UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Uddannelses- og Forskningsudvalget 2014-15 (2. samling)
UFU Alm.del Bilag 31
Offentligt

Aktuel

NATURVIDENSKAB

SEPTEMBER I 2015

FORSKNING • ERKENDELSE • TEKNOLOGI

Pris kr. 50,00

Kemi

mellem stjernerne

Naturgenopretning – nu med videnskab

Effektelektronik – en nøgleteknologi i energisystemet

Er vandremuslingen en trussel?

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

På vej mod de to grader

Politiske beslutninger på klimaområdet halter efter den aktuelle viden.

Det kan gøre det svært at holde de målsætninger, der faktisk bliver besluttet.

Ved Sebastian H. Mernild,

klima- og polarforsker (ph.d.),

forskningsleder ved Center for

Scientiﬁc Studies i Chile.

SHM er medforfatter på den

seneste rapport fra IPCC

og med i styregruppen for

Climate and Cryosphere,

under World Climate

Research Program, World

Meteorological Organization,

United Nations.

[email protected]

fter de pauvre resultater i klimatopmøde-regi er der

igen fra politisk side lagt op til, at en målrettet klima-

aftale kan blive en realitet ved COP21 i Paris senere

på året. Og dog. De seneste politiske udmeldinger

peger i retning af, at

ﬂ

ere lande, inklusive Danmark,

ikke vil følge FN's klimapanel IPCC's anbefalinger om

en reduktion af den menneskeskabte CO

-udledning.

Anbefalinger, som har til formål bl.a. at forhindre, at

den globale middeltemperatur i kommende årtier

stiger mere end to grader i forhold til det præindu-

strielle niveau.

Betyder den manglende politiske vilje, at vi allerede

nu skal indstille os på en fremtid med et betydeligt

varmere klima – med en risiko for

ﬂ

ere ekstreme

klimahændelser og en højere global middel-havvand-

stand end i dag?

Videnskabeligt er det dokumenteret, at udledningen

af menneskeskabte drivhusgasser til atmosfæren

påvirker energiforholdene i klimasystemet, herunder

ophobningen og udvekslingen af varmeenergi mellem

atmosfæren, landjorden og oceanerne. Det får klodens

middel-overﬂadetemperatur til at stige. Overﬂade-

temperaturen er allerede nu øget med mere end en

tredjedel af den politiske togradersmålsætning. Fort-

sætter tendensen, vil vi ved dette århundredes udgang

sandsynligvis have en global middel-temperatur 2–3

grader over nutidigt niveau. Som klimaforsker er man

velvidende om, at de klimamodeller, der anvendes

til fremskrivninger, ikke er 100 % perfekte fysiske

redskaber. Men de er statistisk sikre nok til at infor-

mere os om fremtiden. Nøgternt betyder det, at to

graders-målsætningen meget vel tidligst vil blive over-

skredet i 2040’erne.

vi har om udviklingen i massetabet fra både indlands-

isen og det antarktiske isskjold. En udvikling, der går

mod et accelererende tab og mere ustabile isforhold

– specielt i Vestantarktis. Sådanne forhold i Vestant-

arktis kan medføre pludselige afbræk af gletscheris,

som ikke er medregnet i IPCC’s estimat frem mod 2100.

Det er derfor sandsynligt, at de fysiske forandringer, vi

ser i isskjoldene i dag, kun er toppen af isbjerget, hvor

øget isbidrag til verdenshavene vil være en uundgåelig

konsekvens i et fremtidigt varmere klima.

Den store joker

Det er en videnskabelig udfordring fuldt ud at forstå

havets effekt på isens dynamiske forhold, fx på vari-

ationer i hvor isen mister kontakten til havbunden og

på kælving af isbjerge, herunder isstrømmenes fysiske

forhold. Vores modeller er pt. ikke gode nok til at repro-

ducere disse forhold i et nutidigt perspektiv, og derfor

ej heller i et fremtidigt. James Hansen pointerer, at

gletscherisen, der er i direkte kontakt med havvand,

vil reagere hurtigere end det, modellerne antyder, og

end det, der er forudsagt af IPCC.

Der er ingen tvivl om, at Antarktis kan blive den store

joker i fremtidens vurderinger af udviklingen i det globale

havniveau (også for Danmarks vedkommende, selv

om variationer i havniveauet netop omkring Danmark

ifølge statsgeolog Jens Morten Hansen (AN, 3/2015)

synes at være under indﬂydelse af en række natur-

lige processer og svingninger uafhængigt af istabet

og varmeudvidelsen fra et varmere hav). Det skyldes

specielt, at adskillige gletschere omkring Amundsen-

havet og Vestantarktis, inklusive Pine Island-glet-

scheren, er indtrådt i en irreversibel tilbagetrækning.

Pine Island-gletscheren er den største individuelle

antarktiske bidragsyder til det stigende havniveau,

og den har over det seneste årti trukket sig mere end

10 km tilbage. Forventeligt vil den trække sig yder-

ligere 40 km tilbage i kommende årtier som en konse-

kvens af tilpasningen til de nutidige fysiske forhold. Til

sammenligning er der fx i Sydøstgrønland observeret

en tilbagetrækning af indlandsisens udløbsgletschere

på omkring 6 km siden 1932/33 til i dag.

Meget peger på, at forandringerne i dag sker hurtigere

end IPCC’s rapporter viser. Det understreger et behov

for, at der langt hurtigere træffes politiske beslutninger

i kølvandet på rapporternes offentliggørelse. Ellers risi-

kerer vi at der træffes beslutninger om reduktionskrav

til udledning af drivhusgasser på grundlag af forældet

viden. Aktuelt betyder det, at togradermålsætningen

meget vel kan blive overskredet og medføre øgede

klimaekstremer og stigende havniveau.



SYNSPUNKT

Toppen af isbjerget

Skal man tro en nylig studie publiceret i juli 2015

af bl.a. ledende internationale is- og klimaforskere,

inklusive James Hansen (den tidligere chef for NASA

Goddard Institute for Space Studies i New York), er

selv en temperaturstigning på to grader alvorlig nok

endda. Allerede inden vi rammer de to grader, vil der

sandsynligt forekomme en øget hyppighed af klima-

ekstremer med alvorlige konsekvenser til følge. Lige-

ledes kan gletscherne, der er i direkte kontakt med

havvand, føre til en "pludselig" global middelhavvand-

stigning på op til 5 meter – ved afbræk – inden for

en tidshorisont på omkring 100 år. Disse havniveau-

vurderinger er betydeligt over IPCC’s seneste konserva-

tive estimat på 0,3 - 0,9 meter frem mod 2100. Trods

usikkerheden må IPCC’s tal vurderes til at være lavt

sat – specielt set i lyset af de seneste observationer,

Aktuel Naturvidenskab

Aktuel Naturvidenskab 3 4 2013

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Indhold

FORSKNING OG NYHEDER

Kort nyt

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Naturgenopretning – nu med videnskab . . . . . . . . . . . . .

Er vandremuslingen en trussel i danske vandløb? . . .

Solformørkelser og energiproduktion . . . . . . . . . . . . . .

Effektelektronik – en nøgleteknologi i energisystemet .

Kemi mellem stjernerne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PERSPEKTIV, DEBAT OG SERVICE

Synspunkt: På vej mod de to grader? . . . . . . . . . . . . . . . .

Naturgenopretning

– nu med videnskab

Mange danske søer og vandløb er blevet

genoprettet, uden at deres udvikling

efterfølgende er blevet dokumenteret.

Det gør vi til gengæld i den nyskabte Filsø

og den lysåbnede Øle Å på Bornholm for

at høste viden og nødvendige erfaringer

om optimal naturforvaltning.

Måneartikel uden overbevisende databehandling . . .

– med svar og replik

Halleluja for miljøforkæmperen pave Frans! . . . . . . . .

Bøger:

Eske Willerslev – han gør det døde levende

Forandringens vinde - Nye Teknologihistorier

. . .

Citizen science: Opdag havet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bagsiden: Førsteårs-forskere

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kemi mellem stjernerne

Stjernetåger kan populært sagt opfattes som en tynd

”suppe” af molekyler. En udskældt type molekyle her

på Jorden bærer måske en del af svaret på, hvordan

den kemiske mangfoldighed opstår i disse områder

af rummet.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

KORT NYT

DMI klar med næste

generation vejrmodeller

DMI's nye supercomputer er snart klar til at regne på Kongerigets vejr.

I første omgang øger maskinen fra amerikanske Cray instituttets reg-

nekraft med en faktor 3. Ved en opgradering i 2018 stiger regnekraf-

ten yderligere med en faktor 10 i forhold til i dag.

Evnen til avanceret talknusning får dog hurtigt ben at gå på. Udviklerne

ved DMI står allerede på spring med nye, avancerede vejrmodeller, der

skal forbedre både den daglige vejrudsigt og varslingen af farligt vejr.

En af forbedringerne er

ﬁ

nere masker i det 3D-net af beregningspunk-

ter, som modeller består af. »Når maskestørrelse bliver mindre, skal

ligningerne for atmosfæren løses mange

ﬂ

ere gange, og det er dyrt i

regnekraft. En fordobling af opløsningen i de tre rumlige dimensioner

plus tidsdimensionen gør modellen omtrent 16 gange tungere for com-

puteren,« fortæller Bent Hansen Sass, der har ansvaret for modelud-

viklingen ved DMI.

De nye modeller er bedre til at forudsige fænomener på små horison-

tale skaler som fx kraftige byger, der giver skybrud, eller den frygtede

grønlandske piteraq-vind. Maskestørrelsen i DMI’s modeller er i dag

mellem 3 og 5 km. DMI vil gerne helt ned omkring 1 km eller mindre

for de modeller, der beregner det danske vejr og for dem, der dækker

de vigtigste grønlandske fjorde. Det er en beregningsmæssig udfor-

dring, som ser ud til delvist at kunne indfries i den ny computers fem

til syv år lange levetid.

4. september 2015 stod Lyngbyvejen ved Ryparken

Station ikke blot under vand, men også under hagl

efter et skybrud. Det er situationer som denne, DMI’s

nye supercomputer skal være med til at forudsige.

Foto: Brian Rasmussen

»Vi møder særlige udfordringer, når vi vil lave prognoser for vejrfæno-

mener på skalaer under 1 km. Det kræver, at vi begynder at beskrive

turbulens i modellen. Og den kan ikke engang forudsiges deterministisk

fra det ene minut til det næste,« siger Bent Hansen Sass.

Hvis installation og test af de nye supercomputer går efter planen, er

den klar fra foråret 2016. Computeren er fysisk placeret i Island som

en del af et partnerskab med det islandske meteorologiske institut om

at levere de bedste vejrudsigter og den bedste klimaforskning i Arktis.

Niels Hansen, DMI

Klimatilpasning med uheldige bivirkninger

Mens politikere og beslutningstagere sætter gang i velmenende projek-

ter, der skal beskytte os mod ændringer af klimaet, risikerer miljøet og

lokalbefolkningen, som tiltagene havde til formål at hjælpe, at komme

til at betale en høj pris. Sådan lyder konklusionen i artiklen

The polit-

ical economy of climate adaptation,

der for nylig er blevet udgivet i

tidsskriftet

Nature Climate Change.

Bag artiklen står professor Michael Evan Goodsite fra Syddansk Uni-

versitet, professor Benjamin Sovacool fra Aarhus Universitet og Pro-

fessor Björn-Ola Linnér fra Linköping Universitet.

Et eksempel på et af disse mere eller mindre fejlslående projekter kan

ﬁ

ndes i Mnazi Bay-Ruvuma Estuary Marine Park i Tanzania. Her endte

foranstaltninger til beskyttelse af et koralrev med at påvirke landsby-

boernes traditionelle

ﬁ

skeri i området i en sådan grad, at de nu er ble-

vet mere afhængige af energi-intensive landbrug med en højere udled-

ning af drivhusgasser. Desuden måtte nogle

ﬁ

skere migrere til andre

områder langs kysten med højere brændstofpriser og lavere fangster.

Mange har derfor måttet opgive deres små fartøjer til fordel for større

motoriserede både, der yderligere øger CO

-udledningen.

På Maldiverne har regeringen det seneste årti forsøgt at klimasikre

infrastrukturen mod stigningen af verdenshavene. Bygning af diger

og udvidelser af havne for at sikre transportveje har betydet, at natu-

rens egne miljøforanstaltninger er blevet svækket, at koralrev er ble-

vet mere udsatte, og at en forstyrrelse af tidevandet har påvirket cirku-

lationen af næringsstoffer.

Forfatterne mener derfor, at det er vigtigt, at politikere og beslutning-

stagere husker at tage politiske, økonomiske og sociologiske aspekter

med ind i deres overvejelser, hvis ikke klimatilpasningen skal have utilsigt-

ede følger for dem, foranstaltningerne havde til formålet at beskytte.

Mette Christina Møller Andersen, Det Tekniske Fakultet,

Syddansk Universitet

Aktuel Naturvidenskab

2015

Foto: Colourbox

Byggeri mod stigende

havniveau kan påvirke

havmiljøet negativt.

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

KORT NYT

Fribillet til rumstation kræver lyttepost i Wien

En enestående chance for at få ingeniørstuderendes hjemmebyggede

satellit sendt ud i rummet fra Den Internationale Rumstation ISS tvin-

ger Aalborg Universitet til at bruge en ny løsning, når signaler fra satel-

litten fremover skal opfanges fra jorden.

Tidligere Aalborg-satellitter er sendt op på mere traditionel vis med ube-

mandede raketter. De er blevet anbragt i et kredsløb om jorden, som

har sendt dem hen over Danmark og polerne. Men rumstationens bane

er anderledes, så AAUSAT5 kommer også til at passere

ﬂ

ere hundrede

kilometer sydligere. Den østrigske hovedstad Wien ligger til gengæld

ﬁ

nt placeret, så løsningen er blevet en aftale med Technische Univer-

sität Wien om en lokal jordstation, som sender de indsamlede signa-

ler videre til satellitlaboratoriet i Aalborg.

En anden lidt omvendt udfordring består i, at den nye satellit kommer

til at beﬁnde sig tættere på jorden. Selv om det som udgangspunkt

bringer den nærmere jordstationerne i Aalborg og Wien, kommer den

også ind i et mere støjfyldt miljø end det, satellitgruppen i Aalborg er

vant til at håndtere.

»Vi plejer at ligge i 700-900 kilometers højde, men nu kommer vi ned i

en bane omkring 400 km, hvor rumstationen beﬁnder sig. Det betyder,

at der er meget mere atmosfære, og at atmosfæren også er mere util-

regnelig, så vi er spændte på, hvordan satellitten vil opføre sig,« forkla-

rer lektor Jens Dalsgaard Nielsen fra Institut for Elektroniske Systemer.

Den samlede AAUSAT-familie. Bagerst fra venstre

er det AAU Cubesat (opsendt 2003), AAUSAT II

(opsendt 2008) og AAUSAT3 (opsendt 2013).

Forrest fra venstre ses AAUSAT4 og AAUSAT5.

Det er første gang, det europæiske rumfartsagentur ESA har ladet en

satellit bygget af studerende komme ombord på Den Internationale

Rumstation, og første gang i det hele taget, at ESA har gjort det ame-

rikanske modstykke NASA kunsten efter og prøvet at sende små cube-

sats i kredsløb fra ISS.

De studerende er en del af ESA’s Fly your Satellite! uddannelsespro-

gram, og sideløbende med AAUSAT5 har de arbejdet på en AAUSAT4,

som efter planen sendes op senere i år. Aalborg-satellitterne bliver

brugt til overvågning af søfarten i de områder, de overﬂyver.

Carsten Nielsen, Videnskabsjournalist, Aalborg Universitet

Hvordan overlever ålegræs i giftig havbund?

Foto: Jonas Thormar

Undersøiske enge af havgræsser vokser i store dele af verden, hvor

de fungerer som hjem for mange forskellige smådyr,

ﬁ

ltrerer vandet og

tilbageholder kulstof og næringssalte. Men engene er truet i næsten

alle egne af verden, og

ﬂ

ere steder, også i Danmark, arbejder forskere

og myndigheder på højtryk for at forhindre havgræsser i at forsvinde.

I nogle af de områder, hvor havgræsserne forsvinder, er havbunden ken-

detegnet ved at være iltfri og have et højt indhold af sulﬁd (S

), som er

årsagen til, at havbunden lugter af rådne æg, når man roder i den. Da

sulﬁd er giftigt, er det oplagt at tro, at dette stof spiller en væsentlig

rolle i havgræssernes tilbagegang. Men som udgangspunkt kan hav-

græs af arten

Zostera marina

(ålegræs), som er en af to arter af hav-

græsser, vi

ﬁ

nder i danske farvande, sagtens tåle sulﬁd. Det viser ny

forskning af postdoc Harald Hasler-Sheetal og professor Marianne Hol-

mer fra Biologisk Institut, Syddansk Universitet, der for nylig er publi-

ceret i tidsskriftet

PLOS ONE.

Studiet viser, at ca. to tredjedele af den sulﬁd, som

ﬁ

ndes i havbunden,

bliver holdt væk fra plantens indre af en iltkappe, som planten dan-

ner rundt om sine rødder. Iltkappen opretholdes i dagslys, hvor plan-

ten producerer ilt, som diffunderer ned til rødderne. Om natten diffun-

derer ilten fra vandet igennem planten ned til rødderne. En del af ilten

bruges til at omdanne sulﬁd til elementært svovl, som planten aﬂejrer

som et ufarligt stof på indersiden af plantens kanaler til gastransport.

Ålegræs i Kertinge Nor.

Den sidste tredjedel af sulﬁden får lov at trænge ind i planten, forment-

ligt primært om natten, hvor iltkappen er mindst. Her omdanner enzy-

mer sulﬁden til nyttige stoffer, som fungerer som næring for planten.

Når havgræsserne er truede på trods af deres evne til at tåle sulﬁd,

kan det hænge sammen med, at denne sulﬁd-afgiftningsmekanisme

ikke kan opretholdes, hvis planterne stresses af fx et lavere iltindhold

i vandet eller unaturligt høje koncentrationer af sulﬁd i havbunden.

CRK, Kilder: Det Naturvidenskabelige Fakultet, SDU

PLOS ONE:. DOI:10.1371/journal.pone.0129136 June 1, 2015.

Aktuel Naturvidenskab

2015

Foto: AAU

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

KORT NYT

Botaniske mirakler i Filsø

Andetsteds i dette nummer kan du læse om de posi-

tive erfaringer med den genskabte Filsø i Vestjylland.

Og de positive nyheder vedbliver med at hobe sig op.

Ved en omhyggelig gennemgang af kæmpesøens vege-

tation i dagene 24. til 27. august i år fandt botanikere

fra Københavns Universitet og Jylland i alt 52 arter af

vandplanter. Lægger vi

ﬁ

re krydsninger og underar-

ter til, havner vi på tallet 56. Artsrigdommen oversti-

ger måske tallet i de allermest artsrige naturlige store

søer i Danmark. Ingen tvivl, Filsøs samlede artsdiversi-

tet af vandplanter er efter blot tre år røget helt til tops.

Det mest bemærkelsesværdige er måske, at

ﬁ

re små

nøjsomme arter, som karakteriserede den oprindelige

næringsfattige klitsø, er kommet tilbage. Vandpeber-

Bækarve, der har tre-ﬁre voksesteder i Danmark er indvandret. Kry-

bende Ranunkel, Strandbo og Vandportulak, begge karakterarter for

de fåtallige næringsfattige søer, er også dukket op.

Den smukke og pivsjældne art, Krybende Søpryd, som senest er doku-

menteret i Danmark i 1975 i en mose vest for Filsø i 1975 blev fundet

i 13 bestande i den genetablerede Filsø.

To arter, der først for nylig er blevet fundet i Danmark, vokser i dag i

Filsø. Butfrugtet Vandstjerne er talrig, mens den anden nyindvandrer

til Danmark, Rød Andemad optræder fåtalligt. Vi har også fundet en

lang række arter i slægterne Vandaks og Vandstjerne, der ikke var

kendt fra den oprindelige sø.

Krybende Søpryd udvikler smukke

røde blomster, når den blotlægges.

Der er

ﬂ

ere sandsynlige grunde til den usædvandligt høje artsrigdom

af vandplanter i Filsø. De

ﬂ

este arter har nok været til stede i nabo-

laget og er blevet

ﬂ

øjet ind med de mange fugle, som

ﬂ

ytter sig op og

ned langs den jyske vestkyst. Planterne har så haft optimale mulig-

heder for at etablere sig på lavt vand og på ubevoksede søbredder i

søens første år. Takket været størrelsen, har Filsø tilbudt masser af

plads for nye arter.

Søbredderne græsses mange steder af kreaturer eller store gåseﬂokke,

som holder vegetationen lav og forhindrer, at store arter udskygger

små arter og monopoliserer vegetationen. Artsrigdommen er så meget

mere bemærkelsesværdig, da vandet i Filsø fortsat er ganske uklart.

Kaj Sand-Jensen, professor ved Københavns Universitet

På jagt efter videnskabelige gennembrud

Mange forskere interesserer sig for bombarderbillen – især ingeniø-

rer! Sagen er, at billen er i stand til at sende en ladning gift ud i en lille

eksplosion, men ved lavt tryk. Den kunst vil ingeniører gerne kunne

gøre efter, og det har bl.a. udmøntet sig i forslag til en ny type forstøv-

ningssystem til industrien, som i stedet for højt tryk bruger varme til

at producere de bittesmå væskedråber.

Denne lærerige historie om inspiration på tværs af fagområder er

baggrunden for en dansk startup-virksomhed kaldet Unsilo, som

har udviklet en søgeteknologi, der skal gøre det lettere at gøre nye

videnskabelige opdagelser. Det skriver it-mediet

Version2,

der udgi-

ves af mediehuset

Ingeniøren.

Selvom forskere i dag har let adgang

til alverdens viden, er mængden af videnskabelig litteratur i dag så

overvældende, at det kan være som at

ﬁ

nde en nål i en høstak at

ﬁ

nde netop den detalje, som fører til et videnskabeligt gennembrud.

Som eksemplet med bombarderbillen viser, sker gennembrud ofte,

når viden kombineres på tværs af fagområder – fx på tværs af bio-

logi og ingeniørkunst – men de to faggrupper går sjældent til hinan-

dens konferencer eller læser hinandens afhandlinger. Så her er man

afhængig af intelligente søgninger i litteraturen. Søger man blot med

Google, vil resultaterne afspejle det mest populære indhold. Men

hvis netop den interessante detalje for en ingeniør står på side 5 i

en afhandling om et biologisk emne, er det meget usandsynligt, at

man får den frem i sine søgninger.

Den udfordring har Unsilo taget op. Bag virksomheden står Thomas

Laursen og Mads Rydahl, hvor sidstnævnte har været produktions- og

designchef på den personlige digitale assistent Siri, der siden blev solgt

til Apple og nu

ﬁ

ndes på millioner af iPhones verden over.

I Unsilos teknologi bruges erfaringerne fra Siri med at få computere til

at forstå menneskesprog (Natural Language Processing – NLP) sam-

men med “machine learning” til at analysere millioner af forskningsar-

tikler på tværs af fagområder og registrere betydningen af alle sætnin-

gerne. Kunsten er at forstå logiske sammenhænge, og hvordan forskel-

lige ord refererer til hinanden, og også at forstå ord med

ﬂ

ere mulige

betydninger, afhængigt af sammenhængen.

Oprindeligt var ambitionen at lave en global søgemaskine for al forsk-

ning, men det har ikke været muligt, da de

ﬂ

este videnskabelige artik-

ler er ejet af en lille gruppe forlag. I stedet har

ﬁ

rmaet lavet aftaler med

nogle af de største videnskabelige forlag som

Springer Nature

om at

bruge søgeteknologien på forlagenes egne udgivelser.

CRK, Kilde: Version2, 21. august 2015.

Aktuel Naturvidenskab

2015

Foto: Jens Chr. Schou.

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

KORT NYT

Når kontinenter bryder op

For omkring 130 millioner år siden begyndte de to kontinenter, der i

dag udgør Afrika og Sydamerika at bevæge sig væk fra hinanden, da

den vestlige del af ”superkontinentet” Gondwana begyndte at bryde

op. En udbredt teori er, at en såkaldt kappediapir – kaldet Tristan-kap-

pediapiren – havde en afgørende

ﬁ

nger med i spillet i denne proces.

Kappediapirer er enorme mængder varm magma, som trænger op dybt

nede fra Jordens kappe, og disse opstigende “bobler” af magma kan

have diametre på

ﬂ

ere tusinde kilometer. De menes at være en vig-

tig drivkraft i pladetektonik, da de er i stand til at smelte sig op igen-

nem Jordens yderste lag (lithosfæren) og dermed svække denne. På

overﬂaden opstår vulkaner, hvor enorme mængder vulkansk materi-

ale (ﬂodbasalt) udspys. Dette er også tilfældet i det sydlige Afrika og

Sydamerika, hvor man kan

ﬁ

nde områder med

ﬂ

odbasalter fra det tids-

punkt, hvor superkontinentet Gondwana brød op. Den nydannede vul-

kanske havbund ud for Namibias kyst vidner også om opbrydningspro-

cessen, idet denne populært sagt afspejler et spor, som kappediapi-

ren har sat sig i takt med, at det sydlige Atlanterhav har åbnet sig mel-

lem Afrika og Sydamerika.

Tyske forskere har imidlertid nu i tidsskriftet

Geology

sat spørgsmåls-

tegn ved teorien om, at Tristan-kappediapiren har været vigtig for

opbrydningen af Gondwana. Ved hjælp af seismiske undersøgelser har

de indgående studeret i undergrunden i området med

ﬂ

odbasalt i det

nordlige Namibia og den vulkanske havbund ud for kysten. Forskerne

kunne som forventet tydeligt identiﬁcere strukturer i undergrunden i

20-40 km’s dybde, som kan knyttes til, at magma er trængt ind i de

nedre lag af jordskorpen. Men til forskernes overraskelse var størrel-

sen af denne zone alt for lille til, at den kunne være skabt af hovedet

Der bores i undergrunden i det nordlige Namibia

for at gøre klar til seismiske undersøgelser.

Foto: C. Haberland, GFZ

af en stor kappediapir, som har spillet en aktiv rolle i opbrydningen

af kontinentet. Det stiller ifølge forskerne også mere generelt spørgs-

målstegn ved kappediapirers betydning, når kontinenter bryder op.

Kilder: Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Geology, Vol. 43,

p. 739-742

Fagligt

Udviklende

Karrierefremmende

Mød RUC’s studerende på

Uddannelseskaravanen

Kom og hør om de mange og spændende muligheder,

det giver at læse naturvidenskab på Roskilde Universitet

Måske gæster vi netop DIN skole i uge 40-46-47-48.

Tjek det på uddannelsekaravanen.dk

Læs om Science-uddannelserne på ruc.dk/science

Science på RUC

Aktuel Naturvidenskab

4 2015

2015

Naturvidenskab i virkeligheden

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Naturgenopretning

– nu med videnskab

Mange danske søer og vandløb er blevet genoprettet,

uden at deres udvikling efterfølgende er blevet dokumenteret.

Det gør vi til gengæld i den nyskabte Filsø og den lysåbnede

Øle Å på Bornholm for at høste viden og nødvendige erfaringer

om optimal naturforvaltning.

Forfatterne

Kaj Sand-Jensen,

Professor, Ferskvands-

biologisk Sektion (FBS), KU

[email protected]

Lars Båstrup-Spohr,

postdoc, FBS

[email protected]

Theis Kragh,

lektor, FBS

[email protected]

de seneste 30 år har Danmark været et foregangs-

land ved at etablere 50 nye større søer (> 10 ha).

Mange tusinde damme er også blevet gravet og har

sikret sjældne padders overlevelse. Mange åer er ble-

vet restaurerede ved at genslynge dem, udlægge

gydegrus og fjerne opstemninger, som hæmmede

laks og ørreds vandringer. Små rørlagte bække er

blevet frilagte og løber atter synlige i landskabet.

Denne kostbare indsats skulle modvirke det vold-

somme tab af natur og biodiversitet som afvanding,

tørlægning, kanalisering og rørlægning overalt i

landet medførte i de foregående 200 år. Nye søer og

genslyngede åer skulle også fjerne næringsstoffer og

dermed nedsætte forureningen af nedstrøms søer og

kystvande.

søer oprettet for at fjerne kvælstof og fosfor lever op

til formålet. I flere tilfælde foreligger der ikke en

eneste måling. Vi famler derfor delvis i blinde ved

fremtidige naturgenopretninger.

Hvorfor mangler målingerne?

Der er sandsynligvis flere grunde til, at offentlige

myndigheder ikke har fulgt miljø- og naturudvik-

lingen i nye og restaurerede søer og vandløb. Der

har måske manglet ekspertise, tradition, økonomi

og et reelt ønske om at prioritere indsatsen. Man

har også systematisk undladt at inddrage forskere i

planlægning og målinger, måske fordi man opfatter

dem som for akademiske, mens man selv kommer

fra de praktiske løsningers verden. Men pointen er,

at kombinationen af den praktiske erfaring og den

akademiske baggrund netop kan sikre en god sam-

let pakke: en storstilet praktisk indsats, relevante

målinger og præcise vurderinger af forløbet.

Følger man ikke udviklingen, kan man som

bekendt ikke vide, hvordan det er gået og lære af

sine valg. Og vi er forpligtiget til at kunne doku-

mentere, at offentlige midler anvendes med kon-

kret udbytte. Til sammenligning ville vi stejle, hvis

lægen sagde: “vi vil gerne operere dig for din ska-

vank, men vi vil ikke ofre penge på at undersøge

dig før eller efter operationen. Vi ved heller ikke,

Kathrine Petersen,

Videnskabelig assistent,

FBS

[email protected]

Jonas Morsing

ph.d.-studerende, Skov,

natur og biomasse, KU

[email protected]

Nye eller restaurerede søer, damme, åer og bække

har da også i meget høj grad beriget det dan-

ske landskab samt øget biodiversiteten. Desværre

har vi med få undtagelser ikke fulgt udviklingen

i miljø- og naturkvalitet tæt efter indgrebene, selv

om denne indsats er billig sammenlignet med mil-

liardudgifter til opkøb af landbrugsjord, anlægsar-

bejder og projektering. Vi har systematisk forsømt

at dokumentere det konkrete udbytte af indsatsen.

Vi kender ikke den form, dybde og vandføring, der

kan sikre de bedste søer ved fremtidige projekter.

Vi har heller ikke overblik over, i hvilken grad nye

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

NATURGENOPRETNING

Fosfor i bunden af Filsø

Vi formodede på forhånd, at fosfor i bunden af Filsø kunne

udgøre en tikkende bombe mange år efter, at de dyrkede

jorder blev oversvømmet. Det ved vi nu ikke er tilfældet. Alle-

rede efter det første år er fosforindholdet i de øverste 2 cm af

bunden reduceret meget markant pga. bølgernes ophvirvling

af bundpartikler og udskylning af fosfor via udløbet. Efter

ganske få år vil dyrkningsbomben derfor være demonteret i

Filsø og være spredt til Vesterhavet eller begravet permanent

i de dybe lag i søbunden.

Total fosfor i søbunden (mg m

-2

)

500

0-1

1000

1500

2000

Dybdeinterval (cm)

1-2

2-5

5-9

Figuren viser det totale fosforindhold i lag på 1 cm’s tykkelse

ned gennem de øverste dybdezoner under 1 m

af søbunden.

hvilken operation der giver det bedste resultat.” Der

har eksisteret en kultur, hvor resultater af naturgen-

opretninger ofte ikke bliver gjort op. Men selv, når

det er sket, er erfaringerne tit blevet glemt i util-

gængelige rapporter, og det overordnede billede

af de mange indsatser er ikke blevet sammenstil-

let til en praktisk vejledning i, hvordan det bedste

udbytte opnås.

Indsatsen er ikke spildt. Absolut ikke! De åbenbare

resultater af naturgenopretninger er mange steder

fantastiske. Naturen er taknemmelig og kommer

sig, når den får plads. Men da vi for sjældent ken-

der det præcise resultat, ved vi ikke, hvordan vi når

det bedst mulige resultat næste gang. Naturgen-

opretning og forvaltning er stadig “trial and error”.

Vi kan derfor opfordre til, at man skaber overblik

og sammenstiller viden i tidsskrifter og på hjem-

mesider oprettet til formålet som

conservationevi-

dence.com

naturdok.dk.

Som lægebehandling

skal naturgenopretning og forvaltning gerne bygge

på “evidens”, altså videnskabelig dokumentation og

viden om sammenhæng mellem årsag og virkning.

Søers kvalitet kan vurderes med traditionelle

næringsmodeller. Men det giver ikke den til-

strækkelige baggrund ved etablering af en ny sø

som Filsø på en næringsrig landbrugsjord, for

dens næringsudveksling er af en helt ny og ukendt

beskaffenhed. Fældning af granerne langs Øle Å på

Bornholm ændrer også lyset, kemien og afstrøm-

ningen på ukendte måder. Udviklingen kan derfor

kun afdækkes med omhyggelige målinger.

Baggrundsfoto:

Den nyetablerede Filsø i

det åbne landskab inden

for klitrækken ved Henne

Strand.

Foto: Theis Kragh

Den genskabte Filsø

Den nye Filsø blev etableret af Aage V. Jensen

Naturfond ved at oversvømme landbrugsjorder fra

det nedlagte svinebrug ude bag klitterne ved Henne

Strand. Filsø på 2000 ha var oprindeligt Jyllands

største sø, før afvandingerne begyndte for 150 år

siden. I sin nye skikkelse på 915 ha er Filsø den

Udsigt over den nyetablerede Filsø,

lige efter, der blev ledt vand ind over

de dyrkede jorder. Man ser traktor-

sporene gå direkte ud i den nye sø.

Foto: Theis Kragh

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Strandene var det første år præget af sammenskyllede

planterester fra den tidligere korndyrkning, men alle-

rede året efter var de

ﬂ

este planterester forsvundet og

strandbredden er sandet pga. bølgernes påvirkning.

Foto Theis Kragh.

Vandet var meget brunt det første år efter genopretningen (tv), men var blevet mere klart i det andet år og vandplantebestandene også rigere på arter (th).

Fotos Theis Kragh.

næststørste jyske sø. Genskabelse af så stor en sø i et

tæt befolket og intensivt dyrket land som Danmark

er en bedrift, der vækker begejstring blandt lokale,

besøgende og forskere. Situationen er helt ny, og

man må være indstillet på store forskelle sammen-

lignet med naturlige søer. Uden de løbende målin-

ger ville vi ikke have anet, hvad der foregik.

Filsø er lavvandet, og vandet skiftes i gennem-

snit ud på blot 70 dage; hurtigere om vinteren og

langsommere om sommeren. Søens størrelse, kraf-

tig vind fra Vesterhavet og lave dybder betyder, at

bundens overflade hvirvles op af de krappe bøl-

ger. Store fosforpuljer (omkring halvdelen) fra den

tidligere dyrkning er derfor tabt fra de øverste 2

cm af søbunden i de første par år. Fra maj 2013 til

marts 2014 modtog Filsø 4,1 tons fosfor med til-

løbene, mens 6,4 tons fosfor forlod søen. Søvandet

er uklart her i Filsøs første leveår bl.a. som følge

af mange brunfarvede humusstoffer, der opløses

fra efterladte planterester i søbunden. Indholdet af

humusstoffer er næsten halveret fra 2013 til 2014,

fordi planteresterne i bunden nedbrydes og forsvin-

der. Denne udvikling vil fortsætte i de næste år.

Men hvor klart søvandet ender med at blive afhæn-

ger af flere forhold, som vi ikke har sikre progno-

ser for. Vi bliver nødt til at måle os frem. I øjeblik-

ket er der rigeligt med næring i vandet, og alger-

nes udvikling er begrænset af lyset. Men bereg-

ningsmodeller forudsiger, at fosforindholdet i ind-

løbet og plantedækket på bunden i fremtiden bliver

afgørende for algernes udvikling. Med den nuvæ-

rende tilførsel af fosfor med indløbet og 40 %

plantedække vil lyset trænge ned til bunden på

over 1 meter, men bliver plantedækket ubetyde-

ligt, forventes søvandet at forblive mere uklart som

følge af algeopblomstringer.

Glædelige overraskelser

Den hurtige indvandring af vandplanter til Filsø

har været en glædelig overraskelse. I søens anden

sæson voksede 32 vandplantearter i søen, heriblandt

to yderst sjældne arter. Artstallet ligger allerede på

samme høje niveau som i de mest planterige, natur-

lige søer i Danmark. De mange plantearter er sand-

synligvis spredt med tusindtallige flokke af svøm-

meænder og svaner, der bevæger sig mellem Filsø og

nabosøer langs Vestkysten. Vegetarer blandt fug-

lene havde i november 2014 ædt de fleste grønne

skud af årets planter. Den første sommer har Filsø

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

NATURGENOPRETNING

Trepigget hundestejle indvandrede



først til Filsø og blev efterfulgt af

skalle (foto↓),

ﬂ

ire og brasen og

senere af rovﬁsken, gedde.

Flire



Aborre er nu blevet udsat for at ophjælpe bestan-

den af ynglende

ﬁ

sk således at Filsø hurtigt kan

få en sund bestand af rovﬁsk.



Fotos Theis Kragh

huset landets eneste ynglepar af sandterne og nor-

disk lappedykker. Nordisk lappedykker har sikkert

nydt godt af de mange små hundestejler, som domi-

nerede i Filsøs første sæson, og som er en passende

mundfuld.

Allerede i den anden sæson er en mere blandet

fiskebestand med dominans af skalle rykket ind i

søen efterfulgt af strømskalle, flire, hork, ål, aborre,

brasen og gedde. For søens velbefindende er det vig-

tigt, at aborre og gedde kan holde skallerne i skak.

Indhøstede data er derfor allerede blevet brugt som

begrundelse for at øge aborrebestanden. Skallerne

skal gerne begrænses, fordi de æder dyreplankton,

som så ikke kan bremse algeopblomstring. Skal-

lerne er imidlertid ikke nemme at styre. I vinteren

2014-2015 forlod de næsten alle den fødetomme sø

og stod tæt pakkede oppe i tilløbene uden at tage

føde til sig, men i sikkerhed for at blive ædt af ged-

der, som lurede ved udmundingen af tilløbene.

Odderen passerede udmundingen hver morgen og

snuppede sin morgen-gedde.

Filsø er den vigtigste og største af nye danske søer,

og den er blevet en magnet for besøgende i Vest-

jylland. De fleste nye søer er lavvandede som Filsø,

men de oplever mindre bølgepåvirkning af bunden,

ligesom vandskiftet varierer. Vi må derfor ud at

måle på flere af disse søer for at kunne vurdere deres

tilstand og fremtidsudsigter. At naturen er spæn-

dende og meget dynamisk viser observationerne til

gengæld med al tydelighed.

Øle Å – naturgenopretning under lup

Langs Øle Å på Bornholm er der også gennemført

naturgenopretning under stor bevågenhed. Projek-

tet er støttet af Villum Fonden, og udviklingen føl-

ges tæt, næsten som i et eksperimentelt forsknings-

program. Øle Å udspringer i Ølene midt på øen,

løber ureguleret i sprækker i grundfjeldet gennem

Poulsker Plantage og fortsætter mod sydøst hen

over landbrugslandet for at ende i Østersøen. Poul-

sker Plantage ligger mellem Paradisbakkerne og

Almindingen, som er hjørnestene i ferieøens højt

besungne natur. De øvre 4 km af Øle Å har et ufor-

styrret og smukt varieret forløb med en fin bestand

af smådyr. Da området har et højt naturpotentiale,

og stier og småveje gennem området forbinder Para-

disbakkerne og Almindingen, er der stor interesse

for at øge naturkvaliteten.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Øle Å omgivet af tæt granskov før fældningen (tv), og samme sted efter fældningen (th). Vi forventer, at den blandede bevoksning kan komme til

at se ud som på det øverste billede.

Ilt i Øle Å

Jordlaget er tyndt over klipperne i Øle Å’s øvre løb.

ring kan forklare, at ørred mangler i åens øverste

afsnit. Men selv længere nede kan det være småt

med vand og deraf følgende risiko for iltsvind. I

takt med, at vandføringen falder, forsvinder ilten

fra vandet, fordi bundens iltforbrug sker fra stadigt

mindre vand- og iltpuljer. Vi formoder, at ørred

overlever ved at

ﬂ

ytte sig til nogle lokale pytter i

vandløbet med lidt mere vand og ilt, men vi har

endnu ikke påvist, at det sker.

Iltmætning (%)

100

Iltmætning (%)

I tørre somre risikerer åen derfor at tørre ud. Udtør-

iltindhold

vandføring

nedbør

1/7

5/7

10/7

15/7

20/7

25/7

30/7

100

Dato

Vandføring (l sek

-1

)

Der er et lavt iltindhold i vandet i tørre

perioder om sommeren, mens øget ned-

bør og vandtilførsel øger iltindholdet.

Der er en snæver sammenhæng mel-

lem faldende iltindhold og reduceret

vandføring om sommeren.

Borgerinddragelse

De store fonde ønsker at inddrage lokale naturinteresser ved naturgenopretnin-

ger for at styrke det lokale engagement og ejerskab. Allerede

ﬂ

ere år før Filsø

genopstod, argumenterede en aktiv lokalgruppe af ornitologer samt arbejdsgrup-

pen Filsøs Venner for at genskabe søen. I dag varetager Naturrådet information til

offentligheden og rådgiver fonden om Filsø. Naturrådet har faglige eksperter fra

Dansk Ornitologisk Forening, Danmarks Naturfredningsforening, Friluftsrådet

samt Aage V. Jensen Naturfond.

På Bornholm tog skovejeren initiativ til Det Grønne Partnerskab med deltagelse

af private, interesseorganisationer og myndigheder, der diskuterer Øle Å projek-

tets udformning og resultater. Lokale hensyn kommer derfor til orde.

Således blev kulturspor som hulveje og stenbroer og sjældne arter

identiﬁceret, så de ikke blev ødelagt under træfældningen.

Både på Filsø og ved Øle Å tæller lokale ornitologer fuglene, og lystﬁ -

skere assisterer ved beﬁskning som grundlag for videnskabelige vur-

deringer. Andre lokale indsamler vandprøver og holder øje med dyrt

udstyr. På den måde er engagerede personer guld værd ved at holde

øje med arternes udvikling, forhindre overgreb og sprede information

og engagement i lokalmiljøet.

Aktuel Naturvidenskab

2015

Fotos: Jonas Morsing

Nedbør (mm) og vandføring (l sek

-1

)

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

NATURGENOPRETNING

Vi undersøger både de æstetiske og økologiske kon-

sekvenser på land og i vand af at fælde den tætte,

mørke granskov, der står tæt klinet op til Øle Å på

dens vej gennem Poulsker Plantage. Vi har der-

for undersøgt forholdene både før og efter granerne

blev fældet i efteråret 2014. Udgangspunkt er såle-

des klassisk naturgenopretning – men så alligevel

ikke. Vi inddrager konsekvenser både på land og

i vand, opstiller økologiske hypoteser og vurderer

også naturkvaliteter som lystfiskere, ornitologer og

vandrere oplever dem. Vi har forskelligartede stræk-

ninger langs Øle Å, inklusive indskudte kontrol-

områder, hvor granskoven får lov til at overleve. Et

nabovandløb fungerer som kontrolområde, der skal

korrigere for år-til-år variationer i klima, vandfø-

ring og vandkemi, som påvirker naturudviklingen

efter fældningen af granerne. Det minder altså om

videnskabeligt forsøgsdesign, selv om vi gerne ville

have haft flere forsøgs- og kontrolvandløb. Her må

det forkromede overblik etableres ved at sammen-

ligne med udvikling fra vandløb andre steder, der

har oplevet et lignende indgreb.

Fældningen af granerne og fremvækst af en natur-

lig vegetation vil åbne op for mere lys til vand-

løbet, øge væksten af alger på bunden og dermed

øge mængde og kvalitet af føde til smådyrene. Vi

forventer derfor, at biodiversiteten af planter og

smådyr på land og i vand vil stige efter indgre-

bet. For at kunne følge udviklingen løbende, er

omgivelserne og vandløbet udstyret med snesevis

af automatiske sensorer, der kontinuerligt måler

lys, temperatur, fugtighed, vandmængder, pH, ilt,

opløst organisk stof mv.

Vi vil også meget gerne flytte fokus i naturforvalt-

ningen fra alene at beskrive til at kunne forudsige

specifi kke konsekvenser af indgrebene i fremtiden.

Derfor måler vi planternes biologiske karakter-

træk i sammenhæng med miljøforholdene. Målet

er at kunne forudsige arternes tilstedeværelse, hyp-

pighed og den samlede biodiversitet alene ud fra

de forventede fremtidige forhold i omgivelserne.

Vi vil gerne ændre økologien fra at være bagudret-

tet beskrivende til fremadrettet forudsigende, så

vi i fremtiden kan opstille mere sikre forudsigelser

af, hvilke arter der kan forventes at optræde efter

naturgenopretning og naturpleje. Derfor må vi

have nøje tjek på miljøforholdene, der styrer arter-

nes forekomst og hyppighed. Studier af naturkva-

litet og biodiversitet uden kendskab til miljøfor-

holdene fører nemt til, at man ikke kan forudsige

udviklingen i fremtiden.



Videre læsning

Mere om overvågning af

naturgenopretninger:

Stewart GB, Coles CF,

Pullin AS 2005. Applying

evidence-based practice

in conservation manage-

ment: Lessons from the

ﬁ

rst systematic review

and dissemination pro-

jects. Biol. Conserv. 126,

270-278.

Mere om Filsø:

Sand-Jensen K, Kragh T,

Petersen K, Båstrup-

Spohr L, Schou, JC,

Moeslund B og Holm P

2014. Miraklet i Vestjyl-

land – den genoprettede

Filsø. URT 38. årgang

nr.4: 114-123.

Fra beskrivelse til forudsigelse

Fældning af granskoven kan forventes at mindske

den årlige fordampning med 200-300 mm og der-

med øge vandtilførslen til åen. Det reducerer risi-

koen for sommerudtørring og høje vandtempe-

raturer og iltsvind ved lave vandmængder, som

er kritiske for smådyrs og især ørreds overlevelse.

Studieretningsprojekter på SDU

Igen i år udbyder Det Naturvidenskabelige Fakultets

forskere og ph.d.-studerende øvelser i forbindelse med

studieretningsprojekterne på STX og HTX.

Find tilbudene på

www.sdu.dk/brobygning

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ØKOLOGI

vandremuslingen

en trussel

i danske vandløb?

Undersøgelser i Gudenåen tyder dog på,

at det næppe vil blive tilfældet.

Om forfatterne

Sara Elizabeth Elsborg

Andersen er uddannet

cand. scient. i biolog på

Institut for Bioscience,

Akvatisk biologi, Aarhus

Universitet.

sara.e.e.andersen@

gmail.com

løbet af de seneste 175 år er den lille zebrastri-

bede vandremusling dukket op i flere danske

ferskvandssystemer, og i en række søer findes den i

stort antal. I vandløb findes den indtil videre kun

hyppigt på strækninger, der ligger umiddelbart

nedstrøms søer med store vandremuslingebestande.

Vandremuslingen har været kendt fra Furesøen på

Sjælland siden 1846, og det er formodentlig herfra

den har spredt sig til andre søer.

Vandremuslingen beskrives som invasiv i en række

af de søer, hvor den findes, på grund af de nega-

tive effekter, den har på de hjemmehørende arter,

når den bliver meget talrig. Den kan reducere den

overordnede diversitet i søen, idet den bruger andre

dyr, bl.a. muslinger og guldsmedelarver, og vand-

planter som substrat at sidde på. For dyrenes ved-

kommende kan konsekvensen være, at deres mobi-

litet hæmmes, og derudover er vandremuslingerne

en direkte konkurrent til føden, da de hjemmehø-

rende muslinger også lever som filtratorer. For plan-

terne kan det betyde reduceret lystilgængelighed.

Vandremuslingen ændrer også næringsstofomsæt-

ningen ved bunden, da den producerer store mæng-

der organisk affald (pseudofækalier), som omsættes

af bundlevende organismer. Det kan føre til ændret

faunasammensætning med større dominans af små-

dyr og fisk, der søger føde ved bunden. I vandløb

udgør vandremuslingerne også en trussel over for

laksefiskene, da muslingebanker på gydegruset kan

hindre fiskene i at gyde.

Vandremuslingen er så effektiv til at filtrere vandet

for partikler i forhold til de hjemmehørende filtra-

torer, at vandsøjlens indhold af klorofyl a (mål for

mængden af mikroalger) er faldet markant i flere

søer med mange vandremuslinger. Faktisk ren-

ses vandet så betydeligt, at det flere steder har haft

en positiv effekt på vandplanternes dybdeudbre-

delse. Det er generelt positivt, at vandet bliver kla-

rere, men den større mængde planter i vandet bety-

der også, at vandstanden stiger med større risiko for

oversvømmelse af sø‐ og å-nære arealer.

Tenna Riis er lektor ved

Institut for Bioscience,

Akvatisk biologi,

Aarhus Universitet

[email protected]

Undersøgelser af vandremuslinger i

Gudenåen

For at vurdere risikoen for at vandløb nedstrøms søer

med vandremuslinger bliver domineret af vandremus-

lingen har vi undersøgt vandremuslingers vækst og

kondition i Gudenåen nedstrøms Silkeborg Langsø.

På de første tre km i Gudenåen nedstrøms Silkeborg

Langsø findes en population af vandremuslinger, der

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Vandremuslingens biologi

med særlig hæftetråde kaldet byssustråde, som man i Dan-

mark ellers kun kender fra den marine blåmusling. Vandre-

muslingen kan ikke leve, hvis der ikke er fast substrat at slå

sig ned på. Vandremuslingerne kan desuden bruge andre

dyr eller hinanden at sidde på og kan på den måde opnå

meget høje individtætheder på op mod 70-100.000

individer/m

. Det svarer til, at søbunden er belagt

med

ﬂ

ere lag af muslinger.

1950’erne

2013

2006

1993

Spredning efter

1840’erne

2008-2014

Vandremuslingen spredes med ballastvand,

ﬁ

skegarn, vådt

badetøj osv. mellem vandsystemer, og det er primært men-

nesker, der er årsag til, at de

ﬂ

ytter sig fra system til system.

Vandremuslingen lever af at

ﬁ

ltrere vandet for organiske

partikler (5-40

μm).

Når vandremuslingen er voksen (ca. 1

cm lang), sidder den fasthæftet til fast substrat som fx sten

Inden for et vandløbssystem, fx mellem to søer, der er forbun-

det af et vandløb, kan vandremuslingen spredes i strømmens

retning fra den ene sø til den anden.

Vandremuslingens

spredning i Danmark

siden 1840'erne.

Forsøg med vandremuslinger

Ca. 100 muslinger

fastspændt på

metalplader

sættes ud på fire

stationer i vandløbet.

17 km

9 km

3 km

Gudenå

Silkeborg

Langsø

Muslingepopulationen

fra søen fortsætter ud i

vandløbet.

Sten med fasthæftede muslinger blev spændt fast på en metalplade

med plastikstrips. Her er vist en sten med muslinger, der hver har fået

en farvekode, så de kan genkendes og måles ved forsøgets start og

slut. Metalpladen sænkes ned i vandet og lægges

ﬂ

adt på vandløbs-

bunden. Der blev sat omkring 100 individer ud ved hver station.

Illustration af forsøgsstrækningen med den faste population af vandre-

muslinger i søen og ned i vandløbet samt stationer hhv. 0,1, 3, 9 og 17

km nedstrøms søen, hvor voksne individer af vandremuslinger blev udsat

i 3 måneder (17. juli til 17. oktober 2013) for at måle deres vækstrater.

0,10

0,08

Individtørvægt (g)

0,06

0,04

0,02

0,00

0-5

06-10

11-15

16-20

21-25

26-30

31-35

36-40

3 km fra søen

0,1 km fra søen

Individtæthed af muslinger (m

-2

)

6000

5000

4000

3000

2000

1000

Klorofyl a (μg×L -1 )

0,1

Afstand fra søen (km)

0,1

0,7

2,0

Afstand til søen (km)

3,0

Skallængdeintervaller (mm)

Koncentrationen af klorofyl a i vandsøjlen

(μg/L) målt på stationer med stigende

afstand til søen. Værdier er gennemsnitlige

værdier af 7 prøver for perioden juni til

oktober 2013. Koncentrationen af klorofyl

a er signiﬁkant højere på stationen 0,1 km

nedstrøms søen, mens der ikke var signiﬁ -

kant forskel på de andre stationer.

Tæthed af muslingeindivider (m

-2

)

beregnet på

ﬁ

re stationer i

Gudenåen med stigende afstand til

Silkeborg Langsø i den faste popu-

lation. Målinger foretaget den 2.

september 2013.

Muslingernes kondition udtrykt som gennemsnitlig tørvægt (g)

af muslingeindivider som funktion af muslingernes skallængde

(mm; kategorier af intervaller på 5 mm). Muslinger er indsamlet

3. september 2013. For muslinger >16 mm lange er tørvægten

og dermed konditionen signiﬁkant højere på stationen 3 km

nedstrøms søen i forhold til stationen 0,1 m nedstrøms søen.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ØKOLOGI

En koloni af vandremus-

linger (dreissena

poly-

morpha).

Foto: shutterstock

Kilder og videre læsning

Gudenåkomiteen (2009):

Opsummering om fore-

liggende viden om van-

dremuslingens biologi

og økologi med fokus på

forekomsten i Danmark

og betydningen for van-

dløbs- og søforvaltningen

i Gudenåsystemet. Rap-

port til Gudenåkomiteen.

Udført af Orbicon A/S.

Karatayev. A. T., Burla-

kova L. A., and Padilla,

D. K,: (1998): “Physical

factors that limits the dis-

tribution and abundance

Dreissena polymorpha

(Pallas)”.

Journal of shell-

ﬁ

sh research,

Vol. 17, No.

4, 1219-1235

Naturstyrelsen (2012):

Vandremuslingens effekt

på de biologiske forhold

i søer og ferskvandssys-

temer. Rapport til Natur-

styrelsen. Udført af

Orbicon A/S.

Stoeckel J.A., Schnei-

der D.W., Soeken, L.

A., Blodgett K.D. and

Sparks R.E. (1997): “Lar-

val dynamics of riverine

metapopulation: Impli-

cations for zebra mussel

recruitment, dispersal

and control in a large-

river- system”.

Society for

freshwater science,

vol

16, No. 3, s. 586-601.

har været stabilt forekommende de seneste ca. 10 år.

I løbet af den periode har man nogle somre fundet

vandremuslinger spredt hele vejen fra Silkeborg og ud

til Randers Fjord, mens deres udbredelse andre år har

været mere begrænset. Vi ønskede at klarlægge, om

muslingernes forekomst nedstrøms i vandløbet kunne

skyldes fødebegrænsning i form af alger i vandsøjlen,

idet algebiomassen generelt er lavere i vandløb end

næringsrige søer på grund af vandets korte opholdstid

i vandløb i sammenligning med søer. For at under-

søge det opstillede vi to forsøg i felten, hvor vi dels

undersøgte muslingernes kondition i den faste popu-

lation nedstrøms Silkeborg Langsø, dels undersøgte

udsatte muslingers vækstrater på fire forskellige ste-

der i vandløbet nedstrøms en sø. Hvis muslingerne

var fødebegrænsede forventede vi at finde en dårli-

gere kondition af muslingerne længst væk fra søen i

den faste population pga. mindre fødetilgængelighed

i form af alger fra den næringsrige sø, og en lavere

vækstrate af muslinger udsat nedstrøms i vandløbet i

forhold til den faste population.

Vores forsøg viste dog, at det ikke er fødemangel,

der begrænser muslingernes udbredelse. Faktisk

havde muslingerne tættest på søen en dårligere kon-

dition end dem, der var 3 km fra søen, selvom alge-

biomassen i vandsøjlen som ventet var højest tæt på

søen. En mulig forklaring kan være, at konkurren-

cen mellem muslingerne er størst tæt på søen, hvor

individtætheden er højest.

Vi kunne også afvise, at begrænsningen i udbredelse

skyldes mangel på egnet substrat, muslingerne kan

sætte sig fast på.

Metapopulationer er mindre populationer, der

udspringer fra en fast, etableret population (kilde-

population), og som pr. definition ikke kan opret-

holde sig selv, dvs. reproducere nok yngel til at

holde populationen ved lige. En metapopulation er

afhængig af kontinuerlig rekruttering af nyt yngel

fra kildepopulationen. Derfor bliver populationerne

små, spredte og ustabilt forekommende fra år til år.

Den primære begrænsende faktor for vandremuslin-

gens udbredelse nedstrøms i Gudenåen er sandsyn-

ligvis, at larverne har svært ved at slå sig ned i det

strømmende vand. Jo længere væk fra søen, hvor

de fleste larver bliver produceret, jo færre larver når

frem til lokaliteten, og jo lavere er sandsynligheden

for at populationen kan bestå. En anden mulig fak-

tor, der kan have betydning for metapopulation-

ernes udbredelse og variation mellem år, er længden

af vinteren og vintertemperaturen. En kold og lang

vinter vil betyde, at forårets algeopblomstring i søen

kommer senere, og færre muslinger vil sandsynlig-

vis reproducere. Desuden er vandremuslingens fil-

teraktivitet påvirket af vandtemperaturen, så den er

stærkt nedsat ved temperaturer under 3 °C. Strenge

vintre kan således være med til at holde metapopu-

lationer nede.

Ingen invasion i vente

Konklusionen af vore undersøgelser er dermed,

at vandremuslingens invasive adfærd i Danmark

sandsynligvis vil være begrænset til søerne. Selvom

vandremuslingerne har gode spredningsmuligheder

til vandløb fra søer, som i tilfældet fra Silkeborg

Langsø, vil antallet af muslinger være begrænset af

muslingelarvernes succes med at sprede sig og eta-

blere sig fra søerne. Denne succes afhænger højst

sandsynlig af larveproduktionen i søen og ned-

strøms afstand fra søen. I stedet for en invasion af

vandremuslinger i vore vandløb vil vi derfor formod-

entlig i fremtiden se små metapopulationer tidvist

etablere sig nedstrøms søer med vandremuslinger for

så at forsvinde igen, fx efter en hård vinter.



Metapopulationer

Resultaterne af vore undersøgelser samt tidligere

observationer af vandremuslinger nedstrøms Silke-

borg Langsø tyder på, at muslingerne kun kan være

dominerende meget tæt på søen. Deres udbredelse i

Gudenåen følger tilsyneladende et klassisk mønster

for dynamikken af såkaldte metapopulationer.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ER DU I TVIVL OM DIT KOMMENDE STUDIEVALG?

BLIV

STUDERENDE

FOR EN DAG

Overvejer du at læse på universitetet

– måske en naturvidenskabelig

uddannelse eller en ingeniøruddannelse?

Så har du mulighed for at blive

‘studerende for en dag’ på Aarhus Universitet

Se hvilke

uddannelser der

tilbyder ‘Studerende

for en dag’ og

læs mere på

Oplev hverdagen som studerende

Vær med til både undervisning og andre faglige

aktiviteter

Stil alle dine spørgsmål direkte til en studerende

Måske bliver du klogere på dit studievalg

SCITECH.AU.DK/STUDERENDEFORENDAG

Aktuel Naturvidenskab

AARHUS

UNIVERSITET

SCIENCE AND TECHNOLOGY

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Solformørkelser

energiproduktion

Forfatterne

Bent Hansen Sass,

chefkonsulent ved DMI

[email protected]

Under solformørkelsen den 20. marts 2015 faldt energiproduk-

tionen fra sol og vind – både i Danmark og i andre dele af Europa.

Jo mere vedvarende energi, der er installeret i elsystemet, jo

vigtigere er det at kunne forudsige effekterne af en solformørkelse.

Det klarer vejrmodellerne heldigvis godt.

Kristian Pagh Nielsen,

Fysiker, ph.d., DMI

[email protected]

rer månens blokering af sollyset, mens den anden er

or få årtier siden var det ikke interessant at tale

om ændringer i den vedvarende energiproduk-

en normal vejrprognose. Resultaterne har vi sam-

menlignet med dels teoretiske overvejelser, dels med

tion i relation til en solformørkelse. I dag er situ-

de konkrete målinger af temperatur og vind samt

ation anderledes, fordi der de seneste 10 -20 år er

installeret så meget vedvarende energi fra sol og

opgørelser af den løbende energiproduktion fra ved-

varende energikilder.

vind, at eventuelle pludselige ændringer i de mete-

orologiske forhold kan ændre balancen i el-systemet.

I Danmark er

Energinet.dk

ansvarlig for at opret-

holde denne balance. Ubalancer håndteres primært

i et fælles nordisk elmarked, som kaldes reguler-

kraftmarkedet (se boks).

Forudsigelser af energi fra sol og vind i vejrmodel-

ler, bl.a. fra DMI, anvendes i daglige procedurer for

reguleringer af ubalance i el-systemet. Spørgsmå-

let er så, om modellerne kan forudsige de meteoro-

logiske effekter af en solformørkelse med tilstræk-

kelig præcision og dermed forudsige faldet i energi-

produktion fra vedvarende energikilder. Det har vi

ved DMI undersøgt ved at studere solformørkelsen

den 20. marts 2015 og udføre to prognoser for vejr-

udviklingen denne dag. Den ene prognose simule-

Claus Petersen,

seniorforsker, DMI

[email protected]

Dansk vedvarende energi under

solformørkelsen

Niels Woetmann Nielsen,

associeret lektor,

Københavns Universitet

[email protected]

Lasse Diness Borup,

modeludvikler ved

Energinet.dk

[email protected]

Opgørelser fra Energinet.dk for den løbende elpro-

duktion fra vind og sol fra den 20. marts viser, at

både elproduktionen fra vind og sol nåede lokale

minima under solformørkelsen. Elproduktionen fra

sol faldt ikke helt til 0 ved solformørkelsens kul-

mination, fordi kun 85 % af solskiven var dæk-

ket, da formørkelsen var på sit højeste i Danmark.

Hvad der sikkert er mere overraskende for mange

er, at vindenergiproduktionen også faldt under for-

mørkelsen. Det gives der nedenfor en forklaring på.

Faldet var på mere end 150 MW for vindmøllepro-

duktionen over land vest for Storebælt, hvilket var

mere end 5 gange den samlede energiproduktion

fra solen på sit højeste niveau kl. ca. 12.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

METEOROLOGI

Fald i energiproduktionen

Figuren viser opgørelser fra Energinet.dk for den

løbende elproduktion fra vind og sol den 20. marts

2015, hvor der var solformørkelse. Den grønne kurve

viser den totale vindproduktion på dansk område

(dvs. inklusive havmølleparker), mens den røde

kurve viser produktionen fra landvindmøller vest for

kurve. Bemærk, at skalaen for solenergiproduktion

er en faktor 10 forskellig fra den tilsvarende for vind-

energi. Det betyder, at produktionen fra solenergi kl.

12 kun er ca. 5 % af den samlede produktion fra

vindmøllerne. De stiplede violette linjer viser start-

og sluttid for solformørkelsen i Danmark (ca. kl.

9:40 og ca. kl. 12:00). Den mørke linje repræsente-

rer kulminationen af solformørkelsen, hvor ca. 85 %

af solskiven i Danmark var dækket af månen.

Storebælt. Bidrag fra solanlæg vises med den gule

1500

Vind, DK1 land

Vind, DK total

Sol, DK total

150

1200

Vind-effekt [MW]

120

900

600

300

Foto

af solformørkelsen i Danmark, marts 2015.

Desværre var dagen præget af mange skyer, men

indimellem var der kig til solen.

Foto: F. Baun

6 8 10 12 14 16 18 20 22

Dansk tid d. 20/3-2015 [timer]

Det samlede relative fald for dansk område fra vind-

mølleproduktion var noget mindre. Det kan hænge

sammen med, at den samlede vindmølleproduk-

tion også omfatter havmølleparker. Vindenergipro-

duktionen over havet aftog ikke under solformør-

kelsen. Studerer man kurven over produktionen fra

vindmøllerne, ser man, at produktionen begynder

at aftage lidt før solformørkelsen. Andre meteorolo-

giske forhold kan spille ind som forklaring på dette.

Efter solformørkelsens afslutning kl. ca. 12 aftog

produktionen fra Solen, mens produktionen fra

vind steg. Det sidste hænger sammen med, at vind-

hastigheden over Danmark som følge af den almin-

delige vejrudvikling tiltog i løbet af dagen.

den nordlige halvkugle på grund af af en ændret

balance mellem friktionen og luftens acceleration

i forbindelse med horisontale trykforskelle i atmo-

sfæren samt acceleration som følge af bevægelse i

forhold til jordens rotation. Sidstnævnte kaldes for

Coriolis-accelerationen.

Hvis vinden i den nederste del af atmosfæren afta-

ger, kan man forvente en aftagende energiproduk-

tion fra vindmøller (hvis vinden er under 15-20 m/s,

hvor møllernes ydeevne bliver maksimal, hvilket var

tilfældet den 20. marts). Et fald i vindmølleproduk-

tionen er netop, hvad der ses i målingerne fra Ener-

ginet.dk. Temperaturen fra målinger i 2 meters

højde fra DMI’s stationsnet viser et typisk fald på

en enkelt grad. Vejtemperaturer faldt med op til ca.

3 grader. Over havet er temperaturændringerne ved

overfladen små under solformørkelsen. Det skyldes,

at Solens energi fordeles ned igennem det gennem-

sigtige vand og ikke kun afsættes i overfladen. Der-

for sker der ikke nødvendigvis et fald i vindenergi-

produktionen uden for landområderne.

Solformørkelsens effekt på

vind og temperatur

Faldet i solindstrålingen mellem kl. ca. 9:40 og

10:50 fører til en ændret energibalance ved jord-

overfladen. Denne situation kan sammenlig-

nes med solopvarmning, der aftager når det bliver

aften. Ved solformørkelse sker processen blot hur-

tigere. Effekten er den samme: Temperaturen fal-

der i den nederste del af atmosfæren. Den vertikale

opblanding af luft i atmosfæren dæmpes, når der

sker en afkøling tæt ved jorden i forhold til højere

oppe. Derfor vil man teoretisk set forvente, at den

friktion, som virker på strømningen tæt ved jord-

overfladen, fordeles på et tyndere lag af luft. Som

konsekvens bliver virkningen af friktionen mere

effektiv og får vinden tæt ved jorden til at aftage

og dreje til venstre. Sidstnævnte effekt optræder på

Hvad fortæller vejrmodellerne?

For at undersøge effekten af solformørkelsen på vin-

den yderligere har vi som nævnt anvendt en operati-

onel vejrmodel til retrospektivt at udføre to forskel-

lige simuleringer (prognoser). Den ene prognose har

ikke indbygget en solformørkelse, mens den anden

simulering har indbygget, at solskiven gradvis til-

dækkes op til 85 % fra kl. 9:40 til kl. 10:50 og igen

afdækkes gradvis i tiden frem til kl. 12.

Aktuel Naturvidenskab

2015

Sol-effekt [MW]

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

METEOROLOGI

m/s

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

-3.0

Vind under solformørkelsen

På kortet er vist forskellen i vindens størrelse (fart)

mellem en vejrprognose som gradvis ændrer solind-

strålingen (85 % af solskiven dækkes midt i perioden

for solformørkelsen den 20. marts) og en normal vejr-

prognose. Resultaterne viser en lavere vind over land-

områderne på typisk 1 m/s, med lokal maksimum op

til 2 m/s.

Kurverne nederst viser en simulering af vindens stør-

relse og retning ved Flakkebjerg syd for Slagelse. De

røde kurver er uden solformøkelse, mens der for de

grønne kurver er indregnet effekten af solformøkelsen.

Flakkebjerg WMO station 06135

Vind-hastighed [m/s]

Vind-retning

10 12 14 16 18

Dansk tid d. 20/3-2015 [timer]

Flakkebjerg WMO station 06135

Vindhastigheder,

simulerede

Uden solformørkelse

Med solformørkelse

Vindretninger,

simulerede

Uden solformørkelse

Med solformørkelse

10 12 14 16 18

Dansk tid d. 20/3-2015 [timer]

Regulerkraftmarkedet og solformørkelse

Alle aktører på elmarkedet kan købe og sælge strøm indbyr-

des indtil en time før en given driftstime. Derefter er det kun

muligt at handle på det såkaldte regulerkraftmarked. Dette

er et fælles marked, hvor alle aktører kan tilbyde at skrue op

eller ned for deres produktion eller forbrug. Det er dog kun de

nationale systemoperatører, der kan handle på dette marked.

Systemoperatørerne beregner løbende, om el-systemet vil

være i over- eller underskud den kommende time og accepte-

rer på den baggrund de billigste bud fra aktørerne.

Det er sjældent muligt at handle sig fuldstændig i balance i

regulerkraftmarkedet. Da elektricitet skal bruges i samme

sekund, det produceres, suppleres dette marked med hurtige

automatiske reguleringer. Derfor har systemoperatørerne

mulighed for, i driftstimen, at justere på dedikerede kraftvær-

ker, typisk til en dårligere pris end på regulerkraftmarkedet.

Dette sker enten gennem en automatisk regulator, der

løbende måler den aktuelle ubalance eller direkte ude ved

Reglerne for, hvor meget reserve Danmark skal have til rådig-

hed til håndtering af ubalancer, aftales i det fælles europæi-

ske netværk ENTSO-E (European Network of Transmission

System Operators for Electricity). ENTSO-E vurderede de

mulige konsekvenser af solformørkelsen den 20. marts 2015

i god tid forinden. Forud for solformørkelsen var der også en

del skriverier i medierne om en mulig stor udfordring (“stres-

stest”) af det europæiske elnet. I Centraleuropa, særligt i

Tyskland, spiller solenergi en større rolle end i Danmark. Det

fremgår af ofﬁcielle tyske opgørelser, at der i Tyskland i

februar 2015 var installeret ca. 36.000 MW – det svarer til ca.

80 kraftværker. En væsentlig del kunne potentielt set under

solformørkelsen falde ud af systemet i løbet af en times tid.

Det viste sig dog, at det europæiske elnet klarede sig udmær-

ket gennem solformørkelsen.

produktionsanlægget ved at måle, om frekvensen er over

eller under 50 Hz.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

METEOROLOGI

Resultaterne viser en lavere vind over landområ-

derne i 10 meters højde på typisk 1 m/s i simulerin-

gen med solformørkelse, nogle steder op til 2 m/s

lavere. En sammenligning af de to simuleringer for

en position svarende til landbrugsstation Flakke-

bjerg på Sjælland viser, at vindens hastighed og ret-

ning er næsten identiske frem til kl. ca. 9. Herefter

er der en periode med aftagende vind (under 1 m/s)

og en vinddrejning på op til ca. 15 grader mod ven-

stre i bevægelsesretningen (drejer fra nordvest mod

vest). Efter solformørkelsen optræder der en periode

med kraftigere vind, der drejer mod højre i simu-

leringen med indbygget solformørkelse. I aftenti-

merne bliver simuleringerne igen næsten ens.

De simulerede ændringer i kørslen med indbygget

solformørkelse er i overensstemmelse med de teore-

tiske overvejelser omkring vinden samt målinger af

den ændrede energiproduktion. Også ændringer i

observeret vind fra 10 m højde ser ud til at under-

støtte resultatet af modelsimuleringerne.

studie omtales i en videnskabelig artikel af Gray og

Harrison fra 2012, der ligeledes beskriver et studie

af temperatur- og vindændringer i England under

den sidste totale solformørkelse, der ramte Europa

i 1999. Gray og Harrison anvendte i deres studie et

tæt net af vind- og temperaturobservationer d. 11.

august 1999 fra et område omkring Reading i det

sydlige England. Observationerne blev sammen-

lignet med en finmasket modelforudsigelse udført

med vejrmodellen fra det engelske meteorologi-

ske institut. Denne prognose havde ikke indbygget

en simulering af solformørkelsen. Sammenlignin-

gen med målingerne fra stationsnettet førte kvali-

tativt og til dels kvantitativt til det samme resultat

som DMI’s aktuelle undersøgelse: De når frem til

en karakteristisk afkøling på ca. 1 ˚C ved formør-

kelsen, et fald i vindens størrelse på ca. 0,7 m/s og

en vinddrejning på ca. 17 ˚ i forbindelse med solfor-

mørkelsen.

Den næste store solformørkelse i Europa vil finde

sted den 12. august 2026, og den vil være total i

Spanien og partiel i resten af Europa. Til den tid

forventes installeret væsentlig mere vedvarende

energi fra sol og vind. Men det europæiske sam-

arbejde inden for regulering af elnettet klarer for-

mentlig udfordringen, bl.a. fordi meteorologiske

modeller kan forudsige de midlertidige ændringer i

energiproduktionen fra sol og vind.



Kilder og videre læsning

www.platts.com/latest-

news/electric-power/

london/german-power-

price-for-eclipse-hour-up-

63-spot-26043031

http://m.motherjo-

nes.com/environ-

ment/2015/03/solar-

eclipse-germany-power

http://planetsave.

com/2015/03/21/

how-europes-energy-

grid-handled-the-

3-20-2015-solar-eclipse/

Holton, James R., 2004:

An introduction to dyna-

mic meteorology , Else-

vier. www.hirlam.org

Eerola, K. 2013: Twenty-

one years of veriﬁcation

from the HIRLAM NWP

system. Wea. Forecasting

28, 270-285.

DOI: http://dx.doi.

org/10.1175/WAF-D-12-

00068.1

SL Gray and RG Har-

rison (2012): Diagno-

sing eclipse-induced

wind changes. Proc. R.

Soc. A. doi: 10.1098/

rspa.2012.0007.

Erfaringer fra andre solformørkelser

Det er naturligt at spørge, om der findes andre

undersøgelser af ændringer i temperatur og vind

under en solformørkelse. Svaret er ja. Amerikane-

ren H. Clayton skrev allerede i 1901 om ændringer

i temperatur og vind, som han observerede under

en solformørkelse i Amerika d. 28. maj 1900. Hans

ANNONCE

Gratis T-shirt

Kunne du tænke dig en

Science Teacher T-shirt?

Vi har en rest, som vi giver

kvit og frit til gymnasie-

lærere.

Vi har en rest af Science Teacher T-shirts.

Send navn, størrelse og adresse på det gym-

nasie, hvor du underviser til

[email protected], så sender vi en gratis T-

shirt til dig. Vi uddeler efter først-til-mølle-

princippet.

Oplæg hos jer eller os

Læs mere om vores brobygnings-

tilbud såsom workshops og faglige

oplæg i fx design af interaktive pro-

dukter, brugerinvolvering, udvikling

af computerspil, naturlige farve-

stoffer og kemi i ølbrygning på

www.sdu.dk/tek/brobygning

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Effektelektronik

– en nøgleteknologi

i energisystemet

I enhver sammenhæng, hvor elektrisk energi

skal omsættes fra en form til en anden, er

der brug for effektelektronik. Og det bliver en

nøgleteknologi i en fremtid, hvor vi skal

frigøre os fra fossile brændsler.

Af Frede Blaabjerg

enneskehedens behov for energi vil stige

meget de kommende årtier. Dels fordi jor-

dens befolkning stiger kraftigt, og dels fordi

mange mennesker heldigvis får en bedre levestan-

dard. Menneskets umættelige behov for energi

udgør på langt sigt en udfordring for det glo-

bale energisystem, som i dag stadig overvejende

er baseret på fossile brændsler. Det er et problem,

fordi de fossile brændsler er en begrænset res-

source, og derudover belaster de klimaet og mil-

jøet.

Princippet i effektelektronik

Effektelektronik er i stand til at omsætte den elek-

triske energi med små tab og dermed en meget høj

virkningsgrad. Samtidig bliver stadig mere energi

produceret, transporteret og forbrugt som elektrisk

energi, da det er en effektiv måde at håndtere ener-

gien på. En elektrisk energiomsætning via effekte-

lektronik kan fx være at omsætte en vekselspænding

fra nettet til en jævnspænding, som oplader et bat-

teri. Det foregår i stor stil i dag, fx til opladning af

vore bærbare computere eller mobiltelefoner.

Her kan det også ses, at net-spændingen ensrettes

til en jævnspænding, hvorefter spændingen til bat-

teriet styres af transistorer (effektelektronik) ved

at være tændt i et vist interval for dermed at styre

spændingen til batteriet. Spændingen skal løbende

tilpasses, når batteriet oplades, hvilket effektelektro-

nikken sikrer ved en smart styring. Det vigtige er,

at de effektelektroniske komponenter kan tænde og

slukke uden større effekttab, og at de heller ikke har

meget tab, når de er tændte og leder strøm. Dette er

blot et eksempel af rigtig mange, hvor effektelektro-

nikken gør forbruget styrbart.

Foto: Colourbox

Der findes umiddelbart to teknologiske strategier til

at angribe udfordringerne med. Man kan udvikle

teknologi, der kræver mindre energi, og som derved

giver energibesparelser, eller man kan omstille ener-

giproduktionen, så den baseres på vedvarende ener-

gikilder. I begge tilfælde spiller den såkaldte effekt-

elektronik en væsentlig rolle for fremtidens energi-

løsninger. Effektelektronik er elektronik, der effek-

tivt og hurtigt kan omsætte elektrisk energi fra en

form til en anden med det formål at kunne styre

energi-flowet i eksempelvis et elektrisk apparat og

styre en proces.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ENERGITEKNIK

Brug af effektelektronik

Effektelektronik bruges i alle sammenhænge, hvor der er

brug for at ændre en elektrisk energi (fx ændre dens spæn-

ding, strøm, fase eller frekvens). Effektområderne, der skal

konverteres, spænder fra nogle få milliwatt (som i en mobil-

telefon) til hundrede af megawatt. I moderne systemer udfø-

res omsætningen i halvlederkomponenter som dioder, tyri-

storer og transistorer.

En såkaldt ensretter (eller AC/DC-konverter), som omsætter

vekselstrøm til jævnstrøm, er et eksempel på en effektelek-

tronisk enhed. Det meste elektronik kører på jævnstrøm, og

derfor

ﬁ

ndes der ensrettede indbygget i mange elektroniske

apparater i hjemmet, fx i fjernsyn, PC’er og mobilopladere.

Batterier er udelukkende jævnstrømskilder.

Et eksempel på en effektelektronisk enhed er strømforsynin-

gen til en bærbar pc, som automatisk tilpasser sig spændin-

gen i stikkontakten, hvad enten den er 230 V eller 110 V etc.

Vekselstrømmen omformes alligevel til stabile 19 V jævn-

strøm eller hvad spænding pc'en nu er bygget til. Selvom

strømforsyningen ikke fylder meget, kan den samtidig oplade

batteriet. Opladningen styres også vha. effektelektronik.

Stikkontakt (AC)

Opladning af batteri i bærbar pc

Strømforsyning (DC)

El-nettet

230 V (50 Hz)

19 V

Effektelektronisk system

Ensretter

El-nettet

Konverter

Batteri

Vekselstrøm

Jævnstrøm

Styring af elmotorer

Effektelektronisk system

Filter

Ensretter

Vekselretter

Elmotor

El-nettet

Fx pumpe

eller ventilator

En anden meget udbredt brug af effektelektronik er til styring

af elmotorer i alle størrelser. På

ﬁ

guren er vist et system, som

omformer tre-faset-vekselstrøm fra elnettet til jævnstrøm og

derefter til trefaset-vekselstøm igen, men med en spænding

og frekvens, som kan styres. Dermed kan elmotorens kraft

og omdrejninger kontrolles. Dvs. man får præcis den motor-

ydelse, som er krævet, uden at elmotoren bruger mere strøm

end nødvendigt.

Vindmøller på elnettet

Effektelektronisk system

Gear/gearløs

Ensretter

Vekselretter

Transformer

El-nettet

(højspænding)

Generator

Vindmølle

De store møller rummer effekelektronik i stor skala. Det bru-

ges til styring af belastningen af generatoren i møllen samt

til at tilpasse den producerede strøm til elnettet. På

ﬁ

guren

er vist et system, som omformer tre-faset-vekselstrøm fra

generatoren til jævnstrøm og derefter til trefaset-vekselstøm

igen, men med en spænding og frekvens, som passer til

elnettet. De

ﬂ

este møller er koblet direkte på højspædings-

nettet via en alm. transformer til vekselstrøm.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ENERGITEKNIK

dig med at energien via vekselspænding sendes ind

i nettet. Her laver vi altså først en omformning fra

vekselstrøm til jævnstrøm (ac/dc) og dernæst en

omformning fra jævnstrøm til vekselstrøm for at

tilslutte en vindmølle til el-nettet. I vindmøllerne

er effektelektronikken et stort elektrisk apparat, der

har en virkningsgrad på mere end 98 %.

Nye komponenter styrer den forstsatte

udvikling

En strømforsyning til en

notebook. Udviklingen

inden for effektelektro-

nik gør det muligt at lave

disse forsyninger både

mindre og billigere.

Foto: Colourbox

Om forfatteren

Frede Blaabjerg,

professor

Institut for Energiteknik

Aalborg Universitet

[email protected]

Frede Blaabjerg

modtog i 2014 Villum

Kann Rasmussens

Årslegat til teknisk og

naturvidenskabelig

forskning. Artiklen her er

en redigeret version af

en artikel bragt i Årsskrift

for VILLUM FONDEN og

VELUX FONDEN, 2014.

Et andet hovedområde for effektelektronikken er

styring af elektromotorer. Elektromotorer – som

man fx finder i kompressorer til et køleskab eller

i ventilatorer – står for mere end halvdelen af det

elektriske energiforbrug i den industrielle verden. I

elektromotorer er effektelektronikken i stand til at

styre motorens omløbstal, så det tilpasser sig belast-

ningen i stedet for, at motoren blot kører på “fuld

kraft” hele tiden. Via sådanne løsninger er der set

eksempler på energibesparelser på mere end 50 %

og gør derfor en stor forskel i bestræbelserne på at

gøre vores energisystem langt mere effektivt i frem-

tiden.

Selv om den effektelektroniske energiomsætning er

effektiv – som nævnt nogle gange højere end 98 %

– forsker vi fortsat i at gøre den endnu mere effek-

tiv. Hvis man fx ser på den samlede danske kapa-

citet inden for vedvarende energi på ca. 5 GW, vil

2 % stadig være en stor mængde energi, der går

tabt. Og for en enkelt vindmølle på 1 MW vil det

betyde, at der går 20 kW tabt i form af varme, der

skal transporteres væk fra vindmøllen i form af

køling.

Den vigtigste “driver” i udviklingen er naturlig-

vis prisen for komponenterne, men også alt det,

der skal til for at fremstille det endelige elektri-

ske apparat. Det er kølesystemer, printplader, elek-

triske komponenter herunder spole og kapaci-

tor, styringsenhed og naturligvis også en indkaps-

ling. Jo højere virkningsgrad, der kan opnås, jo

mindre køling er der behov for. Dermed bliver der

et mindre volumen og mindre brug af materialer,

og i sidste ende er det også en vigtig faktor på pri-

sen. De effektelektroniske komponenter bliver sta-

dig bedre (så de kan tænde og slukke hurtigere og

tabe mindre spænding, når de er tændte), hvilket

alt sammen peger i den rigtige retning for at gøre

apparatet endnu billigere.

Den primære udvikling har været at lave transisto-

rer og dioder baseret på silicium, men i de seneste

år er det blevet muligt at basere disse komponen-

ter på silicium-carbid eller gallium-nitrid. Det har

gjort det muligt at tænde og slukke komponen-

terne mindst en faktor ti hurtigere og derved langt

bedre at kunne mindske tabene. Det har med-

ført lidt af et paradigmeskift indenfor apparatde-

sign, idet vi nu ser tænde- og slukke-tider af tran-

sistorer på under 10 nanosekunder. Det stiller helt

nye krav til, hvordan apparaterne skal designes, og

hvordan komponenterne pakkes effektivt.

En anden fordel ved denne nye teknologi er, at

den kan arbejde ved højere driftstemperaturer.

Men om den også kan gøres lige så pålidelig og

holde i lige så lang tid som traditionel silciumbase-

ret effektelektronik er endnu åbne spørgsmål, som

vi i min forskningsgruppe bl.a. arbejder med. Her

arbejder vi med at kunne beregne, hvor mange fejl

vi over en tyveårig periode kan forvente i eksem-

pelvis et apparat til solceller. Og hvis beregnin-

gerne viser, at man kan forvente uacceptabelt

Effektelektronik og vedvarende

energiproduktion

Som nævnt spiller effektelektronik også en stor rolle

i den vedvarende energiproduktion. De seneste 20

år er der både i Danmark og på globalt plan blevet

installeret en stor mængde vedvarende energi i el-

nettet i form af vindmøller og solceller. I begge til-

fælde sikrer effektelektronikken, at energien, der

kommer fra solen og vinden, bliver optimeret og

sikkert sendt ind i el-nettet med en høj grad af styr-

barhed. Solceller producerer en jævnspænding, som

skal omsættes til en vekselspænding for at kunne

tilsluttes el-nettet. Og i vindmøller skal generatoren

i vindmøllen hastighedsstyres, så den maksimalt

mulige energi trækkes ud af møllens rotor, samti-

Jævnstrøm og vekselstrøm

Jævnstrøm (DC – engelsk for

Direct Current)

er elektrisk strøm, der altid løber

i samme retning, dvs. fra plus til minus. I modsætning hertil vendes retningen

i vekselstrøm hyppigt – i det danske elsystem sker det 50 gange i sekundet

(dvs. det har en frekvens på 50 Hz). Der kan både løbe jævnstrøm og veksel-

strøm på samme tid i den samme leder.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

NANO.AAU.DK/SRP

LÆS MERE

H JÆ L P T I L D I T

STUDIERETNINGS-

PROJEKT ?

L AV F O R S Ø G T I L D I T ST U D I E R E T N I N G S P R OJ E K T

I A A U ’ S V E L U D S T Y R E D E L A B O R AT O R I E R , O G S PA R

MED VORES DYGTIGE FORSKERE.

D U K A N FÅ H JÆ L P T I L E M N E R S O M :

FYSIK

SUPERLEDNING

K VA N T E M E K A N I S K E T U N N E L E F F E K T E R

U V- L I TO G R A F I

B E S T E M M E L S E A F P L A N C K ’ S K O N S TA N T

KEMI/BIOTEKNOLOGI

M E TA L L I S K E N A N O PA R T I K L E R

MICELLER

PEPTIDSYNTESE

ENZYMKINETIK

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ENERGITEKNIK

Foto: AAU.

Eksempel på effektelek-

tronik. Typisk vil det

kunne kendes på nogle

store tilslutningstermi-

naler i metal, hvis det er

lavet til større strømstyr-

ker. Men som meget

andet elektronik, er det

modulopbygget.

mange fejl i det anvendte design, kan vi komme

med forslag til, hvorledes fejlraten kan reduceres

via et nyt design.

Det rykker på mange fronter

Som vi har set, anvender man effektelektronik til

både at producere elektricitet og til at forbruge elek-

tricitet på en effektiv måde. I fremtidens energi-

system vil såvel produktion som forbrug variere

meget, og udfordringen i sådant system er at opnå

en balance imellem produktion og forbrug. En af

måderne at gøre det på er at supplere elsystemet

med energilagre, hvor den mest nærliggende mulig-

hed er batterier. El-biler kan dermed naturligt tæn-

kes at indgå som en del af et sådant batteribase-

ret energilager, og i større skala kan man tænke sig

energilagring baseret på vandkraftanlæg, hvor vand

pumpes op, eller man kan via elektrolyse omdanne

overskuds-elektricitet til brint, som kan lagres. For

at kunne styre et elsystem med energilagre kræves

også effektelektronik.

Man kan også forestille sig, at vi vil gå fra et elsy-

stem med vekselspænding til et elsystem med jævn-

spænding, således at der måske om 20 år er jævn-

spænding i stikkontakterne i vores huse. Der-

med vil der være brug for færre energiomsættende

omformere, og energisystemet vil samlet kunne

opnå en højere virkningsgrad.

Endelig er der ingen tvivl om, at den dag el-bilen

virkelig slår igennem, vil effektelektronikken få et

endnu større boost. For i elbiler er effektelektronik

ikke kun involveret i fremdrift af bilen, men også til

at styre batteri-lageret og ikke mindst til at lade bat-

terierne op, hvilket i fremtiden helst skal foregå ved

trådløs effekt-overføring. Effektelektronik anvendes

allerede meget i hybrid-bilerne, da det er afgørende

for at kunne dele energien fra henholdsvis el-motor

og forbrændingsmotor under drift. En fuld batte-

ribaseret el-bil som den amerikanske Tesla, kræver

endnu mere effektelektronik, og derfor er der store

muligheder for effektelektronik-industrien i fremti-

den. Allerede nu kender vi de væsentligste teknolo-

gier. Så det er primært prisen, der skal ned, samti-

dig med at man ikke giver køb på pålideligheden.

Det ultimative mål

I idealernes verden vil den ultimative effektelektro-

nik have en effektivitet på 100 %. Skulle den dag

komme, hvor det lykkes os at opnå det, vil vi for-

skere indenfor effektelektronik sat lidt på spidsen

have gjort os selv overflødige. Men selvom vi for

øjeblikket ser ret bemærkelsesværdige resultater i

forbindelse med anvendelsen af de helt nye kompo-

nenter, hvor størrelsen på nogle apparater kan redu-

ceres med op til 75 %, er der stadig meget lang vej

til det ultimative mål. Oftest opstår der nye pro-

blemer, når tingene bliver gjort mindre og giver

nogle uforudsete tab, der skal håndteres. Derfor vil

der uden tvivl være behov for masser af forskning i

effektelektronik de næste årtier.



Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

VÆLG DEN RIGTIGE

UDDANNELSE

Få mere at vide om de naturvidenskabelige uddannelser på Københavns Universitet.

Så er der større chance for, at du vælger en uddannelse, som matcher dine ønsker.

Du kan blandt andet:

• Se ﬁlm om uddannelserne

• Blive studerende for en dag

• Besøge os med din klasse

• Gå i studiepraktik

• Få hjælp til dit studieretningsprojekt

BESØG OS PÅ FACEBOOK OG INSTAGRAM OG SE

MERE OM STUDIELIVET PÅ UDDANNELSERNE

Læs på SCIENCE

scienceku

Læs mere om vores uddannelser og dine mange muligheder på

21 NATURVIDENSKABELIGE BACHELORUDDANNELSER:

science.ku.dk/ba

Biokemi

Biologi

Biologi-bioteknologi

Datalogi

De fysiske fag

Forsikringsmatematik

Fødevarer og

ernæring

Geograﬁ og geoinformatik

Geologi-geoscience

Have- og parkingeniør

Husdyr videnskab

Idræt

Jordbrugsøkonomi

Kemi

Landskabsarkitektur

Matematik

Matematik-økonomi

Molekylær biomedicin

Nanoscience

Naturressourcer

Skov- og landskabsingeniør

kø b e n h av n s u n i v e r s i t e t

d e t n at u r - o g b i o v i d e n s k a b e l i g e f a k u lt e t

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ASTRONOMI OG KEMI

Kemi

mellem stjernerne

Stjernetåger kan populært sagt opfattes som en tynd

”suppe” af molekyler. En udskældt type molekyle her på

Jorden bærer måske en del af svaret på, hvordan den

kemiske mangfoldighed opstår i disse områder af rummet.

Af Carsten R. Kjaer, Aktuel Naturvidenskab

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ASTRONOMI OG KEMI



Orion stjernetågen er et af de mest undersøgte og fotogra-

ferede objekter på nattehimlen. Det er en diffus tåge af gas

og støv beliggende i stjernebilledet Orion, og den lyser så

klart på nattehimlen, at den er synlig med det blotte øje. En

stjernetåge er populært sagt en stjernevugge, for her fødes

helt nye stjerner. Oriontågen er samtidig den nærmeste

kendte region i Mælkevejen, hvor der foregår stjernedannelse

i massivt omfang. Dog er den med en afstand af godt 1300

lysår fra Jorden ikke just en tæt nabo.

Foto: NASA,ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the

Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team

En region i tågen kaldes Orion Bar, og denne repræsenterer

den dramatiske overgang mellem den unge, varme del af

tågen med helt nye stjerner og den kolde molekylære sky, ud

fra hvilken de oprindeligt blev dannet.



Foto: NASA, C.R. O'Dell and S.K. Wong (Rice University)

vori består ligheden mellem stjernetågen

Orion Bar i Mælkevejen og udstødningsgas-

sen fra en bil? Svaret er, at begge medier er fyldt

med polycykliske aromatiske hydrocarboner –

eller PAH’er, som de sædvanligvis blot kaldes. Her

på Jorden forbinder vi sædvanligvis disse PAH’er

med noget negativt, da de er kræftfremkaldende.

Som navnet antyder, består de af kulstof (carbon)

og hydrogen, hvor kulstofatomerne er arrange-

ret i ringformede strukturer. De dannes bl.a. som

et produkt af ufuldstændig forbrænding, og derfor

findes de fx i udstødningsgasserne fra benzin- og

dieselbiler og bidrager dermed til luftforureningen.

støvkorn i rummet. De seneste år har hun fokuse-

ret specielt på PAH’er som mulige katalysatorer for

denne proces. Og nu skal hun i gang med en ny

serie eksperimenter, som også skal inddrage effek-

ten af UV-stråling. Nye forskningsresultater tyder

nemlig på, at UV-stråling kan have en afgørende

finger med i spillet.

Kemi i rummet

Drivkraften for Livs forskning er som nævnt ønsket

om at forstå, hvordan kemisk kompleksitet kan

opstå i det interstellare rum. Og det er et emne, der

optager mange forskere inden for et bredt spekter af

fagområder. De fleste molekyler, man har detekte-

ret i det interstellare rum, er simple. Det gælder fx

molekylært hydrogen (H

) og vand (H

O). Andre

er mere komplekse, fx kulstofmolekyler som “buck-

yballs” (C

), hvor 60 kulstofatomer sidder i en

kugleformet struktur, eller molekyler som formal-

dehyd (HCHO) og glykolaldehyd (C

), som

er et simplet sukkermolekyle. De to sidstnævnte er

interessante, fordi de er, hvad man kalder

præbio-

tiske

molekyler – dvs. grundlæggende byggestene

nødvendige for at kunne opbygge levende organis-

mer i den form, man finder det på Jorden.

Molekylært hydrogen er det mest almindelige mole-

kyle i universet, og det spiller en nøglerolle i de

kemiske netværk, som leder til mere komplekse

molekyler. Derfor er et vigtigt skridt i forståelsen af

de kemiske processer i rummet at kunne forklare,

hvordan hydrogenmolekyler bliver dannet. Man

I det interstellare rum, altså rummet mellem stjer-

nerne, spiller PAH’er måske en helt anden og meget

mere positiv rolle som katalysatorer for kemiske

reaktioner. De kan således være en vigtig brik i at

forklare, hvordan de mere end 150 forskellige mole-

kyler, som astronomerne hidtil har detekteret i det

interstellare rum, er blevet dannet. Umiddelbart er

det svært at forstå, hvordan der kan opstå en sådan

grad af kemisk kompleksitet under de ekstremt lave

temperaturer og tryk, der hersker i rummet. Men

ved at koble observationerne med eksperimenter her

på jorden, kan vi nærme os en forståelse af, hvad

der foregår.

Netop det er Liv Hornekær i fuld gang med på Aar-

hus Universitet. I en årrække har hun sammen med

sine kolleger forsket i, hvordan molekylært hydro-

gen (H

) kan dannes på overfladen af interstellare

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ASTRONOMI OG KEMI

Observation af PAH-molekyler i det interstellare rum

Teoretiske spektre

Coronen

Vores viden om kemisk kompleksitet i det interstellare rum, kom-

mer fra studier af elektromagne sk stråling (lys, mikrobølger og

radiobølger) der kommer derfra. Hvis man ser på intensiteten af

strålingen som funk on af bølgelængden eller frekvensen

Circobiphenyl

(strålingens spektrum), kan man se at der ved nogle bølge-

længder er for meget lys og ved andre for lidt. Fra laboratorie-

studier på jorden ved vi, at alle atomer og molekyler udsender

“Intensitet”

Dicoronen

og absorberer lys ved bestemte bølgelængder. Hvis vi sammen-

ligner de spektre, der er målt i laboratorierne med dem, der er

observeret fra det interstellare rum, kan vi se, om der er sam-

Ovalen

menfald mellem spektrene fra speciﬁkke atomer og molekyler

og de bølgelængder i de interstellare spektre, hvor der er for

meget eller for lidt stråling.

Bølgelængde ( m)

Et eksempel på en sådan sammenligning er vist i

ﬁ

gurerne. Her

sammenligner man teore sk beregnede spektre fra forskellige

PAH-molekyler (øverst) med et spekter, der viser den typiske

intensitetsfordeling i det interstellare rum (nederst). Man kan se,

at der er god overensstemmelse mellem de bølgelængder, hvor

PAH’erne udsender stråling (fx ved 3,3

m,

mellem 6-8

m

omkring 12

m)

og de bølgelængder, hvor der er forøget stråling

i det interstellare rum. Det indikerer, at det kunne være varme

PAH-molekyler i det interstellare rum, der udsender den

observerede stråling. Havde molekylerne været kolde, ville vi i

stedet have set absorp on af stråling (resulterende i lavere

intensitet) ved de samme bølgelængder.

Gennemsnitsintensiteten pr. rumvinkel (W m

-2

-1

)

for en given hydrogensøjletæthed (10

-2

)

10-

Man kan også se, at de teore ske spektre for de forskellige PAH-

molekyler har store ligheder. Det gør det svært at iden

ﬁ

cere

100

1000

præcist, hvilke PAH-molekyler der

ﬁ

ndes i det interstellare rum.

Bølgelængde ( m)

ved, at i de stjernetåger, hvor nye stjerner fødes, fin-

des næsten alt hydrogen på molekylær form. Men

ved de lave tætheder af stof, der hersker i det inter-

stellare rum, findes der ikke nogen effektiv måde at

danne molekylært hydrogen ud fra to hydrogenato-

mer. Hvis to hydrogenatomer tilfældigvis “bumper”

sammen i rummet og danner molekylært hydro-

gen, vil der ved reaktionen frigives så megen energi,

at molekylet straks rives fra hinanden igen. Sam-

tidig vil kosmisk stråling og UV-stråling konstant

bombardere de hydrogenmolekyler, der måtte være

blevet dannet, og splitte dem ad. Med andre ord

må der eksistere en højst effektiv mekanisme, der

er i stand til at producere molekylært hydrogen i en

takt, så det kan holde trit med de destruktive pro-

cesser.

I dag er de fleste forskere enige om, at denne meka-

nisme involverer reaktion mellem to hydrogenato-

mer på overfladen af interstellare støvkorn. Man

mener også, at disse støvkorn fungerer som kata-

lysator for dannelsen af mere komplekse molekyler

som vand og methanol.

Et godt spørgsmål er, hvad disse interstellare støv-

korn selv består af. Og det er her, at vores PAH’er

træder ind på scenen.

Kunsten at opdage en PAH

Interstellart støv findes formentlig på mange former.

En stor del af det menes at være kulstofholdigt som

amorft kulstof, partikler af grafit med en “løgagtig”

struktur – og så netop PAH’er. Det er dog ikke let

at afgøre med 100 % sikkerhed, hvad støvet består

af. Eksistensen af PAH’er i det interstellare rum har

således været heftigt debatteret blandt forskere de

seneste 20 år. Efterhånden er selv de mest hårdnak-

kede skeptikere dog blevet overbevist om, at PAH’er

findes i rummet, og at de bærer så meget som 5-10

% af det kulstof, der findes i det interstellare rum.

Grunden til debatten er, at man ikke entydigt har

kunnet identificere en enkelt unik type af PAH via

observationer. Betegnelsen PAH dækker over en hel

zoologisk have af molekyler, som dog har fællestræk

i den måde atomerne er arrangeret i såkaldte aro-

matiske ringe. Det er derfor PAH som en generel

struktur, man er enige om eksistensen af.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

Liv Hornekær er lektor i eksperimentel overﬂadefysik ved Insti-

tut for Fysik og Astronomi og Interdisciplinært Nanoscience

Center – iNANO, Aarhus Universitet. Hun har en ph.d.-grad i

fysik og har de seneste 15 år studeret, hvordan kemiske reak-

tioner på overﬂader kan bidrage til interstellar kemisk kom-

pleksitet. Viden fra de studier har gjort det muligt for hendes

forskningsgruppe at udvikle nye metoder til at kontrollere de

elektriske egenskaber i materialet grafen (2D- versionen af

graﬁt) samt igangsat studier af potentelle nye metoder til at

beskytte metaloverﬂader mod rust. [email protected]

Foto: Jesper Rais

Kemiske stoffer i rummet afsløres ved at studere

strålingen fra rummet i særlige bølgelængdeområ-

der. Man mener nu, at bestemte bånd i det infra-

røde område er signaturer for egenskaber ved de

aromatiske ringe i PAH’er. Man mistænker også

PAH’er for at være årsagen til andre “mærkvær-

digheder” i spektrene fra det interstellare rum,

som forskerne hidtil har undret sig over. Fx har

en gruppe internationale forskere i et nyligt stu-

die publiceret i

Nature Communications

argumente-

ret for, at de såkaldte diff use interstellare bånd (en

større gruppe af mere end 400 absorptionsbånd i de

interstellare spektre) stammer fra PAH’er.

En af komplikationerne ved PAH’er er, at deres

spektre afhænger af deres størrelse, om de findes

som neutrale molekyler eller ioner, og om der er

andre kemiske stoffer fasthæftet til dem.

til stede. Det antyder, at PAH’er kan spille en aktiv

rolle i de interstellare kemiske processer.

Liv har med sin forskningsgruppe som de første eks-

perimentelt kunnet vise, at PAH-molekyler fak-

tisk kan katalysere dannelsen af molekylært hydro-

gen. Eksperimenterne foregik ved at bombardere

neutrale molekyler af PAH’en coronen med en stråle

af hydrogenatomer. Herved bliver coronen “super-

hydrogeneret”, hvilket vil sige, at der optages ekstra

hydrogenatomer på kulstofatomerne i coronen-mole-

kylet. Den ultimative grad af superhydrogenering er

således, hvis samtlige kulstofatomer har optaget et

ekstra hydrogenatom. Med eksperimenterne kunne

Liv og kolleger vise, at man faktisk kunne nærme sig

denne teoretiske grænse i praksis, hvilket man hid-

til ikke havde troet muligt. Endvidere kunne de ved

at bombardere coronen med deuterium (en lidt tun-

gere isotop af hydrogen) vise, hvordan hydrogenato-

mer blev udskiftet med deuteriumatomer i proces-

sen. Den eneste sandsynlige reaktion, der rent ener-

gimæssigt kan forklare observationerne, er, at der i

processen dannes hydrogenmolekyler.

Fra observationer til eksperimenter

I nogle særlige “miljøer” i det interstellare rum med

meget kraftig UV stråling kan man se, at der dan-

nes molekylært hydrogen i stort omfang, og at der

i de samme miljøer også er store mængder PAH’er

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ASTRONOMI OG KEMI

Eksperimentelle teknikker

mange ekstra hydrogen- eller deuteriumatomer, der har bundet

sig l coronenmolekyler. Det foregår ved, at PAH-molekylerne

sendes ind på en graﬁtoverﬂade og dere er bombarderes med

hydrogen eller deuterium. Here er opvarmes graﬁtoverﬂaden,

og når PAH-molekylerne så fordamper, opfanges de i et masses-

pektrometer, hvor deres masse, og dermed også graden af

superhydrogenering, bestemmes.

Skanning-tunnel-mikroskopi bruges l at bestemme, hvor de

ekstra hydrogenatomer sidder på PAH-molekylerne. Et eksempel

på STM-billeder af PAH-molekylet coronen på en kobberover-

ﬂ

ade med og uden superhydrogenering er vist på billederne.

De to vig gste eksperimentelle metoder l at studere PAH-mole-

kylernes kataly ske ak vitet er masse-spektrometri og skan-

ning-tunnel-mikroskopi (STM). Begge typer målinger foregår i

vacuum-kamre under ekstremt lavt tryk

(10

-10

mbar) for at e er-

ligne be ngelserne i det interstellare rum.

Masse-spektrometri-målingerne bruges l at bestemme hvor

Coronen-molekylerne fremstår som lysende runde former. Når

coronenmolekylerne hydrogeneres kan hydrogenatomernes posi-

on bestemmes ved at se på den substruktur (de nye lyse struk-

turer), der pludselig bliver synlig i molekylerne. Når de hydro-

generede molekyler e erfølgende bestråles med UV stråling, er

håbet, at man direkte i STM’et vil kunne se deres substruktur

ændre sig, e erhånden som de ekstra hydrogenatomer rystes af.

PAH-molekylet coronen som en generel model

Stregformel for

PAH’en coronen

Hydrogen

Kulstof

I liv Hornekærs eksperimenter bruges PAH-molekylet coronen

som en generel model for PAH’er. Figuren øverst viser strukturen

af de e molekyle på to forskellige måder – dels som en streg-

formel og dels mere graﬁsk. Som det fremgår, sidder hydrogen-

atomerne rundt i kanten på molekylet. Det vig ge at bemærke

er, at alle kulstofatomer har en dobbeltbinding. Hvis en dobbelt-

binding brydes, er der mulighed for, at et ekstra hydrogenatom

kan binde sig l molekylet. Når coronen har ekstra hydrogenato-

mer i forhold l grund lstanden siger man, at det er

superhydro-

generet.

I det ekstreme lfælde vil samtlige dobbeltbindinger

være brudt, og alle kulstofatomer derfor have et ekstra hydro-

genatom.

Liv Hornekærs eksperimenter har vist, at det reelt er muligt at

opnå en sådan grad af

superhydrogenering.

Figurerne l højre viser i skema sk form, hvordan dannelsen af

hydrogenmolekyler tænkes at foregå. Ud fra eksperimenter med

at bombardere coronen med deuterium (en tung isotop af

hydrogen) har Livs forskningsgruppe vist, hvordan hydrogenato-

mer udski es på coronen-molekylet. Den eneste energimæssigt

sandsynlige forklaring på observa onerne er, at der sam dig

dannes hydrogenmolekyler.

Deuteriumatom

Et nyt deuterium-atom

ankommer

En dobbeltbinding brydes, og

deuteriumatomet bindes til et

kulstofatom på PAH-molekylet

Det nye deuterium-atom

reagerer med et hydrogenatom på

PAH-molekylet og danner

et hydrogenmolekyle

Slutresultatet er, at et hydrogenatom på

PAH-molekylet er blevet erstattet af et hydrogenatom,

og samtidig er der dannet et hydrogenmolekyle

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

ASTRONOMI OG KEMI

Fotokatalyse

Der, hvor forskningen er i dag, ved man altså, at

PAH-molekyler kan blive superhydrogenerede, når

de bombarderes med hydrogenatomer. Og jo mere

superhydrogenerede molekylerne er – dvs. jo flere

hydrogenatomer, der er koblet til dem – jo hurtigere

vil dannelsen af molekylært hydrogen kunne foregå.

Som allerede nævnt vil kosmisk stråling og UV-

stråling imidlertid konkurrere med de processer,

der fører til superhydrogenering af PAH-moleky-

ler ved hele tiden at ryste de overskydende hydro-

genatomer af igen. Men i denne konkurrence lig-

ger måske også nøglen til at forstå dannelsen af

molekylært hydrogen. Nogle forskningsresultater

tyder nemlig på, at hydrogen, der rystes af PAH-

molekylet af UV-strålingen, er på molekylær form

og ikke atomart hydrogen. Dermed kan UV-strå-

lingen spille en aktiv rolle i dannelsen af moleky-

lært hydrogen, og der vil så være tale om en såkaldt

fotokatalytisk proces.

At undersøge netop dette samspil mellem UV-strå-

ling og PAH-molekylers evne til at katalysere dan-

nelsen af molekylært hydrogen er kernen i Livs

forskningsprojekt, som er finansieret via en bevilling

fra Forskningsrådet for Natur og Univers under Det

Frie Forskningsråd. Ved hjælp af et særligt tilpas-

set STM-mikroskop (Scanning Tunnel Mikroskop)

kan hun undersøge overfladen på PAH-molekyler

med en præcision på molekyleskala, samtidig med

at de udsættes for UV-lys. På den måde kan hun

præcist bestemme de steder på overfladen af PAH-

molekylerne, hvor hydrogenmolekylerne rystes løs

af UV-strålingen. Ved samtidig at måle på de mole-

kyler, der kommer ud af reaktionerne og kombi-

nere målingerne med teoretiske overvejelser, vil hun

kunne kortlægge reaktionsvejene.

I første omgang handler eksperimenterne pri-

mært om, hvordan PAH-molekyler kan kataly-

sere (og måske fotokatalysere) dannelsen af mole-

kylært hydrogen. Det næste skridt i projektet bliver

at udvide eksperimenterne til reaktioner mellem

PAH-molekyler og oxygen. Målet er her at under-

søge den mulige fotokatalytiske aktivitet af PAH’er

i dannelsen af molekylært oxygen (O

), hydroxyl

(OH), hydrogenperoxid (H

), vand og forskel-

lige kulstofholdige molekyler.

Men hvorfor udfolde disse store anstrengelser på at

forstå, hvordan specifikke molekyler dannes i rum-

met milliarder og atter milliarder af kilometer fra

Jorden? Grundlæggende handler det om at besvare

nogle meget fundamentale spørgsmål om vores uni-

vers. De processer, der her bliver undersøgt, foregår

i de regioner i rummet, hvor nye stjerner og planeter

bliver født. Resultaterne er dermed med til at kaste

lys over, hvilke kemiske komponenter der så at sige

er til rådighed ved opbygningen af en ny planet.

Og så føjer det små brikker til den store fortælling,

der i sidste ende handler om os selv: Spørgsmå-

let om, hvordan livet er opstået på jorden. Er livets

byggesten primært blevet til her på jorden? Eller

var mange af de nødvendige byggesten allerede

støbt i rummet forud for dannelsen af planeterne

i vores solsystem? Hvis det sidste er tilfældet, øger

det sandsynligheden for, at liv kan være et generelt

fænomen i universet.



Alle eksperimenterne

foretages ved meget lavt

tryk (10

-10

mbar) i et

såkaldt ultra-høj

vakuum kammer.

Videre læsning:

Liv Hornekær og Arnd

Baurichter: Støvkorn

påvirker stjernefødsler.

Aktuel Naturvidenskab

nr. 3-2005

Artiklen bringes i samarbejde med Det Frie Forskningsråd. Liv Hornekærs pro-

Mod stadig større kompleksitet

Hvis PAH’er virkelig spiller en stor rolle i de kemi-

ske processer i rummet, er et naturligt spørgsmål,

hvor disse PAH’er selv kommer fra. Det kan for-

skerne endnu ikke give noget endegyldigt svar på,

og der er flere teorier i omløb. De kan fx tænkes at

blive dannet ved forbrændingsprocesser, når stjer-

nerne afstøder materiale fra deres overflade i de

sene faser af deres “livscyklus”.

jekt er

ﬁ

nansieret af en bevilling fra Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers

(DFF-Forskningsprojekt 1). DFF-Forskningsprojekter har til formål at støtte

banebrydende forskning af høj international kvalitet og fremme forsknings-

samarbejde nationalt og internationalt.

Det Frie Forskningsråd dækker alle videnskabelige hovedområder og uddeler

hvert år godt 1 mia. kr. til forskningsprojekter baseret på forskernes egne ideer.

Det Frie Forskningsråd består af 84 anerkendte forskere udpeget på baggrund

af deres høje faglige kompetence.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

DEBAT

Måneartikel

uden

overbevisende

databehandling

Udviklingen i havniveauet de seneste 160 år kan forklares ved en sum af

harmoniske svingninger styret af Månen, postulerer Jens Morten Hansen

i sidste nummer. Men den statistiske analyse understøtter ikke

konklusionerne, lyder kritikken i denne kommentar til artiklen.

Forfatterne

Aktuel Naturvidenskab nr. 3 - 2015 har Jens

Morten Hansen en artikel: Månen

og tidevan-

det – ingen påviselig eff ekt på havniveauet af global

opvarmning.

For mange frihedsgrader

Jens Morten Hansen bruger havniveauobservatio-

ner nær Danmark fra 1849 til 2009 til at opstille

en såkaldt tidsserie af 160 årsmidler, og han argu-

menterer for, at variationen i havniveau kan for-

klares ved en harmonisk sum med grundfrekven-

ser baseret på månens nodale periode tilsat bidrag

fra den Nordatlantiske Oscillation (NAO) og den

Atlantiske Multidekale Oscillation (AMO) samt en

lineær trend. Som vi læser artiklen, har han opløst

tidsserien i en sum af de antagede grundfrekven-

ser, dernæst har han udført et “tjek” ved at addere

de fundne bidrag og sammenholde den fundne sum

med data. Da den adderede kurve korrelerer med

data med en “høj” korrelationskoefficient, 0,997,

konkluderer Jens Morten Hansen, at han enty-

digt har eftervist, at data understøtter netop denne

ene opløsning i grundfrekvenser, og derfor er anta-

gelsen om tilstedeværelsen af grundfrekvenserne i

dataserien “sand”.

Problemet er imidlertid, at matematisk set kan

enhver stykkevis kontinuert funktion (som datase-

rien i dette tilfælde) altid opskrives som en harmo-

nisk sum (Teorien om Fourierrækker). Det er der-

for ingen kunst at approksimere en målt datase-

rie med harmoniske serier, og det er slet ikke svært

at finde andre kombinationer af harmoniske serier,

som giver en mindst lige så god approksimation til

Aslak Grinsted

[email protected]

I artiklen gennemgår Jens Morten Hansen hovedre-

sultaterne fra to videnskabelige artikler og fremfører

en frustration over, at det internationale klimapa-

nel IPCC ikke tager den lange observationsserie fra

farvandene omkring Danmark i betragtning i vur-

deringen af nyere målinger af havvandsstigninger.

Hans pointe er, at havvandsstigningen kan forkla-

res ved naturlige variationer, og at der indtil videre

ikke er nogen nævneværdig menneskeskabt effekt.

Fraværet af menneskabt effekt på havniveauet nær

Danmark ville sagtens kunne forklares, selv i en

verden med omfattende havniveaustigninger. Satel-

litobservationerne viser nemlig, at global havvands-

stigning er ulige fordelt, bl.a. på grund af ulige ter-

misk ekspansion og ændrede saltforhold, hvilket fx

fremgår af en artikel af C.R. Cazenave i

Geoscience

fra 2008. Det er imidlertid ikke vort ærinde med

dette indlæg at diskutere fravær eller tilstedeværelse

af menneskeskabte havvandsændringer. Den dis-

kussion foregår til fulde mange andre steder. Vi vil

til gengæld anholde Jens Morten Hansens mate-

matiske behandling af observationsdata. Viser data

overhovedet det, han påstår?

Jørgen Peder Steffensen

[email protected]

Bo M. Vinther

[email protected]

Alle lektorer ved Center

for Is og Klima,

Niels Bohr Institutet

Københavns Universitet

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

DEBAT

data. I Jens Morten Hansens databehandling er der

nemlig alt for mange frihedsgrader i den harmoni-

ske model i forhold til mængden af information i

havniveaudataserien, som der fittes til. Jens Morten

Hansens harmoniske måne-model har 17 parame-

tre (5 perioder, 5 faser, 5 amplituder, en hældning

og en konstant). Dataserien indeholder 160 punk-

ter, men i sammenligningen til data bruger han 19

års midler. Det vil sige, at der effektivt kun er 8-9

datapunkter, som sammenlignes, og dataserien er

derfor slet ikke entydigt opløst i netop de antagede

grundfrekvenser.

Havniveau og

månen

korrelation: 0.998

Havniveau og

exoplaneter

korrelation: 0.997

"Frankenstein"

og månen

korrelation: 0.999

Alt muligt kan bringes til at passe med

månemodellen

For at illustrere dette, kan man lave følgende eks-

periment: Antag, at man i et koordinatsystem skal

forbinde punkterne (0,0) og (2,3) med fem tænd-

stikker med længden 1 i forlængelse af hinanden.

Hvis vi kun må lægge tændstikkerne langs x-aksen

og langs y-aksen, er det kun ved at bruge to tænd-

stikker langs x-aksen og tre langs y-aksen, at vi

kan forbinde punkterne. Rækkefølgen er ligegyl-

dig. Men hvis vi må lægge tændstikkerne i alle

mulige retninger, er der uendeligt mange mulighe-

der at forbinde punkterne på. I dette sidste system

er der simpelthen for mange frihedsgrader, og der er

ikke en entydig tændstikkombination, som forbin-

der punkterne.

Tilsvarende har måne-modellen for mange friheds-

grader i forhold til de anvendte 19 års midler. Der-

for kan vi faktisk både bruge Jens Morten Hansens

måneperioder til at beskrive en vilkårlig 160 år lang

dataserie bestående af 19 års midler, og opløse hans

dataserie i en række vilkårlige grundfrekvenser og

opnå et ligeså godt “tjek” med en høj korrelations-

koefficient.

Denne vigtige pointe kan vi tydeliggøre ved at

anvende måne-modellen på datasæt, som ikke

kan påstås at være afhængige af månens nodale

DK Befolkning

og månen

korrelation: 1.000

"Hamlet"

og månen

korrelation: 0.996

1850

1900

1950

2000

Kalender år

faser: Vi vælger i flæng befolkningstallet i Danmark

over tid samt forekomsten af ordene “Franken-

stein” og “Hamlet” i bøger som funktion af udgi-

velsesår. Man kan ligeledes tilnærme havniveaudata

med en harmonisk sum med omløbsperioder af fem

tilfældige exoplaneter. Disse kan selvfølgelig ikke

påvirke jordens havniveau, da den tætteste af disse

ligger 81 lysår herfra. Ligeledes kan vi ved at postu-

lere “grundfrekvenser” af fx fornavnes hyppighed

opnå en sum, som approksimerer havniveaudata

med en korrelation på 0,997.

Det er derfor ikke svært for os at forstå, hvorfor det

har været tungt at få studiet publiceret. Vi tror ikke,

at det er et udtryk for videnskabelig censur, men der-

imod et udtryk for, at studiet ikke er overbevisende.

Den statistiske analyse understøtter ikke konklusio-

nerne, og selve kernen i studiet forbliver et postulat.



Svar fra Jens Morten Hansen:

den slags regneeksempler, som Grinsted m.fl.

muntrer sig med, kan man ikke påvise nogen

sammenhæng mellem observationer og en plausi-

bel teori. I naturvidenskaben er det afgørende for

en teoris troværdighed, om der er overensstemmelse

mellem empiri og teori. Det er der i vores resultater,

hvor vi har påvist akkurate sammenhænge mellem

vandstandsmålingerne og bølgeteorien og samtidig

kan angive fysisk plausible årsagsforklaringer.

Grinsted m. fl. har tydeligvis ikke forstået vores

udførlige metodebeskrivelse. Beregningerne er

– bortset fra fastlåsning af den velkendte peri-

odelængde for Månens nodaloscillation (LNO –

dvs. Månens nord-syd bevægelse over 35 bredde-

grader og 18,6 år) – fuldstændig frie. De fundne

parameterværdier for alle de 5 fundne harmoni-

ske oscillationer svarer imidlertid nøje til sving-

ninger, der kendes fra en række andre oceano-

grafiske og meteorologiske undersøgelser. Det er et

tilfælde. Men et “lykkeligt” tilfælde, der bl.a. peger

på, at periodelængderne for den Atlantiske Multi-

Jens Morten Hansen,

statsgeolog

GEUS

[email protected]

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

DEBAT

dekadale Oscillation (AMO, 74 år) og den Nordat-

lantiske Oscillation (NAO, 56 år) har en årsags-

sammenhæng med variationer i Månens tyngdefelt

som følge af nodaloscillationen. De 5 oscillationers

parameterværdier (periodelængder, kulmination-

stidspunkter og amplituder) repræsenterer således

de frie beregningsresultater, der giver den mind-

ste forskel (laveste residual) i forhold til den målte

kurve.

Vigtigt er også, at man ikke kan fjerne eller tilføje

svingninger, uden at forskellen mellem målingerne

og beregningerne (residualet) bliver meget større.

Konklusion: De fem svingninger beskriver et

naturligt, sammenhængende system af oscillatorer.

Det er også en misforståelse, at antallet af “linj-

estykker” på kurven kun er 1/19 af de 160 år fra

1849 til 2009. Der er ikke som hævdet tale om 8-9

adskilte sekvenser af 19 års varighed (stive “tænd-

stikker”), men om kontinuerligt glidende mid-

delværdier for hvert af de 160 år. Også korrela-

tionskoefficienterne og signifikansniveauerne for

enkeltårsværdierne er meget høje og fremgår af de

publicerede tabeller.

tredje falder den tredjestørste svingning sammen

med periodelængden for NAO (lufttrykket mel-

lem Island og Azorerne, der anvendes til vejr-

forudsigelser i utallige sammenhænge, 56 år). Der-

udover identificerer vores metode to væsentligt

mindre svingninger med periodelængder på hhv.

29 og 112 år, der også kendes fra andre fysiske

sammenhænge.

Skal passe med bølgeteori

Ud over fysisk plausible forklaringer skal de fundne

parameterværdier også passe med klassisk bølgete-

ori. For det første har man vidst siden Huygens’

forsøg i 1700-tallet med synkronisering af penduler,

at svingninger i det samme medium synkroniseres

(hvad enten det er i en violinstreng, en bro, en skib-

sskrue, en flyvinge eller i vand). De enkelte bølger

presses mod de periodelængder, der ligger nærmest

rationelle faktorer af den dominerende bølges peri-

odelængde, i dette tilfælde LNO. Således svarer de

fundne periodelængder præcis til faktorer på 1, 1�½,

3, 4 og 6 af LNO. Dette vigtige forhold forbigår

Grinsted m.fl. i tavshed.

Derudover har jeg i en anden videnskabelig artikel

vist, at den anden del af bølgeteorien også er opfyldt

for de fundne 5 harmoniske svingninger, nemlig at

svingningerne presses til amplituder på rationelle

brøker af hinanden. Også dette vigtige forhold for-

bigår Grinsted m.fl.

Endelig viser beregningsmetoden, at der også fore-

kommer en generel, praktisk taget lineær stigning

på 1,18 mm/år gennem de målte 160 år. I flere

andre afhandlinger baseret på gamle strandlin-

jer har vi fundet, at en generel stigningstakt på 1,0

- 1,4 mm/år kan spores tilbage til omkring år 1300,

dvs. til den første kulmination af Lille Istid, hvor

det absolutte havniveau stod ca. 80 cm under det

nuværende havniveau.

Beregninger med “håndkraft”

Vores metode går ud på at foretage et stort antal

gentagne tilnærmelser (iterationer) for at finde

parameterværdierne for først den største, så den

næststørste, så den tredjestørste osv. af de mulige

harmoniske svingninger. Beregningerne foretages

ikke på én gang, således som de mange regnemod-

eller på markedet gør, men forfra og forfra og forfra

igen hver gang en parameterværdi bestemmes med

stadig bedre præcision. Bl.a. på grund af utilstræk-

keligheden af markedets (ofte uigennemskuelige)

regnemodeller har man indtil nu ikke formået at

identificere havniveaukurvens enkelte bestand-

dele og dermed finde fysisk plausible forklaringer

på de observerede udsving. Det har vi så gjort med

“håndkraft” og gennemsigtige metoder for de 160

år, hvor havniveauet har været målt på 26 stationer

i vores nærområde (verden længst og tættest doku-

menterede region).

Derefter er opgaven at undersøge, om hver enkelt

af de identificerede periodiske svingninger kan

have en fysisk plausibel forklaring. Og det har de.

For det første giver svingningen med den største

amplitude et klart sammenfald med perioden for

LNO (18,6 år). Det er ikke bemærkelsesværdigt,

for det er iterationernes eneste præmis, at vi kender

periodelængden for Månens nord-syd be vægelse.

Men derudover fastlægges haveffekterne (kulmi-

nationstidspunkterne og amplituderne) præcist.

For det andet har den næststørste svingning et

klart sammenfald med periodelængden for AMO

(74 år), der også har velbeskrevne effekter på bl.a.

havstrømme og polarhavets isdækning. For det

Modellernes begrænsninger

De modelberegninger over fremtidens hypo-

tetiske temperatur- og havstigninger, som IPCC

foretager, er derimod ikke i stand til at rekon-

struere, hvad vi faktisk ved om den nærmeste for-

tid. Det skyldes efter min opfattelse, at Grinsted

og mange andre modelberegnere lægger den udo-

kumenterede antagelse til grund, at havstignin-

gen efter 1970 i overvejende grad er menneskeskabt

og derfor ikke fandtes tidligere. Man antager en

præmis som årsagsforklaring i stedet for at teste, om

denne præmis holder. Vores resultater peger på, at

der findes et sammenhængende system af naturlige

oscillatorer, der lige som det daglige tidevand også

styrer de langvarige svingninger, og at havstignin-

gen efter 1970 primært skyldes, at de to store sving-

ninger (AMO og NAO) begge stiger (kommer i fase)

efter 1970, mens de stort set ophævede hinanden

(var i modfase) i perioden 1905 til 1970.



Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

DEBAT

Replik fra

Aslak Grinsted, Jørgen Peder Steffensen og Bo M. Vinter:

ores kritik er, at Jens Morten Hansens metode

ikke er entydig, og at hans analyse derfor hver-

ken kan be- eller afkræfte antagelsen om, at alle

ændringer i havniveauet omkring Danmark i de

sidste 160 år kan forklares ved netop de mekanis-

mer, som Jens Morten Hansen fremhæver. Dermed

forbliver hans fortolkning et postulat. I svaret fast-

holder han, at resultatet er “signifikant”, men det

betyder, at det er usandsynligt, at man ville kunne

opnå ligeså gode resultater ved andre antagelser. Vi

demonstrerer imidlertid gennem vore “placebo-

tests”, at dette simpelt hen ikke kan passe. Vi opnår

høje korrelationer med en stribe vilkårlige datasæt.

spørger sig selv, hvilke perioder, der ifølge Jens Mor-

ten Hansen passer “præcist” med et helt eller halvt

multipel af LNO, når tolerancen åbenbart er plus/

minus en kvart periode. Svaret er selvfølgelig alle!

Tvivl om den fysiske forklaring

Efter, at Jens Morten Hansen således ukritisk har

justeret alle de fundne perioder ind på nærmeste

hele og halve multipel af LNO, så testes det i artik-

len, om korrelationen mellem måne-modellen og

havniveau-data stadig er høj. Men her viser vi jo

netop med vores exo-planeteksempel, at denne test

ikke er i stand til at skille skidt fra kanel. Man kan

opnå samme høje korrelation mellem de 19-års mid-

lede havniveau-data og exo-planeternes perioder.

Vi betvivler også, at Jens Morten Hansen virke-

lig har en gyldig fysisk forklaring på sin årsagssam-

menhæng. Han betragter AMO og NAO som cykli-

ske fænomener, dvs. med en fast fase og bølgelængde

(i tid). Det er der vist ikke geofysisk bevis for. Hvis

man betragter indekserne for AMO og NAO, kan

man ganske vist se et par svingninger; men disse

svingninger kunne ligeså godt skyldes tidsfakto-

rerne, som er involverede i processerne, som danner

NAO og AMO. Det betyder ingenlunde, at AMO

og NAO er cykliske i en bølgeanalyseforstand.

I sin replik til vort indlæg nævner Jens Morten

Hansen vigtigheden af overensstemmelse mellem

empiri og teori, dvs. at for at fastslå en årsagssam-

menhæng, er det ikke tilstrækkeligt at påvise kor-

relation mellem to datasæt, man skal også have

en gyldig fysisk forklaring. Han afviser derfor af

gode grunde vores “exoplanet-” og “Frankenste-

inforklaring”. Vi har nævnt vore “modeller” som

eksempler på, hvor let det er at finde andre forkla-

ringer på hans data for at illustrere, at Jens Mor-

ten Hansens metode har alt for mange frihedsgra-

der. Vi kunne dog også lave modeller, hvor der fak-

tisk kunne argumenteres for en fysisk forklaring,

fx. ved at bruge solpletcyklerne på 88 år og 210 år

og så spekulere i den kosmiske strålings indflydelse

på klimaet og dermed AMO og NAO. I dette til-

fælde ville vi opnå overensstemmelse mellem empiri

og teori, men det ville dog ikke være særligt gavn-

ligt. For på grund af analysemetoden, ville vi ende

med samme konklusion: Vi kan hverken be- eller

afkræfte hypotesen.

Statistikkens begrænsninger

Vi tillader os at konkludere to ting: 1) Jens Mor-

ten Hansens totrins-test af, om de fundne perioder

er en hel eller halv gange LNO inden for en tole-

rance på plus/minus en kvart, og at en sum af en

lineær trend og de fundne periodiske svingninger

(efter justering til en hel og en halv gange LNO-

perioden), kan bruges til at give en høj korrelation

med de 19-års midlede havniveau-data er slet ikke

egnet til at bekræfte hans hypotese. Hans test har

derimod 100 % sandsynlighed for at falde positivt

ud, ligegyldigt hvilket data-sæt man tester imod,

om det så er havniveau eller “Frankenstein”. 2) Jens

Morten Hansens 160 års tidsserie er simpelthen

ikke lang nok til at be- eller afkræfte hans hypo-

tese. Hvis han havde haft 1000 års præcise data, og

han så ved tidsserieanalyse kunne påvise “resonan-

ser” ved 56 år og 74 år, så ville det være en overbe-

visende test.

Jens Morten Hansen er derfor i samme situation,

som de fleste klimaforskere befinder sig i: De eksi-

sterende og pålidelige dataserier fra fortiden er for

korte til, at vi udelukkende gennem statistikken

klart kan adskille naturlige og menneskeskabte kli-

maændringer og med 100 % sikkerhed fastslå deres

relative størrelser.



Hvad er “præcist”?

I sit svar skriver Jens Morten Hansen, at hans

fundne perioder passer “præcis” på hele og halve

multipler af LNO. Men det gør de jo netop ikke. I

den videnskabelige artikel finder han eksempelvis

en periode på 60,5 år, hvilket er 3,25 gange LNO.

En kvart periode er faktisk så langt, man overho-

vedet kan komme fra hele og halve multipler! En

anden periode bestemt vha. af Jens Morten Han-

sens metode er 4,09 gange LNO. Heller ikke et

“præcist” multipel. Argumentet om, at perioderne

fundet vha. iteration skulle være hele og halve mul-

tipler af LNO holder derfor ikke.

I stedet for at stoppe op og reflektere over, at perio-

derne rent faktisk ikke passer “præcis” på de halve og

hele multipler af LNO, efterrationaliserer Jens Mor-

ten Hansen i artiklen, at 3,25 omtrent svarer til 3

gange LNO og 4,09 må svare til 4 gange LNO. Man

For en ordens skyld skal

det nævnes, at Jens

Morten Hansen ikke har

fået mulighed for at svare

på denne replik i dette

nummer.

Redaktionen

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

PERSPEKTIV

Halleluja for

miljøforkæmperen

pave Frans!

Der er nye, progressive toner fra den katolske

kirke i forhold til interessen for natur- og

miljøspørgsmål. Biologen Dean Jacobsen hilser i

dette indlæg den pavelige interesse velkommen.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

PERSPEKTIV

eg tør godt sige, at den katolske kirke tidligere

ikke har markeret sig særlig progressivt i natur-

og miljøspørgsmål. Det skal jeg ellers love for, at

der er lavet om på med den relativt nytiltrådte Pave

Frans. Det er sket med hans ca. 70 sider lange

ency-

klika,

der i sin engelske udgave hedder

On care for

our common home.

Den blev offentliggjort i juni i år

og kan hentes på Vati-

kanets hjemmeside. En

encyklika redegør for

pavens, og dermed den

katolske kirkes, hold-

ning til et væsent-

ligt emne, og den bli-

ver rundsendt til alle

biskopper. Det er såle-

des et særdeles betyd-

ningsfuldt dokument.

Den karismatiske og

ydmyge Pave Frans er

især blevet kendt og

populær for sit store

engagement i fattige og

udsatte menneskers vil-

kår. I sin nye encyklika

lægger han da også vægt

på, at det primært er

de i forvejen svageste

befolkningsgrupper, der

i særlig grad kommer

til at lide under konsekvenserne af klimaændringer,

forurening af jord, luft og vand, økosystemsam-

menbrud og tab af biodiversitet. Han ryster heller

ikke på hånden, når han slår fast, at verdens alvor-

lige miljøtilstand og naturødelæggelsen i høj grad er

konsekvensen af en pervers global økonomisk orden

med rovdrift på naturens ressourcer og en uhæm-

met forbrugermentalitet. Han pointerer samtidig,

at problemerne ikke blot kan tilskrives en utæmmet

befolkningstilvækst.

hurtigere end den naturlige biologiske evolution.

Paven fremfører, at for at vende den aktuelle kata-

strofale udvikling er det helt nødvendigt, at både

politikere og erhvervsledere har modet til at tage

de nødvendige beslutninger for at ændre udviklin-

gen. Samtidig bør der på det individuelle plan ske

en bevidstgørelse om

effekten af vore hand-

linger på miljøet, på

os selv, og på vores

medmennesker, sær-

ligt de dårligst stil-

lede, der i høj grad bor

i udviklingslandene.

Fx foreslår han, at der

i undervisning i øko-

logi bør indgå etik og

ansvarlig omgang med

de naturlige systemer,

og at der er brug for

undervisere, som er i

stand til at udvikle en

forståelse af solidaritet

og omsorg for miljøet

og vores medmennes-

ker, som er afhængig

af den. Dertil efterlyser

han, at der investeres

mere i økologisk forsk-

ning, så vi kan øge

vores forståelse af og endnu bedre: forudse og undgå

skadelige effekter af vores aktiviteter på naturen og

miljøet. Det er vist budskaber, få vil være unige i!

Om forfatteren

Dean Jacobsen, lektor,

ph.d. ved Ferskvands-

biologisk Sektion (FBS),

Biologisk institut,

Københavns Universitet

[email protected]

Spiritualitet i naturforståelse

Men hvad kan encyklikaen ellers give os? Paven

formår med elegance og eftertænksomhed at kom-

binere spiritualitet med natur- og miljøbevidsthed

og sætte det hele ind i en holistisk ramme ved gang

på gang at påpege, at alting hænger sammen. Et af

hovedbudskaberne er tydeligvis, at naturen med

dens landskaber, processer og arter har en værdi

i sig selv, og at vi ikke har ret til at begå overgreb

mod den, men derimod har en moralsk pligt til at

sikre, at økosystemer og biodiversiteten ikke for-

armes af vores brug af naturressourcerne. Sådanne

synspunkter har længe haft begrænset gennem-

slagskraft, da de er hårdt trængt af en naturforstå-

else, der selv blandt naturinteresserede er præget af

nyttetænkning. Referencerammen og argumenta-

tionerne i Pavens skrift er naturligvis primært reli-

giøst funderet, og mange mennesker (især naturvi-

denskabsfolk) vil måske finde religion totalt irre-

levant i en diskussion om natur og miljø. Det skal

jeg ikke forholde mig til her. Jeg kan blot konsta-

tere, at det for mig var opmuntrende at læse Pavens

skrift, fordi vi med ham tilsyneladende har fået

en ny og særdeles indflydelsesrig miljøforkæmper.

Halleluja!



Imponerende indsigt

Uanset om man er katolik eller ej, så mener jeg, at

når en mand, der har opmærksomheden fra 1,2

mia. troende (plus mange andre) udtaler sig om

klima, miljø og natur (inklusiv forskning og under-

visning), er det værd at høre, hvad han har at sige.

Ikke mindst for alle os, der netop forsker og under-

viser i miljø og natur. Jeg har derfor sat mig ind i

Pavens tekst, og under læsningen må jeg indrømme,

at underkæben faldt ned, mens mundvigene røg op!

Kapitel I, II og III er fx en bemærkelsesværdig kon-

kret, indsigtsfuld og omfattende præsentation af

verdens væsentligste miljøproblemer, og denne del

kan nærmest bruges som kompendium, hvis man

har brug for et hurtigt overblik. Paven er bekym-

ret for de landskabelige værdier, økosystemernes

funktion og biodiversiteten og understreger, at den

nuværende udryddelse af arter foregår mange gange

Videre læsning:

http://m.vatican.va/

content/francesco-

mobile/en/encyclicals/

documents/papa-

francesco_20150524_

enciclica-laudato-si.html

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

S R A

T E MV I C E

UDGIVELSER

BOGANMELDELSE

Eske Willerslev – han gør det døde levende

Anmeldt af Carsten R. Kjaer, Aktuel Naturvidenskab

På forsiden af Kristoffer Frøkjærs bog om

den danske “verdensmester” i fossilt DNA,

Eske Willerslev, poserer bogens hoved-

person frostbidt og i fuldt pelsjæger-outﬁt

med stålsat blik og hånden på geværkolben.

Kort sagt, en moderne videnskabelig helte-

ﬁ

gur. En handlingens mand, der ikke gemmer

sig i laboratoriet, men uden tøven tager livtag

med selv den ugæstfrie sibiriske ødemark i

sin søgen efter den videnskabelige sandhed.

Ja, et liv i videnskabens front er ikke for tøse-

drenge, fristes man til at tolke.

Men nu skal der heller ikke gå for megen

holger-fortolker i analysen af forsidebilledet.

Det korte af det lange er, at historien om

Eske Willerslevs vej fra halvkriminel rod i fol-

keskolen til stjerne på den internationale

forskningshimmel bare

en god historie.

Den historie har man allerede kunnet opleve

brudstykker af, hvis man har fulgt med i Eske

Willerslevs efterhånden talrige optrædender

i radio- og tv-programmer samt avisartikler.

Og i denne bog får vi så en samlet historie,

på fornem vis formidlet af biologen og viden-

skabsjournalisten Kristoffers Frøkjær.

at Eske Willerslev selv er en blændende for-

midler, der på sin helt egen bramfrie måde

ofte optræder i medierne. Man forstår, at

hans meget lidt akademiske facon har været

en hjælp til at opnå tilladelser fra hhv. abori-

ginals og indianere til at kunne offentliggøre

data om deres forfædres DNA – noget, som

andre forskere ikke altid har haft held med.

Den personlige kamp

Udover det rent faglige spor i bogen, er der

det mere personlige spor, der handler om

Eske Willerslevs opvækst og skolegang, om

hans tid som pelsjæger i Sibirien og i det

hele taget om de skelsættende begivenheder

i livet med op- og nedture, der har ført ham

derhen, hvor han er i dag. Man får et indblik

i det ekstremt konkurrenceprægede forsk-

ningsmiljø, hvor unge forskere med en god

ide må kæmpe en hård kamp for at få penge

til deres projekter – især hvis der med Eske

Willerslevs ord er tale om “high risk – high

gain” projekter. Og man får et levende indblik

i, hvilken stædighed det kræver og hvilke

ofre, man må yde, for at være med, hvor det

sner i forskningsfronten.

Alt sammen er det levende fortalt i bogen,

der i hovedsagen er en interview-bog, hvor

Eske Willerslevs egen måde at udtrykke sig

på gives god plads. De faglige og forklarende

passager i bogen fungerer også glimrende,

måske fordi forfatteren med sin fagbiologiske

baggrund har haft de bedste forudsætninger

for at forstå, hvad det hele drejer sig om.

Pioner i fossilt DNA

Den faglige ramme i bogen er udviklingen af

de metoder, der i dag gør det muligt at eks-

trahere og opformere DNA fra gammelt væv

eller fra simple jord- eller isprøver – en ud-

vikling, hvor Eske Willeslev har været en

pioner. Analyser af dette DNA har åbnet for

en verden af viden om for længst døde og

uddøde organismer på Jorden. En viden,

som har givet os svar på mange spørgsmål

om ikke mindst menneskets indvandrings-

historie i forskellige egne af verden.

Spørgsmål, som kan være ømﬁndtlige, fordi

de kan pille ved lokale befolkningsgruppers

egne myter og selvforståelse. Strømmen

af resultater, der er udgået fra Willerslevs

forskningsgruppe de seneste år, har fået stor

videnskabelige og offentlig opmærksomhed

over hele verden. Et af de helt store gen-

nembrud var, da det lykkedes Eske Willer-

slevs gruppe som de første i verden at kort-

lægge genomet af et fortidsmenneske – en

4000 år gammel grønlandsk mand, hvorfra

forskerne kun havde en enkelt hårtot.

Kendskabet til Eske Willerslevs resultater

herhjemme er blevet hjulpet godt på vej af,

Aktuel Naturvidenskab

2015

Kampen om Danmarks natur

Denne bog fortæller, hvordan kampen for

at bevare den danske natur har udspillet

sig siden begyndelsen af 1800-tallet. Både

natur og natursyn har undergået drama-

tiske forandringer i denne periode i takt

med, at det danske samfund har ændret

sig. Den er skrevet af journalist og forfatter

Søren Olsen.

Søren Olsen: Kampen om Danmarks natur.

Gads Forlag 2015. 328 sider, 399,95 kr.

Litterære krumspring

Alt i alt føler jeg mig i godt selskab med

denne bog. Min eneste anke mod bogen

er de, synes jeg, unødvendige mellemspil,

som forfatteren har valgt at indlægge som

en form for litterær road movie om sin og

Eskes Willerslevs weekendtur til Willerslevs

ødegård i Sverige. Det er sikkert gjort ud fra

en ide om at gøre fortællingen mere levende

og personlig. Men det forstyrrer i mine øjne

mere end det bidrager til forståelsen af det,

bogen egentlig handler om. Der er så rigeligt

med substans og spænding i historien om

Eske Willerslevs liv og levned, at den slags lit-

terære krumspring er unødvendige.

Kristoffer Frøkjær: Eske Willerslev – han gør det

døde levende. Gyldendal 2015. 256 sider, 299,95 kr.

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

SERVICE

BOGANMELDELSE

UDGIVELSER

Forandringens vinde

- Nye Teknologihistorier

Anmeldt af Laila Zwisler, gruppeleder, Teknologihistorie, DTU. [email protected]

Forandringens vinde

med undertitlen

Nye tek-

nologihistorier

er skrevet af

ﬁ

re forfattere fra

ﬁ

losoﬁ- og historikerfeltet indenfor teknologi

og videnskab. Bogen tager tre overordnede

emner op: Energiteknologi, kommunikations-

og informationsteknologi (IKT) samt militær-

teknologi og har ni historier fordelt under

disse emner. Med klart sprog og

ﬁ

ne illustra-

tioner tager værket fat i en række problem-

stillinger, som føles meget relevante for sam-

tiden i et nationalt lys. Læseren får både hi-

storisk og

ﬁ

losoﬁsk indgang til en række træk

ved nutidens danske teknologiske landskab.

Hovedvægten i historierne er lagt på det dyna-

miske samspil mellem samfund, teknologi, vi-

denskab, kultur, politik, mennesker osv. De

ﬂ

este kapitler åbner emner op i deres mang-

foldighed og viser mange

ﬁ

ne aspekter. Ho-

vedbudskabet er, at alt er komplekst og dy-

namisk og dermed er værket helt klassisk for

vor samtids analyser af teknologihistorie. Det

betyder også, at bogens fortællinger fejer he-

nover selve teknologien. Dog ignoreres tekno-

logien i sig selv ikke, men nogle gange bliver

de mere tekniske detaljer til en opremsning,

der ikke får forbindelse til resten af historien.

til stoffet på

ﬂ

ere niveauer. De kunne have

forholdt sig til det tidstypiske kollektive tan-

kegods, som tilsyneladende påvirker en række

af personerne i historierne.

Faren ved bagudskuende historie

Historierne har en særlig problematik, fordi

de ofte baserer sig på spørgsmål, som er ud-

valgt ud fra vores samtid og ikke ud fra, hvad

der var relevant i den fortid, de egentlige begi-

venheder har udspillet sig i. Der er altid en vis

fare ved den bagudskuende historie. Man kan

misforstå eller ikke få øje på lokale og over-

raskende træk ved samtiden, som havde be-

tydning for udfaldet. Men denne krævende

øvelse tager de erfarne forfattere som regel

udemærket hånd om. Mange af historierne

bygger nemlig på forfatternes egne historiske

analyser, som netop er lavet fremadskridende.

Men enkelte steder går det ikke helt så godt.

Der er forsøg på at række henover tiden og

det lokale. Et eksempel er kapitel 5, hvor sam-

menligninger af teknologiers udvikling over

tid er en del af argumentationen for, at IKT er

en af de mest radikale innovationer i teknolo-

giens historie. Her oversimpliﬁcerer forfatteren

komplekse historiske problemstillinger uden

at understøtte diskussionen med referencer til

mere dybtgående analyser. Forfatterens brug

af udsagn hentet fra historien ligner en efter-

rationalisering, som skal understøtte idéer om

nutiden. Forfatteren har mange interessante

betragtninger om nutiden, men den historiske

argumentation holder ikke.

Ud i

rummet

Bogen Ud i rummet er udgivet i anledning

af “det danske rum-år” 2015, hvor Andreas

Mogensens mission til den internationale

rumstation ISS er bogens afsæt. I bogen

fortæller forfatterne, Henrik og Helle Stub,

om rumfartens historie og om teknikken og

fysikken bag rumfart. Den handler også om

de samfundsmæssige perspektiver, øko-

nomi og politik, og om astronauterne og

deres arbejde.

Helle og Henrik Stub: Ud i rummet – histo-

rie, drømme og virkelighed. Videnskab.dk/

Ajour 2015. 232 sider, 228,- kr.

Mangler noget sammenhængskraft

Det pluralistiske ligger da også klart i bogens

undertitel. Med

Forandringens vinde

vil forfat-

terne ikke fortælle historien, men historier. De

enkelte kapitler er skrevet af forskellige for-

fattere, og det føles tydeligt i bogen. Nogle for-

fattere forklarer knivskarpt formålet med deres

kapitel, og de historiske metoder, der bærer

analysen, er tydelige. Forfatterne er velargu-

menterede, og centrale argumenter er under-

støttet med referencer. Andre kapitler er lagt

ind i en rammefortælling, og der kommer ikke

rigtigt fokus og metode på disse kapitler. Når

forfatterne så heller ikke underbygger udsagn

med referencer, fremstår de som causerier.

Bogen mangler noget indre sammenhængs-

kraft, især IKT-historierne ligger tæt på hin-

anden uden rigtigt at bruge hinanden til noget.

Et godt træk er, at forfatterne træder ud og

ind af historierne og forklarer vigtige begreber,

antagelser og metoder i teknologihistorie. På

denne måde får læseren en indsigt i en række

teorier og debatter indenfor den teknologihi-

storiske faglighed. Det kunne dog være inte-

ressant, hvis forfatterne havde forholdt sig

Vulkaner

Her er tale om en opdateret og udvidet

version af bogen vulkaner, der første gang

udkom i 2012. Bogen er skrevet af lektor i

geologi ved Københavns Universitet Paul

Martin Holm, og det er fagmandens beret-

ning om det imponerende fænomen for-

talt til ikke-fagfolk. I 2.udgaven er der helt

nye beretninger med – fx om den utrolige

lavamark Holuhraun skabt af et vulkanud-

brud i 2014-2015 og om vulkanen Picos

hærgen på Kap Verdeøen Fogo, der endte

tidligere i år.

Paul Martin Holm: Vulkaner – Varme hils-

ner fra Jordens indre. 2. udgave, Gyldendal

2015. 253 sider, 299,95 kr.

Velgørende med dansk vinkel

Bogen lægger stor vægt på danske forhold og

det er et meget interessant fokus. Den tekno-

logiske udvikling foregår internationalt, men

meget teknologihistorie omhandler kun USA

og England. Så selvom

Forandringens vinde

fortæller meget om netop de to lande, er den

danske vinkel et velkomment indspark.

Skal man kun læse én historie i bogen, så

vælg historien om Camp Century. Det er en

fantastisk og forfærdende fortælling om kold-

krigsvanvid, teknologi og politisk spin.

Henry Nielsen, Kristian H. Nielsen, Keld Nielsen

og Hans Siggaard Jensen: Forandringens vinde –

nye Teknologihistorier. Praxis - Nyt Teknisk Forlag

2014. 375 sider, 329,- kr.

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

SERVICE

Aktuel NATURVIDENSKAB

Udgiver

Aarhus Universitet, Science & Technology, i samarbejde med:

• Danmarks Tekniske Universitet

• Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet

• Det Naturvidenskabelige Fakultet og Det Tekniske Fakultet, Syd-

dansk Universitet

• Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet, Aalborg Universitet

• Roskilde Universitetscenter

• Danmarks Meteorologiske Institut.

Styregruppe

•

Bo T. Andersen,

afdelingsleder, Det Tekniske Fakultet, Syddansk

Universitet

•

Joakim Groth,

kommunikationschef, Det Natur- og Bioviden-

skabelige Fakultet, Københavns Universitet

•

Niels Kring,

chefkonsulent, Det Naturvidenskabelige Fakultet,

Syddansk Universitet

•

Annette Lind,

områdeleder, chefkonsulent, Det Teknisk--

Naturvidenskabelige Fakultet, Aalborg Universitet

Redaktionsgruppe

•

Mette Christina Møller Andersen,

Det Tekniske Fakultet,

Syddansk Universitet

•

Michael Bjerring Christiansen,

Aarhus Statsgymnasium

•

Jørgen Dahlgaard,

Aktuel Naturvidenskab

•

Niels Hansen,

Danmarks Meteorologiske Institut

•

Carsten Rabæk Kjaer,

Aktuel Naturvidenskab

•

Carsten Nielsen,

Aalborg Universitet

•

Hans Ramløv,

Roskilde Universitet

•

Birgitte Svennevig,

Det Naturvidenskabelige Fakultet, Syddansk

Universitet

•

Svend Thaning,

Københavns Universitet

Eftertryk kun efter aftale. Citat kun med tydelig kildeangivelse.

Synspunkter, der fremføres i bladet, kan ikke generelt tages som

udtryk for redaktionens holdning

Ansvarshavende

Dekan Niels Christian Nielsen, Science & Technology,

Aarhus Universitet

Redaktion

Redaktør Jørgen Dahlgaard og redaktør Carsten Rabæk Kjaer

Tlf.:

87 15 20 94

E-post:

[email protected]

Hjemmeside:

aktuelnaturvidenskab.dk

Postadresse:

Aktuel Naturvidenskab, Ny Munkegade 120,

Bygn. 1520, 8000 Århus C

Abonnementspris 2015

294 kr. i DK for 6 numre, inkl. moms og porto.

Abonnementsservice:

Telefonnr.: 70 25 55 12

e-post: [email protected]

Layout og illustration:

Jørgen Dahlgaard

Tryk:

Jørn Thomsen /Elbo A/S

ISSN:

1399-2309 (papirudgaven), 1602-3544 (web)

Oplag:

8.000

Omslag:

Orion stjernetågen er et af de mest undersøgte og foto -

graferede objekter på nattehimlen. Det er en diffus tåge

af gas og støv beliggende i stjernebilledet Orion.

Foto: NASA,ESA, M. Robberto (Space Telescope Science

Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion

Treasury Project Team

Fagpanel

Aktuel Naturvidenskab samarbejder med en bred skare af fagfolk,

der stiller deres faglige viden til rådighed for bladet.

•

Katrine Krogh Andersen, ph.d.,

forsknings- og udviklingschef,

Danmarks Meteorologiske Institut

•

Flemming Besenbacher,

professor, Interdisciplinært

Nanoscience Center (iNANO), Aarhus Universitet

•

Claus Hviid Christensen,

senior manager, Innovationscenter,

Dong Energy

•

Jesper Dahlgaard, ph.d.,

Aarhus Universitetshospital og Psykologisk

Institut, Aarhus Universitet.

•

Ture Damhus,

Kemiker ved Novozymes samt formand for

Kemisk Forenings Nomenklaturudvalg

•

Søren B. F. Dorch,

astrofysiker ph.d., bibliotekschef, Syddansk

Universitetsbibliotek, adjungeret lektor ved Niels Bohr Instituttet,

Københavns Universitet

•

Michael Drewsen,

professor, Institut for Fysik og Astronomi,

Aarhus Universitet

•

Claus Emmeche,

lektor, Niels Bohr Instituttet, Københavns

Universitet.

•

Tom Fenchel,

professor emeritus, Marinbiologisk Laboratorium,

Københavns Universitet

•

Jens Morten Hansen,

statsgeolog ved GEUS samt adjungeret

professor i naturﬁlosoﬁ ved Københavns Universitet

•

Vagn Lundsgaard Hansen,

professor, Inst. for matematik,

Danmarks Tekniske Universitet

•

Palle Høy Jakobsen,

ph.d. & DMSc., Managing Director,

EIT Health Scandinavian CLC

•

Peter K.A. Jensen,

adm. overlæge, Klinisk genetisk Afdeling,

Aarhus Universitetshospital

•

Mikkel Willum Johansen,

adjunkt i de matematiske fags videnskabsteori,

Institut for Naturfagenes Didaktik, Københavns Universitet

•

Peter C. Kjærgaard,

professor, ph.d., museumsdirektør, Statens

Naturhistoriske Museum

•

Gunnar Larsen,

geolog, NIRAS.

•

Bent Lauge Madsen,

biolog (pensioneret fra Miljøministeriet).

•

Sebastian H. Mernild,

Klima- og Polarforsker, Glaciology and Climate

Change Laboratory, Center for Scientiﬁc Studies/Centro de Estudios

Cientiﬁcos (CECs), Chile

•

Ole G. Mouritsen,

professor, Institut for Fysik,

Syddansk Universitet.

•

Bent Nielsen,

gymnasielektor, Københavns VUC.

•

Jens Olaf Pepke Pedersen,

senior forsker, DTU Space.

•

Kaj Sand-Jensen,

professor, Sektion for Ferskvandsbiologi,

Biologisk Institut, Københavns Universitet.

•

Theresa S. S. Schilhab,

forsker, Forskningscentret Gnosis,

Aarhus Universitet

•

Klaus Seiersen,

ph.d., Aarhus Sygehus, Afd. for Medicinsk Fysik.

•

Carl-Erik Sølberg,

civilingeniør, Institut for Fysik,

Aalborg Universitet.

Sponsorabonnenter:

Aktuel Naturvidenskab

2015

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

SERVICE

Intropakke

Citizen science

Hjælp forskere med at

registrere havnatur

Vi ved alt for lidt om tilstanden og den biologiske mangfoldighed i de danske havområder.

Men det kan enhver dansker nu være med til at råde bod på. Opdag havet er et såkaldt

“Citizen science” projekt, som er sat i værk af forskere fra Center for Makroøkologi, Evolu-

tion og Klima ved Københavns Universitet i samarbejde med Verdensnaturfonden (WWF).

Enhver med interesse for naturen kan bidrage til projektet ved at være med til at indsamle

data om en række genkendelige og forholdsvis almindelige arter. Registreringen foregår

via app’en, Opdag havet, som er udviklet til formålet og som

ﬁ

ndes både til Android og iOS.

Intropakken – en oplagt gaveide

Bestil en intropakke med de seneste otte

numre samt abonnement i ét år (6 numre).

Pris kun kr. 354,- inkl. moms, porto og

ekspedition (merpris for udland).

Bestil via aktuelnaturvidenskab.dk

[email protected]

eller på tlf. 70 25 55 12.

Abonnementsservice

Har du fået ny adresse eller ønsker du

at bestille et gaveabonnement på bladet?

Kontakt abonnementsservice på

Telefon:

70 25 55 12

Mandag-torsdag kl. 8-16, fredag kl. 8-14.

[email protected]

Abonnement kan også bestilles via

hjemmesiden:

aktuelnaturvidenskab.dk

Husk at melde

ﬂ

ytning til ny adresse.

Vi modtager desværre ikke automatisk

besked om din nye adresse.

Den blå brandmand er en af

de arter, som kan registreres i

app’en

Opdag havet.

Når man har downloadet app’en og oprettet sig som bruger, er det blot at tage ud til havet

med sin smartphone. Hvis man spotter en af de angivne plante- eller dyrearter, marke-

rer man den i app’en, og via telefonens GPS registreres det, hvor og hvornår du har spot-

tet den. App’en er indrettet med to indgange, som kan vælges alt afhængig af, om man er

inde på stranden eller ude på havet.

Forskerne bruger de indsendte observationer til at undersøge biodiversiteten og miljø-

tilstanden på forskellige levesteder og kortlægge arterne.

Det nye projekt Opdag Havet koncentrerer sig om livet i havet, men det er også muligt at

registrere dyr og planter på landjorden med en tilsvarende app Naturtjek. Den er udvik-

let af de samme forskere og i samarbejde med Danmarks Naturfredningsforening. Der-

ved kan forskerne både følge udviklingen over tid i de våde og tørre naturområder i lan-

det. Begge projekter er støttet af Aage V. Jensen Naturfond.

Oprydningssalg

Mangler du nogle numre af bladet?

Så er der nu en chance for at supplere

samlingen med dette tilbud:

Tilbudspakke med ældre ikke udsolgte

numre ca. 26 blade (fra år 2007-2013):

Pris kun 250,- inkl. porto (dk) og moms.

Se mere og bestil via hjemmesiden:

aktuelnaturvidenskab.dk eller

på telefon 7025 5512.

Nyhedsbrev

Tilmeld dig det elektroniske nyhedsbrev og få nyt om Aktuel

Naturvidenskab i din mailboks.

Du får:

• Artikler på forhånd, når der er en aktuel anledning

• Appetitvækkere og link til artiklerne digitalt

• Information om andre aktuelle tiltag.

Tilmeld dig via hjemmesiden: aktuelnaturvidenskab.dk

Mød os på Facebook.com

/aktuelnaturvidenskab

Foto: Malene Thyssen, commons.wikimedia.org

UFU, Alm.del - 2014-15 (2. samling) - Bilag 31: Tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab nr. 4-2015

AL HENVENDELSE TIL:

Aktuel Naturvidenskab, Ny Munkegade 120, Bygn. 1520, 8000 Aarhus C

Tlf.: 70 25 55 12 / 87 15 20 94, E-post: [email protected]

Førsteårs-forskere

Af Carsten R. Kjaer, Aktuel Naturvidenskab

Ind imellem tænker jeg, at en korrekturopgave fra helvede må være

at faktatjekke forfatterlisten på en ny gennembrudsartikel fra et af

de store eksperimenter på CERN. For her kan der optræde langt over

1000 forfattere, og forestil dig lige at blive sat til at tjekke, om nav-

nene er stavet rigtigt og er blevet tilknyttet de rette værtsinstitutioner.

De voluminøse forfatterlister afspejler, at videnskab – især det, vi

kalder big science – ofte foregår i store forskningskonsortier. Forsk-

ning behøver dog ikke være big science i CERN-forstand for at invol-

vere mange deltagere. En nylig artikel i det videnskabelige tidsskrift

ChemNanoMat

er et godt eksempel på det. På denne artikel optræ-

der der mere end 60 forfattere, men det specielle ved forfatterskaren

er, at

ﬂ

ertallet af dem ikke har professor- eller doktortitler. Nej, de er

studerende på et førstesemester-kursus i nanoscience ved Kemisk

Institut, Københavns Universitet.

Når

ﬁ

lmen er tynd

Det er lektor ved Nano Science Center Thomas Just Sørensen, der er

hovedarkitekten i den forskning, som nu er publiceret i det omtalte

tidsskrift. Han fortæller, at undervisningen i nanoscience er bygget op

ud fra den

ﬁ

losoﬁ, at de studerende lige fra de starter på deres uddan-

nelse skal deltage i forskningen ved centeret – forskningsbaseret

undervisning i den yderste konsekvens, kan man kalde det. »Faktisk

har omkring 250 studerende siden 2010 deltaget i det forskningspro-

jekt, som vi for nylig har fået publiceret i

ChemNanoMat«,

siger Thomas.

Forskningen handler om tynde

ﬁ

lm – eller tyndﬁlm – som er noget, vi

alle kender til i vores hverdag. Fx er maling og lak tynde

ﬁ

lm, ligesom

skærmene på vores TV-apparater og smartphones er bygget op af en

serie af tynde

ﬁ

lm med forskellige funktioner.

»Vores projekt går ud på at lave tyndﬁlm med en høj grad af molekylær

orden, fortæller Thomas. »Vi har sammen med de studerende skabt

nye materialer ved at blande farvestoffer og sæbe, hvor sæben lig-

ger i lag, der adskiller lag af farvestoffer. I vores system er der kun

én farve, men den lagdelte struktur er meget lig, hvad der

ﬁ

ndes i

skærme og LED’er.«

Næste års forskere? På KU går nye nanoscience-

studerende direkte til videnskaben.

Foto: Jes Andersen/KU

lave en tyndﬁlm, hvor der er styr på den molekylære orden. Thomas

fortæller, at det at kunne styre den molekylære orden i tyndﬁlm er

afgørende for, at man vil kunne anvende tyndﬁlm til en række nye

spændende ting. »Det er sådan noget som at kunne “tegne” en fun-

gerende computerskærm på en væg eller at male solceller på taget

af et hus. Lige nu er det stadig science

ﬁ

ction at tale om sådanne

anvendelser, men jeg tror på, at forskningen vil kunne bringe os der-

hen«, siger Thomas.

De kommende år vil Thomas med sine studerende arbejde videre med

materialerne og kortlægge, hvilke molekylære byggeklodser man kan

bruge og stadig få lagdelte tyndﬁlm. »For at opnå et funktionelt mate-

riale skal vi så senere have valgt de rigtige molekylære byggeklodser,

og så skal vi

ﬁ

nde en effektiv måde at sende strøm gennem materia-

let på. I den proces skal vi bruge hele spektret af avancerede værktø-

jer i den nanoteknologiske værktøjskasse – og så skal vi selvfølgelig

også bruge en hulens masse studerende,« slutter Thomas.

Ref: M. santella et al. ChemNanoMat 2015, 1, 253.



Tegn en skærm

På nuværende tidspunkt har det materiale, Thomas og de studerende

arbejder med, ingen funktion i sig selv. Så det videnskabeligt interes-

sante er, at de har vist, at de ud fra en opløsning af materialet kan

Aktuel Naturvidenskab

2015