1

Glacio-kemisk undersøgelse af fortidige vulkanudbrud,med særlig henblik på det 6. århundrede AD.

Bachelorprojekt af Lars Berg Larsen1 forår 2005,

Vejledere: Henrik B. Clausen1, Claus Uffe Hammer1

Marie-Louise Siggaard-Andersen2

1Niels Bohr Instituttet, Afd for Is og Klima, Københavns Unversitet,

Juliane Maries Vej 30, DK-2100 København, Denmark2Alfred-Wegener-Instituttet for Polar and Marine Research,

Bremerhaven, Germany

Abstract. Træringedata fra det meste af verden viser de sidste to tusinde år den laveste tempera-tur i en periode i begyndelsen af det sjette århundrede AD.Grønlandske iskerner boret på lokaliteterne DYE-3 (1980), GRIP (1991) og NorthGRIP-1 (1996)viser alle i dybder svarende til begyndelsen af det sjette århundrede AD, en stor ECM topefterfulgt af en negativ *18O anomali. Denne ECM top er den tredje største top i ECM dataseriende sidste to tusinde år.Historiske data fra denne tidlige middelalder periode omtaler ekstreme vejrsituationer, hungers-nød og det første kendte udbrud af byldepest.Det kunne være eftervirkninger af en voldsom klimatisk begivenhed, der sandsynligvis skyldes et stort vulkanudbrud i de ækvatoriale områder. 364 iskerneprøver fra de tre iskerner fra DYE-3, GRIP og NorthGRIP er målt i længder af 5 cm ien ion chromatograf.Følgende kemiske komponenter er målt: Li+, Na+, NH4

+, K+, Mg2+, Ca2+, F-, MSA-, Cl-, HCO3,-

NO3–, SO4

– . Ved at sammenholde disse nye data med de eksisterede *18O og ECM data serier belysesbegivenhederne i det sjette århundrede.

Introduktion

Studier af paleoklimatiske data gør det muligt, atkigge nærmere på bestemte begivenheder som kanhave påvirket klimaet og livsbetingelserne i fortiden.Det kunne være begivenheder som f.eks vulkanud-brud, jordskælv, oversvømmelser, tornadoer, tørke ogkulde eller en kombination af en eller flere af disse.Ifølge nedskrevne historiske dokumenter og informa-tion fra paleoklimatiske data fra det sjette århundredeAD er der noget, der kunne tyde på en dramatiskglobal klimahændelse. Den tidlige middelalder, somofte er blevet kaldt den “mørke middelalder”, var entid med megen uro og med folkeslag i opbrud i Euro-

pa og andre steder i verden. Dette var tiden for destore folkevandringer. (Vidal-Naquet, 1987) Og spe-cielt i perioden AD 520 - 540 var Europa hårdt ramtaf hungersnød, oversvømmelser og kulde. På sammetid i resten af verden er der rapporteret lignende hæn-delser [Aston, 1998], [Hodell et al., 1991], [Lara andVillaba, 1994]. Desuden blev det første udbrud afbyldepest beskrevet, byldepest menes at kræve be-stemte klimatiske betingelser for at opstå og spredes[Smith, 1996-97]. Man kan forestille sig en eller anden udefra kommen-de katastrofe som har ændret klimaet drastisk, måskeet nedslag fra et himmellegeme eller et stort vulka-nudbrud. [Baillie, 1994]

2

Fig. 1. De iskerne boresteder vist på et Digital Eleva-tion Map (DEM) af Grønland, (Bamber and others,2001).

Med undtagelse af Tunguska begivenheden i AD1908 i Sibirien [Rasmussen et al., 1999], er der desidste to tusinde år ingen synlige beviser på nedslagfra meteorer eller asteroider, så som et krater på landeller spor efter tsunamier hvis nedslaget var i havet.En asteroide skal være af størrelsesordenen 100 x 100x 100 m for at tilføre samme mængder kemi til at-mosfæren og nå de forhøjede værdier der ses i degrønlandske iskerner. [Graae, 2003] Et nedslag afden størrelse vil ikke gå upåagtet hen end ikke påiskapperne i Grønland eller Antarktis.De fleste beviser på eftervirkninger af en klimakata-strofe er hovedsagelig af regional eller lokal naturf.eks udbrudet fra vulkanen Vesuvio AD 79. Kun ganske få katastrofale globale begivenheder erveldokumenteret indenfor de sidste to tusinde år. Ensådan begivenhed er vulkanudbrudet på Tambora AD1815, hvor man kunne observere og studere efter-virkningerne, f.eks nedsat solindstråling. Mt. Pinatubo vulkanudbrudet AD 1991 forårsagedeet mindre temperaturfald, det kunne registreres afsatellitter og er det seneste bevis på at et vulkanud-brud kan være skyld i en efterfølgende klimaændring.Noget tyder dog på at dette udbrud ikke kan betragtessom globalt da det endnu ikke har været muligt at sespor af det i de grønlandske iskerner, dog kan det sesi de antarktiske iskerner.

Metode.

De grønlandske iskerne der er brugt til dette arbejdeer følgende; DYE-3, GRIP og NorthGRIP-1.Stederne hvorfra de stammer fra er vist på kortet iFig.1. Information om de enkelte boresteder ses iTabel 1. Der er målt ECM i felten på de udvalgteiskerner i 1 mm opløsning, DYE-3 iskernen i som-meren 1982, GRIP iskernen i sommeren 1990 ogNorthGRIP-1 iskernen i sommeren 1998.*18O prøverne er ligeledes skåret i felten i 2,5 cm , 5cm og 55 cm og er løbende blevet målt på GeofysiskAfd.’s massespektrometer i København. Kemi prø-verne er skåret og målt i København i marts 1999.Der er udtaget prøver i hver af de tre iskerner i dyb-der der svare til tidsperioden i begyndelsen af detsjette århundrede AD. Der er taget prøver fra følgen-de dybder: DYE-3 1989 (633,10 m - 640,20 m) GRIP1990 (336,65 - 340,45 m) og NorthGRIP-1 1996(289,90 m - 295,15 m). Disse prøver er blevet rensetmanuelt med microtome kniv i et rent miljø i enlaminarbænk og skåret op i længder af 5 cm. Der erskåret i alt 364 stk. prøver (DYE-3; 143 stk. GRIP;76 stk. og NorthGRIP 143 stk) Prøverne er efterføl-gende smeltet og målt på Geofysisk Afd’s Ion Chro-

matograf. Måling af an-ionerne fluorid (F-), methyl-sulfonsyre (MSA), chlorid (Cl-), nitrat (NO3

-), sulfat(SO4

2-) og kationerne natrium (Na+), ammonium(NH4

+), kalium (K+), magnesium (Mg2+) og calcium(Ca2+) er udført på et Dionex 500 System. Anion-system og kation-system er bygget sammen, så det

Tabel 1. Sted info. [Gundestrup et al., 1993].

Site DYE-3 GRIP NorthGRIP-1

Year of drilling 1979-1980 1989-1992 1996-1997

Longitude, "N 65.18 72.58 75.1

Latitude, "W 43.49 37.64 42.3

Elevation, masl. 2480 3238 2960

Mean AnnualTemperature, "C

-20 -32 -32

Mean Annual Ac-cumulation m ofIce Equivalent

0.54 0.23 0.19

3

Fig. 2. *18O isotop kurven fra DYE-3. I det ekspanderet plot er den blå *18O linie en løbende 35 middelværdi.Den røde linie er et lineært fit for de sidste to tusinde år. Det ses her at minimumsværdien de sidste to tusindeår, falder sammen med et vulkanudbrud dateret til AD 528. Anomalien har givet anledning til spekulation omen klimatisk katastrofe.

hele kan måles i en kørsel, der tager ca. 20 minutterper prøve. Dionex teknik og software (Peaknet 5.1)omfatter hele måleproceduren med sine forskelligeanaloge og digitale moduler.Måleproceduren i sig selv kan næsten automatiseresfuldstændigt ved programmering. Da måledata sen-des samtidig til fil og skærm, kan processen følgesløbende, ligesom der produceres en udskrift af chro-matogrammerne for hver prøve.

*18O og ECM signalet I iskernerne.

*18O værdierne viser noget om temperaturforholdenenår der dannes sne i en sky. [Johnsen et al., 1989]. I*18O signalet har vi en årlig variation med de laveste*18O værdier om vinteren. Hvis ellers årlaget ikke erfor tyndt på grund af kompression og strækning afisen er det muligt at tælle denne årlige variation nedgennem isen og derved bestemme alderen af isen.

Ud over datering af iskernen kan *18O værdierne ogsåbruges til at bestemme temperaturen tilbage i tiden.Der findes i dag en direkte relation mellem *18Oværdien og temperaturen. [Johnsen et al., 1999]. Ennegativ anomali i *18O serien sammen med en top iECM serien kunne indikerer et temperaturskift og enmulig klimatisk eftervirkning p.g.a. en vulkanskbegivenhed. [Clausen et al., 1997].Store vulkan udbrud sender store mængder syreholdi-ge gasser op i atmosfæren, hovedsagelig SO2, nogengange HCl og i sjældne tilfælde HF. SO2 oxideres ogender som H2SO4 der kan transporteres med vindenved snefald deponeres syren på iskappen [Clausen etal., 1997]. Det vulkanske syresignal kan måles medElectrical Conductivity Measurement (ECM) [Ham-mer, 1980] Hovedparten af den vulkanske syre somfalder i Grønland, stammer fra vulkan udbrud på dennordlige halvkugle. [Clausen and Hammer, 1988].

4

Fig. 3. *18O isotope kurven fra DYE-3. I det ekspanderet plot er den blå *18O linie en løbende 35 middelværdi.Den røde linie er et lineært fit for de sidste to tusinde år. Dykket ses, men er knapt så synlig som i DYE-3.

En dramatisk begivenhed i DYE-3, GRIP og NorthGRIP-1 iskernerne.

DYE-3 *18O data viser de laveste værdier de sidste totusinde år, netop i en dybde dateret til AD 528.[Clausen, 2005] Fig. 2 viser anomalien i DYE-3iskernen og på Fig. 3 ses dykket i GRIP isen. Dette*18O dyk er endvidere fundet i den samme tidsperio-de i NorthGRIP-1. Anomalien ses bedst i DYE-3iskernen.GRIP ECM kurven i Fig. 4 viser en meget stor top isamme tidsperiode. Det betyder der er en høj koncen-tration af syre i isen, denne syre stammer med storsandsynlighed fra et vulkanudbrud.ECM toppen i AD 528 er umiddelbart en af de tistørste toppe de sidste to tusinde år, men tager manforbehold for at signalet er blevet udglattet over årenevil det vise sig toppen er den tredje største i GRIPiskernen de sidst to tusinde år. Formen af AD 528ECM toppen kombineret med at der er deponeret syrei mere end et år tyder på enten et langvarigt vulka-nudbrud tæt på Grønland eller et udbrud omkring

Ækvator eller et sted på den sydlige halvkugle.ECM signalet fra de tre iskerne viser alle en relativbred top omkring AD 528. I GRIP iskernen stigersignalet i tre trin over næsten et helt år for derefter ataftage over yderligere to år. Det tyder på et stort ud-brud omkring Ækvator.

Vidnesbyrd om en dramatisk begivenhed itræringe data. Ifølge træringe data fra den nordlige halvkugle[Briffa, 2000] indtræffer den koldeste periode desidste to tusinde år omkring AD 540. I Fig. 5 ertræringedata fra mange forskellige steder på dennordlige halvkugle plottet som 50 årige middelværdi-er. Træringe kurven er vist ovenpå den tilbage diffun-derede og affoldede NorthGRIP-1 *18O dataserie[Johnsen et al., 2000]. Der kan være nogen uoverens-stemmelse mellem de to kurver på grund af daterin-gen. Dette kan skyldes at nogle træsorter har kortereeller længere responstid på klimaændringer end an-dre. [Briffa and Osborn, 1999].*18O kurverne er brugt til at datere vulkanudbrudet til

5

Fig. 4. ECM kurven fra GRIP der dækker de sidste to millenniaSyreindholdet vises normalt i enheder af mikro (10-6) equivalent H+ per kilogram is (:equiv. kg-1). Den eksaktmålte elektriske strøm kan omregnes til syrekoncentrationer ved at kalibrere ECM opstillingen. (Clausen andsix others, 1995). Her vises den faktisk målte strøm ved en given reference temperatur (-14C) I det ekspanderetplot vises ECM kurven som en 25 cm løbende middel. Den blå linie er et lineært fit for at vise middelstrømmen (syreindhold) de sidste to tusinde år.

AD 528 ± 1 ved manuelt at tælle årligesommer/vinter toppe. Den årlige variation støttes afkemi målingerne. For at illustrere hvorledes begiven-heden er dateret er der plottet NorthGRIP-1 *18Okurven og de affoldede *18O data. For at checke decomputer modificerede data bruges kemi data, hervist ved NorthGRIP-1 calcium kurve. Det ses at selv-om et årlag er ca. 16 cm i denne dybde og prøverne erskåret i en opløsning på 5 cm er det muligt at se sæ-son variationerne. NorthGRIP-1 kurven er ved talrigefixpunkter knyttet til de to veldaterede DYE-3 ogCrete iskerner. Ved DYE-3 og Crete lokaliteten erden årlige nedbør henholdsvis 3 og 2 gange størreend dem ved NorthGRIP-1 og GRIP, hvilket igenbetyder at AD 528 årlaget i DYE-3 er tykkest ogderfor særdeles velegnet til datering.

Iskernernes kemiske indhold.

I NorthGRIP-1 iskernen er AD 528 vulkanudbrudetssyre signal domineret af SO4

2-, Fig. 6. Dette er ligele-des tilfældet i GRIP og DYE-3 iskernerne. Varighe-den af vulkanudbrudet eller mere præcist længden afdet lag med forhøjet syrekoncentration svare til 2 - 3år. Dette kan skyldes mindre vulkanudbrud tæt påGrønland som varer i en årrække eller det kan være etmeget stort fjernt udbrud som sender syreindholdigegasser op i stratosfæren. F- i grønlandske iskernerstammer hovedsagelig fra vulkansk aktivitet fra ste-der beliggende på de høje breddegrader såsom Islandog Alaska. [Clausen et al., 1997]. Ingen af de hermålte iskerner viser forhøjet niveau af F- under ud-brudet i AD 528. Dette er en klar indikation af at der

6

Fig. 5. Træringe temperatur er midlet med adskillige træringe data serier fra den nordlige halvkugle. Disse dataer plottet som 50 årige løbende middel værdier. Træringekurven er plottet på NorthGRIP-1 *18O kurven. Detekspanderet plot viser et forsinket dyk i temperaturen på 10 - 15 år i forhold til NorthGRIP-1 *18O kurven.

her er tale om et vulkanudbrud af betydelig størrelse,det er sandsynligvis sket ved lave breddegrader ogækvatoregne er et kvalificeret gæt. F- viser et forhøjetniveau i en anden dybde omkring et andet vulkanud-brud dateret til AD 513 (dateret ved tælling af sæson-variationerne Fig 6), det tyder her på at vi har med atgøre et vulkanudbrud på de høje breddegrader ogIsland er et kvalificeret gæt. F- signalet AD 513 har etmeget typisk fordelings mønstre med faldende kon-centration når SO4

2- koncentrationen topper og enstigende koncentration på kanten af sulfat toppen.Dette skyldes processer i sneen/isen efter sneen erfaldet. Det er endvidere typisk for et vulkanudbrudtæt på Grønland at syre signalet stiger brat, topper ogfalder igen alt sammen inden for mindre end et år.[Clausen et al., 1997].Et vulkanudbrud på den sydlige halvkugle er nød tilat være voldsomt for at kunne sende gasser højt op istratosfæren, hvorefter syre senere falder på iskapper-ne i både Grønland og Antarktis.Hvis dette er tilfældet her, burde der også kunne

findes et syresignal fra et vulkanudbrud i iskernernefra antarktis. En sådan kandidat findes i en af deantarktiske iskerne fra Byrd Station. Her er fundetspor af et udbrud som er karakteriseret ved en højsyre koncentration som havde en varighed på 4 år,den er dateret til AD 505 (iskernerne fra antarktisk erdateret med meget større unøjagtighed end dem fraGrønland på grund af den mindre nedbør i antarktis) og udbrudets størrelse er estimeret til 432 MtonsH2SO4 [Hammer et al., 1997].

Estimering af størrelsen på vulkanudbrudet.

Der findes tre veldokumenteret globale begivenhedersom tydelig ses og bruges som indeks horisonter forhele iskappen i både Grønland og Antarktis, det er:Tambora udbrudet 8o S i 1815, de amerikanske nuk-leare bombetest i atmosfæren 110 N i 1952 og 1954og de russiske nukleare bombetest i atmosfæren 750

N i 1961 og 1962 [Carter and Moghissi, 1977].Radioaktivt nedfald fra disse bombetest findes i et

7

Fig. 6. NorthGRIP-1 kemikurven. Fluorid koncentrationen er på dette plot forstærket ~10 gange. AD 528sulfat toppen dækker en periode på 2-3 år. Calcium er en støvkomponent som topper om foråret. Den brugesblandt andet til at checke den modificerede og affoldede *18O kurve.

utal af iskerner i både Grønland og Antarktis dette Tabel 2. Resultaterne fra forsøget på at estimere AD528 vulkanudbrudets størrelse, ved hjælp at tidligerebeskrevet metode (Clausen and Hammer, 1988).

Site GRIP

Mean SO42- 4.39 :eq kg-1

Background SO42- 0.88 :eq kg-1

Volcanic SO42- 3.51 :eq kg-1

Depth of event i ice core 339.85 m

Length of event i ice core 0.55 m

Density 918 kg —3

H+ deposition 1.77 meq —2

H2SO4 deposition 86.7 kg km -2

Total $ deposition 2.63 mCi km -2

Ratio of 9,6 MCi injected at LNL 2.74 (10-10 km-2

Magnitude 316 Mtons H2SO4

Thinning of annual layers

(at depth 339.85 m)

15 0/0

Estimated magnitude: 373 Mtons H 2SO4

kan eftervises ved en total $ aktivitets måling (“total-globalt$”= 90Sr + 137Cs). Når man kender den totalemængde af 90Sr og 137Cs produceret ved bombetestpå en bestemt lokalitet og kender aktiviteten målt iforskellige iskerner, kan det samlede globale nedfaldaf syre fra et stort vulkanudbrud estimeres ud fra detmålte radioaktive nedfald fra bombetest, hvis beggestammer fra samme breddegrad [Langway et al.,1988]. Det vil nu være muligt ved hjælp af den målte mængde H2SO4 i iskernerne fra vulkanudbrudet ogden fundne deponerings rate at beregne størrelsen afvulkanudbrudet [Clausen and Hammer, 1988]. Der ertil denne beregning her brugt kemidata fraNorthGRIP-1 iskernen. I Tabel 2 beregnes middeldeponeringen af SO4

2- og baggrundsdeponeringen afSO4

2- for at finde de deponeret SO42- som stammer fra

vulkanudbrudet. Det vulkanske SO4

2- nedfald er omregnet til H2SO4 ikg km-2. Deponeringsraten for total $ aktivitet, sombruges her, er et midlet over seks målte iskerner, alleboret i nærheden af GRIP [Clausen and Hammer,1988].

8

Fig. 7 NorthGRIP-1 *18O isotopkurve for AD 508 til AD 536. Den sorte kurve er en løbende midlet kurve,den stiblede er de målte *18O værdier. De blå og det røde område er midlet værdier der er henholdsviskoldere eller varmere en gennemsnittet de sidste to tusinde år. Det ses at AD 528 vulkanudbrudet ligger i enperiode som er koldere end gennemsnittet.

Konklusion.

Det er lykkedes at finde og datere en stor vulkanskbegivenhed i tre grønlandske iskerner, DYE-3, GRIPog NorthGRIP-1 til AD 528 +/- 1 år. Ud fra den kemiske analyse af de grønlandske isker-ner tyder det på et ækvatorialt udbrud med indflydel-se på det globale miljø.En mulig kandidat kunne være vulkanen Rabaul i NyGuinea. Vulkanologer har fundet spor efter et stortudbrud med kollaps af vulkanens caldera, det menesat være sket for omkring 1400 år siden [Group,1996].Den estimerede størrelse på vulkanudbrudet AD 528er af samme størrelsesorden som Tambora AD 1815og AD 1259 udbrudet (ukendt) som er det størstesignal i ECM dataserien overhovedet.Tambora var et meget stort udbrud, det menes atvære blandt de største udbrud de sidste 10.000 år, oghar formentligt sænket temperaturen på den nordligehalvkugle mellem 0,4 to 0,7 o C året efter udbrudet[Stothers, 1984]. Eftervirkningerne af vulkanudbrudet AD 528 kunnemåske have været skyld i enkelte af ulykkerne be-skrevet i de historiske kilder. Men et stort problem er usikkerheden i dateringen af de forskellige begiven-heder, det gør at man mere kunne hælde til at tro påflere uafhængige begivenheder, som via overleverin-

ger kan være blevet til en stor klimatisk katastrofe.Der er i iskernerne ikke noget der tyder på andrekandidater til store vulkanudbrud eller begivenheder idet sjette århundrede AD. Det udelukker ikke, at derkan være sket mindre lokale begivenheder, som erblevet nedskrevet i historiske dokumenter, dissebegivenheder må da anses for små til at registreres ide grønlandske iskerner. I så fald kan der ikke væretale om en global begivenhed og der kan formentligheller ikke være tale om en klimatisk katastrofe, dafølgevirkningerne må være begrænset. Men en rækkeaf små begivenheder kan måske forklare, hvorfor derikke er sammenfald i dateringen af de forskelligetyper begivenheder.Fra iskernedata kan man se at den omtalte periodegenerelt var koldere Fig. 7 og derved kan have forår-saget de svære livsbetingelser. Denne kuldeperiodekan skyldes et tilfældig klimaudsving, vi ikke kenderårsagen til. Og måske har vulkanudbrudet AD 528været med til at forværre klimaet yderligere, det erdog ikke noget, der kan konkluderes udfra de eksi-sterende data.

9

Acknowlegdements.

GRIP projektet er organiseret af European ScienceFoundation med otte nationer (Belgien, Danmark,Frankrig, Tyskland, Island, Italien, Schweiz og Stor-britannien), og EEC. NorthGRIP projektet er ledet ogorganiseret af Geofysisk afdeling, Niels Bohr Institut-tet for Astronomi, Fysik og Geofysik, KøbenhavnsUniversitet. Det er støttet af danske fonde (SNF),Belgien (NFSR), Frankrig (IFRTP og INSU/CNRS),Tyskland (AWI), Island (RannIs), Japan (MECS),Sverige (SPRS), Schweiz (SNF) og USA (NSF). Taktil DYE-3, GRIP og NORTHGRIP deltagerne ogstøtter. Endvidere en stor tak til vejlederne, Marie-Louise Siggaard-Andersen, Henrik B. Clausen ogClaus Uffe Hammer.

10

Referencer.

Aston, W.G., Nihongi: chronicles of Japan from the earliest times to AD 697 [1896], Charles E. Tuttle Company, Rutland, Vermont & Tokyo, Japan, 1998.Baillie, M.G.L., Dendrochronology raises questions about the nature of the AD 536 dust-veil event, The Holocene, 4 (2), 212-217, 1994.Briffa, K.R., Annual climate variability in the Holo cene: Interpreting the message of ancient trees, Quaternary Science Reviews, Quaternary Science Reviews, 19/ 1-5, 87-105, 2000.Briffa, K.R., and T.J. Osborn, Seeing the wood from

the trees, Science, 284 (5416), 926-927, 1999.Carter, M.W., and A.A. Moghissi, Three decades of

nuclear testing, Health Physics, 33 (1), 55-71,1977.

Clausen, H.B., Personal Communication, 2005.Clausen, H.B., and C.U. Hammer, The Laki and

Tambora eruptions as revealed in Greenlandice cores from 11 locations, Annals of Glacio-logy, 10, 16-22, 1988.

Clausen, H.B., C.U. Hammer, C.S. Hvidberg, D.Dahl-Jensen, J.P. Steffensen, J. Kipfstuhl, andM. Legrand, A comparison of the volcanicrecords over the past 4000 years from theGreenland Ice Core Project and Dye3 Green-land ice cores, Journal of Geophysical Rese-arch, 102 (C12), 26707-26723, 1997.

Group, R.P., Taking petrologic pathways towardunderstanding Rabaul's restless caldera,Earth in Space, 8 (5), 12, 1996.

Graae, U., Personal Communication, 2003.Gundestrup, N.S., D. Dahl-Jensen, S.J. Johnsen, and

A. Rossi, Bore-hole survey at dome GRIP1991, Cold Regions Science and Technology,21 (4), 399-402, 1993.

Hammer, C.U., Acidity of polar ice cores in relationto absolute dating, past volcanism, and radio-echoes, Journal of Glaciology, 25 (93), 359-372, 1980.

Hammer, C.U., H.B. Clausen, and C.C. Langway, Jr.,50,000 years of recorded global volcanism,Climatic Change, 35 (1), 1-15, 1997.

Hodell, D.A., J.H. Curtis, G.A. Jones, A. Higuera-Gundy, M. Brenner, M.W. Binford, and K.T.Dorsey, Reconstruction of Caribbean climatechange over the past 10,500 years, Nature,352 (6338), 790-793, 1991.

Johnsen, S.J., H.B. Clausen, K.M. Cuffey, G. Hoff-mann, J. Schwander, and T. Creyts, Diffusionof stable isotopes in polar firn and ice: Theisotope effect in firn diffusion, in Physics of

Ice Core Records, edited by T. Hondoh, pp.121-140, Hokkaido University Press, Sap-poro, 2000.

Johnsen, S.J., H.B. Clausen, J. Jouzel, J. Schwander,Á.E. Sveinbjörnsdóttir, and J. White, Stableisotope records from Greenland Deep IceCores: The climate signal and the role of dif-fusion, in Ice Physics and the Natural En-vironment, edited by J.S. Wettlaufer, J.G.Dash, and N. Untersterner, pp. 89-107,Springer-Verlag, Berlin, 1999.

Johnsen, S.J., W. Dansgaard, and J.W.C. White, Theorigin of Arctic precipitation under presentand glacial conditions, Tellus B, 41 (4), 452-468, 1989.

Langway, C.C., Jr., H.B. Clausen, and C.U. Hammer,An inter-hemispheric volcanic time-marker inice cores from Greenland and Antarctica, An-nals of Glaciology, 10, 102-108, 1988.

Lara, A., and R. Villaba, Potencialidad de Fitzroyacupressoides para reconstrucciones climáticasdurante el Holoceno en Chile y Angentina,Revista Chilena de Historia Natural Pura yAplicada, 67, 443-451, 1994.

Rasmussen, K.L., H.J.F. Olsen, R. Gwozdz, and E.M.Kolesnikov, Evidence for a very highcarbon/iridium ratio in the Tunguska impac-tor, Meteoritics & Planetary Science, 34, 891-895, 1999.

Smith, C.A., Plague in the Ancient World: A sudyfrom Thucydides to Justinian, in The StudentHistorical Journal, Loyala University, 28,New Orleans, 1996-97.

Stothers, R.B., The great Tambora eruption in 1815and its aftermath, Science, 224 (4654), 1191-1198, 1984.

11

Efterskrift. Dette projekt blev sat i gang i forbindelse med en BBC TVudsendelse om dendrologi ogtemperaturanomalien ifølge træringedata dateret til AD 540.Dette projekt dannede senere sammen med de nye data fra NorthGRIP projektet grundlagetfor en VidenOm TV-udsendelse d. 17.09.2002 med titlen: Klimachok år 536.

Se endvidere:http://www.dr.dk/Videnskab/viden_om/Programmer/Klimachok/Klimachok+536.htm

12

Short summary in English:

A glacio-chemical analysis of an sixth century AD climatic event.

Abstract: Tree ring data from the last two millennia show that the lowest temperature level in this periodwas around AD 500.Historical data from this early medieval period describe extreme weather conditions, famine and plaque.Greenland ice cores, drilled at the site DYE-3 (1980), GRIP (1991) and NorthGRIP-1 (1996) all show, atdepth level corresponding to the time period of the first third of the sixth century AD, a large ECM signaland a negative anomaly in the *18O records. This ECM signal is the third largest found in the ECM recordcovering the last two millennia.This could indicate a huge volcanic eruption, most likely a global eruption in the southern hemisphere364 ice core samples of 5 cm resolution from the three sites have been measured by ion chromatography.The chemical components measured are Li+, Na+, NH4

+, K+, Mg2+, Ca2+, F-, MSA-, Cl-, HCO3,- NO3

–, SO4– .

Using this data set, together witht *18O and the ECM records from the three sites, we will estimatemagnitude, location, duration, date and type of event.

Bachelorprojekt, skrevet i foråret 2005 af Lars Berg Larsen, cpr 110663-0263

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

Vejledere: Henrik B. ClausenMarie-Louise Siggaard-AndersenClaus Uffe Hammer