O mundo “umido” durante o Eoceno

É sabido que a água, H2O, é o único gás com efeito de estufa mais importante. Mas a água também desempenha um papel central na determinação do delicado equilíbrio de energia e massa que regula a temperatura da terra. Uma vasta gama de previsões foram feitas sobre água em um clima de aquecimento, variando de secas catastróficas para aumento de monções e tempestades tropicais. A sabedoria convencional afirma que um mundo mais quente é um mundo mais umido. Um livro recentemente publicado na revista Science, dois pesquisadores examinam o Eoceno (∼56 de 34 milhões de anos atrás), à procura de pistas sobre a relação de clima–agua tropical. As temperaturas globais anuais durante os primeiros Eoceno climáticas Optimum (EECO) cerca de 50 milhões de anos atrás eram de 12 ° C superior aos valores modernos. Os novos resultados fornecem evidências convincentes que o mecanismo tropical do ciclo da água foi mais ativo do que o previsto pelos modelos atuais de clima.

A ciência climática é uma das disciplinas que não tem a capacidade de testar suas grandesteorias  com grandes experiências — nenhuma terra existe  para brincar com os testes das teorias. Em vez disso, os cientistas olham para as idades do passado para encontrar pistas sobre como o clima funciona em condições diferentes. Tendo em conta os numerosos e muitas vezes contraditórias previsões quanto ao impacto do aquecimento global, é prudente examinar o último período das condições climáticas quentes, o período chamado o Eoceno. O Eoceno foi o  intervalo terrestre de efeito estufa global mais recente, um período de tempo estável que antecede o arrefecimento global que levou até a idade de gelo , o Pleistoceno,  e o nosso mundo moderno muito mais frio.

A geografia física global do Eoceno era bastante semelhante ao atual da terra, mas o clima era significativamente mais quente. Regiões polares careciam de mantos de gelo grandes e eram lar de frio e intolerantes plantas e animais, enquanto as temperaturas experientes oceanos tropicais se aproximavam dos 40 ° c. Estas diferenças foram refletidas por concentrações atmosféricas de CO2 cerca de cinco vezes  os níveis pré-industriais. Embora um pouco sabemos sobre as condições durante o Eoceno, detalhes sobre o ciclo hidrológico nos trópicos têm faltado. Em “Latitudinal gradientes na água do mar com efeito de estufa δ18caso provas do Eoceno Sirenian esmalte dos dentes,” Mark T. Clementz e jacob Sewall o. fornecem uma abordagem inovadora para preencher esta lacuna, examinandoa ciclicidade da água atmosférica nos oceanos. Como com mais essa investigação, envolve a utilização de isótopos como medições de proxy.

Usar um proxy de isótopos de água para revelar as condições climáticas com efeito de estufa há milhões de anos é complicado pelo fato de que a composição isotópica de águas de superfície antigas só pode ser medida indiretamente. A maneira mais comum de fazer isso é medir a composição de isótopos de oxigênio de conchas fósseis produzido por microorganismos marinhos. Estes estão amplamente disponíveis e reflectem a composição isotópica da água em que eles se formaram. Infelizmente, sua composição isotópica é fortemente influenciada pela temperatura da água, quando eles foram formados. Separar os efeitos da temperatura dos outras influências é difícil na melhor das hipóteses.

Em vez do método tradicional, Clementz e Sewall medido isótopos de oxigênio encontrados em carbonato de esmalte dos dentes de sirênios fóssil: Mar vacas, dugongos e peixes-boi. Estes mamíferos presumivelmente mantém suas temperaturas de corpo em valores constantes, reduzindo a incerteza causada pela flutuação na temperatura ambiente.


Estudar locais de amostra.

Como pode ser visto a partir do mapa acima, foram colhidas amostras de locais geográficos amplamente separados. Informações de localidade fóssil podem ser baixadas do banco de dados paleobiologia (www.pbdb.org). Os pesquisadores gerado grosseiros registros de gradientes meridionais em rácios de isótopos de oxigênio de águas superficiais (δ18Osw) para o Paleogeno e Neógeno analisando o esmalte fóssil δ18Ó valores para um grupo de mamíferos marinhos recuperada de parte do Oceano Atlântico e mar de Tétis antigo. Seus resultados foram os seguintes:

Esmalte δ18O valores de sirênios de várias localidades foram fortemente correlacionados com paleolatitude e não do cluster de acordo com a região. Isso corrobora ainda mais a nossa afirmação que estes dados representam grandes tendências hemisféricas no Atlântico/crivada composição de águas superficiais e não regional entrada ribeirinha. Dentro de um intervalo de tempo determinado, sirênios fóssil amostragem de baixo (< 20 ° N) e mid-latitudes (~ 40 ° a 50 ° N) tinham significativamente esmalte δ18O valores mais baixos do que aqueles de sirênios obteve a amostra localidades caindo entre estes extremos (20 ° a 40 ° N). Esmalte δ18O valores de sirênios Eoceno-idade também foram significativamente menores (por, pelo menos, 1.0‰) que foram esmalte δ18O valores de sirênios mais jovens (Oligoceno e Neógeno) incluídos na amostra de mesma latitude.

A partir desses resultados, os autores puderam concluir que valores de cedo a esmalte dentário sirenian Eoceno médio indicam um Gradiente latitudinal identificável em δ18Osw. Além disso, esse gradiente é associado a um maior ciclo hidrológico tropical que é persistente durante o Eoceno. “Estes resultados apoiar não só a crença de longa data que o clima de estufa de Paleogeno precoce foi caracterizado por um avançado, mas equilibrado, subtropical ciclo hidrológico e wetter latitudes mid-high que são vistas nas condições modernas”, observam os autores, “mas também sugerem que os trópicos Paleogeno precoce substancialmente tinham diminuído evaporação e aumento precipitação que tanto contribuíram para grande parte inferior Δ18Osw valores do que as que existem hoje”.

Ainda mais, os autores sugerem que o ciclo hidrológico reforçado persistentes de deixar cair a níveis de temperatura e CO2 e que o valor de limiar dessas condições é ~1.0% mais baixo do que o esperado nos trópicos. A conduz a um aviso de que testes de foraminíferos tradicional sistematicamente superestimam Eoceno temperaturas de superfície do mar tropicais por até 4 ° c. Uma vez que tais leituras são usadas para ajudar a definir a sensibilidade do modelo de clima CO2 isso implica que os modelos precisam ser alteradas — novamente.

Os trópicos são o motor do ciclo da água global. Ciclos de Água através da atmosfera tropical aproximadamente duas vezes mais rápidos como o faz nas latitudes médias e altas, em grande parte devido a altas taxas de precipitação e evaporação. Isso aconteçe  dentro do padrão de prática conhecido como uma célula de Hadley. A convecção dentro da filial tropical crescente das células de Hadley desempenha um papel importante no controle o balanço energético atmosférica através da apresentação de vapor de água para a troposfera superior, onde desproporcionalmente contribui para o efeito estufa. As diferenças entre um clima icehouse e uma configuração hothouse é ilustrado abaixo.

As previsões de mudanças de um mundo mais fresco icehouse incluem: transporte de vapor reforço vertical e os pólos das células de Hadley, a expansão em direcção aos pólos das zonas subtropicais áridas, associado ao ramo subsiding das células de Hadley e aumento na precipitação tropical e subtropical taxas de evaporação. Fora dos trópicos, as coisas são mais quentes e umidos, mas agora, de acordo com Clementz e Sewall, “os trópicos no Eoceno não eram apenas umidos mas podem ter sido mais frios do que os  dados dos foramiferos   o dos citoplasma δ18 indicaram anteriormente.” Assim as coisas nos trópicos podem não ficar tão quentinho.

Em um perspectiva que acompanha o artigo, Gabriel J. Bowen dos Estados Purdue University, “os trópicos são também uma fonte dominante de umidade para as latitudes mais altas, e embora a força desta bomba de umidade tropical é sensível a uma série de influências concorrentes a maioria dos modelos sugerem que mais vapor de água será exportado dos trópicos em um mundo mais quente. ” Bowen resume o estado de compreensão em relação ao novo trabalho por Clementz e Sewall:

Os novos resultados oferecem evidências convincentes que o mecanismo tropical do ciclo da água revved mais rápido durante os últimas periodos  quentes,  mas as implicações para a compreensão do passado e o futuro do clima da Terra ainda depende de uma série de incógnitas. Tanto na área natural de sirênios e a disponibilidade das coleções de fósseis limitar a distribuição de amostras neste estudo para as regiões costeiras. Como resultado, os dados isotópicos não representam diretamente o giros enormes e regiões da zona de convergência intertropical onde ocorrem os desequilíbrios de precipitação-evaporação mais intensos. Registros diretamente que representam essas regiões reforçariam o caso para mudanças significativas globalmente em águas tropicais  no Eoceno. Além disso, a abordagem proxy águas de superfície aplicada aqui não esclarecer o papel dinâmico da ciclagem de água melhorada no clima do Eoceno, e não leva em conta fatores importantes como a relação entre ciclos mais rápidos e nebulosidade, o transporte de água para os extratrópicos, e intensidade de precipitação

Bowen conclui, “estes são desafiadores problemas que o moderno e o paleoclimate comunidades continuará a lutar com”. Parte do problema com o desenho lições do passado que é hoje a terra é não o mesmo planeta. Houve mudanças sutis na configuração dos continentes e oceanos que alterou padrões de circulação global desde o Eoceno. Isso faz com que extrapolating paleoclimate dados para caber regiões moderno efetivamente impossíveis. Além disso, acho que como tênue nosso conhecimento atual do Eoceno clima deve ser quando pode ser substancialmente reescrito por algumas amostras dispersas do esmalte dos dentes.

Que lições podem ser extraídas desse exame refinado da terra mais quente de tempos antigos? Em primeiro lugar, é difícil descobrir as últimas condições climáticas. Em segundo lugar, dados de proxy são indicadores notoriamente não confiáveis. Em terceiro lugar, prevendo o futuro do que pensamos que sabemos do passado é um negócio muito arriscado. Quando se trata de prever o clima, a ciência pode ter tanto sucesso adivinhação portentos celestiais ou lendo folhas de chá.

Finalmente, embora o Eoceno foi inegavelmente mais quente do que o clima de hoje, os trópicos foram provavelmente não tão quentes como se pensava. Isso, mais um estável mas reforçada ciclo hidrológico, feito a terra um planeta mais agradável para viver.

Na verdade, cerca de 55 milhões de anos atrás um episódio breve mas intenso do aquecimento global no limite do Paleoceno/Eoceno (p/E) causou uma reformulação radical da biota da terra. Essa explosão antiga de rápido aquecimento global foi fugaz, mas seus efeitos biológicos eram permanentes. Uma onda de anatomicamente modernos mamíferos apareceu durante o Eoceno, substituindo animais arcaicos que se extinguiu. Sem aquecimento global, não estaríamos aqui. Diga-me mais uma vez porque o aquecimento global é tão ruim?

SAND-RIO

One Comment

  1. ice 2020
    Posted 7 maio 2011 at 2:17 PM | Permalink

    Ciao Sanrdo, spero tutto bien!

    Innanzitutto ti saluto, e volevo dirti di tornare presto su Nia perchè si sta sentendo eccome la tua mancanza, nn pretendo un articolo al giorno ma almeno la tua preziosa presenza è molto richiesta!
    Cn stima, Simon 😉


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