO_2$ og $SO_2$. I hydrosfæren kan slamstrømmer, kalt laharer, oversvømme elver, og $SO_2$ kan gi sur nedbør. I biosfæren ødelegges vegetasjon lokalt -- men på sikt blir vulkansk jord svært fruktbar. Store utbrudd kan til og med kjøle ned hele klimaet en periode, fordi askepartiklene reflekterer sollys: en kortvarig «vulkansk vinter».

Oppsummering

I denne fortellingen har du sett at jorden best forstås som ett sammenhengende system. Det er et åpent system for energi, men et tilnærmet lukket system for materie -- stoffet resirkuleres i stedet for å forsvinne. Vi beskriver systemet med fire byggesteiner: reservoarer der materie lagres, fluks som overfører materie og energi mellom dem, sykluser der stoffet sirkulerer, og tilbakekoblinger som forsterker (positiv) eller demper (negativ) endringer.

To energikilder holder planeten i live: solstrålingen utenfra og jordens indre varme innenfra. Et vulkanutbrudd viser hvordan alt henger sammen -- ett enkelt hendelse rører ved geosfæren, atmosfæren, hydrosfæren og biosfæren på samme tid. Denne systemtankegangen er nøkkelen til resten av geofaget.