O balanço do clima na Idade do Gelo – Eventos, Mecanismos e consequências históricas

Resumo

A partir do rico material apresentado há alguns dias na revisão da assinatura Javier, apareceram no site de Judith Curry , sobre os acontecimentos de Dansgaard-Oeschger (DO) e eventos Heinrich (H) falando em particular das possíveis causas e os efeitos sobre os ecossistemas e as populações humanas que viviam na Eurásia nas latitudes médias durante a última idade do gelo.

A DESCOBERTA Dos EVENTOS DO e EVENTOS H

O evento Dansgaard-Oeschger (doravante referida como eventos D-O ) são eventos climáticos cujo traço mais característico é um aumento súbito e acentuado das temperaturas do ar no Ártico, assim pode ser feita  cair na categoria de ” climáticas abruptas mudanças “. A descoberta de tais eventos na era do gelo Wurm é devido à Willi Dansgaard, que os colocou em evidência em 1972 estudando a composição isotópica de um núcleo de gelo tomado no  Camp Century em Greenland. Cerca de 20 anos mais tarde, Hans Oeschger sinalizou que os eventos de D-O foram acompanhados por um aumento acentuado dos níveis de CO 2 (Stauffer et al., 1984), em seguida acertado que o aumento da CO2 é infundado e atribuído a uma contaminação química porque não tem  qualquer referência no núcleos de gelo da Antártida (Javier, 2017).

Os eventos Heinricheventos H ) são eventos cujo traço mais característico é a queda acentuada na temperatura do ar no Ártico e são assim chamados porque eles são descritos pela primeira vez pelo geólogo marinho Hartmut Heinrich (Heinrich, H., 1988), quando veio à tona no fundo do oceano do Atlântico Norte a presença de sedimentos transportados por icebergs que rompeu-se dos margens marinhos das camadas de gelo ao final dessas fases frias.

CARACTERÍSTICAS DOS EVENTOS D-O e EVENTOS H

A glaciação Wurm tem sido caracterizada pela alta variabilidade do clima ( Figuras 1, 7, 8 ), com a alternância de fases quentes e frias, respectivamente conhecido como stadial e interstadials . Neste contexto, os eventos D-O e os eventos H destacam-se pela sua intensidade, embora não seja de forma alguma  considerada como a única mudança climática que ocorreu na era glacial.

Os eventos H tem uma frequência de cerca de 6000 anos e a sua história é relatada na Tabela 1 (Hemming, 2004). No seu auge estes eventos determinam a descida do gelo ártico marinho no inverno até latitudes abaixo de 45 graus norte e sua conclusão é manifestada com o desprendimento das calotas boreais dessas frotas de icebergs que precisamente  Hartmut Heinrich encontrou em sedimentos marinhos.

 

Figura 1 – Comportamento Térmico do núcleo GRIP do planalto Greenland durante o glaciação Wum com 21 indicados FAZER eventos (Ganopolski A., S. Rahmstorf, 2001).

 

 

Tabela 1 – Os sete eventos Heinrich de glaciação de Wurm. Eles mostram a datação de sedimentos glaciais marinhos que marcam o encerramento dos eventos (Hemming, 2004).
evento H6 H5 H4 H3 H2 H1 H0
Milhares de anos a partir de agora 60 45 38 31 24 16.8 12

 

Sobre os eventos D-O,  deve primeiro ser notado que na glaciação Wurm  tenham registrado um total de mais de 20 ( Figura 1 ) e que a sua periodicidade  ano é 1470 +/- 8%, e  +/- 2%, nos últimos eventos e melhor datados (Rahmstorf, 2003). O interesse em tais eventos está ligada a seu poder incomum: de acordo com os dados do proxy do planalto da Groenlândia  o aumento da temperatura média anual de cerca de 8-10 ° C dentro de algumas décadas e, portanto, de intervalos de tempo compatível com a vida humana ( FIG 2 ). Como termo de comparação, considera-se que a atual AGW é caracterizada por um aumento da temperatura em 150 anos de 0,85 ° C para as temperaturas globais e de  1,3 ° C para a Europa.

 

Figura 2 – Comportamento Térmico dos 10 eventos D-O mais recentes para o núcleo GRIP do planalto Greenland (Ganopolski A., S. Rahmstorf, 2001).

 

A BALANÇA BIPOLAR 

Inicialmente os eventos foram considerados fenômenos locais, para, então, ser elevados ao status de fenômenos globais, depois de ter encontrado pista em ambos os hemisférios ( Figuras 3 e 4 ), com o ‘ hemisfério  sul para ter uma oposição característica da fase em relação ao nível térmico do hemisfério norte . Na verdade, o Ártico e núcleos de gelo da Antártica mostram que:

  • o aquecimento abrupto na Groenlândia causado pelos acontecimentos D-O é seguido pelo aparecimento de um arrefecimento da Antártida  com um atraso de 218 ± 92 anos (2σ)
  • O arrefecimento da Gronelândia é seguido pelo aparecimento de um aquecimento no Antárctico média que desencadeia com um atraso de 208 ± 96 anos e que é mais intensa se a fase fria D-O coincide com um evento de H ( Figura 5 ).

Tudo isso leva a pensar que estamos enfrentando uma ligação oceânica entre o Sul e o Norte  fundada no AMOC ( Atlântico Meridional Circulation Capotamento ), que é o principal ramo da grande circulação termohalina, uma componente essencial do sistema climático. O AMOC é caracterizada pela corrente sua própria das camadas superiores da corrente do Atlântico (primeiras centenas de metros de profundidade) e que transporta para o Norte a água quente  e rica em sal [1] e por uma profunda corrente (North Atlantic Deep Water – NADW) que transporta água fria para o sul. Este sistema circulatório oceânico transporta enormes quantidades de calor do hemisfério sul e dos trópicos para o Atlântico Norte, onde a água quente sobe à superfície através da transferência de calor para a atmosfera e o arrefecimento ao ponto de afundamento, provocando, assim, a corrente profunda ao sul. Para  afundar, é essencial que a água seja   suficientemente fria  e  rica em sal, assim uma diluição devido ao derretimento do gelo ártico poderia, pelo menos em teoria pará-lo.

A ligação entre os acontecimentos e D-O e  AMOC foi recentemente resumida em um esquema mecanicista conhecido como gangorra bipolar (balanço bipolar, no sentido de que envolve os dois pólos) (WAIS Divide Projeto Membros, 2015).

 

Figura 3 – Efeitos globais de eventos D-O. O aquecimento na Gronelândia coincide (pontos vermelhos) com clima quente e úmido na Europa, as temperaturas da superfície do mar mais elevados no Mediterrâneo Ocidental, um aumento de precipitação na costa venezuelana, intensificação da monção de verão no Oceano Índico, seca no sul-oeste da América do Norte e no Sudeste Asiático, mudanças na ventilação do oceano, na Califórnia, o aumento da temperatura do mar e produtividade no mar Arábico. O aquecimento na Groenlândia, em seguida, coincide (pontos azuis) com arrefecimento na Antártica e nos mares circumpolares da Antártida, onde se mostra uma fase de oposição característica. Os pontos amarelos indicam as áreas em que os testes só foram encontrados para o Dryas recente (YD). (W. Broecker., 1999, atualizado por Javier, 2017).

 

Figura 4 – As alterações de temperatura (A) e precipitação (B) em stadial-interstadial transições Wurm estimados por modelos (Menviel, et al 2014)..

 

Figura 5 – progressão da temperatura do idealizada FAZER eventos no Ártico e na Antártida (vn Ommen, 2015 – editado por Javier, 2017).

 

COMO FUNCIONA A BALANÇA

De acordo com os dados disponíveis e utilizando o esquema de produto por Javier (2017), tentamos definir um interior  circuito D-O a partir do stadial frio quando a Antarctica começou a se aconchegar (balanço bipolar fixado de modo a aquecer a Antártica e fresco o Ártico). Nesse momento o AMOC enfraqueceu e transporta pouco calor para o Atlântico Norte, o que, portanto, vê a cobertura de gelo  expandir maciçamente.

O aumento das temperaturas da Antártida aumenta o gradiente térmico entre os dois pólos, para a qual o AMOC intensifica gradualmente, aumentando a quantidade de água quente transmitida para Norte. A água quente produz a liberação  de icebergs da calota de gelo com a formação de sedimentos oceânicos típicos da fase final dos eventos H mas  ainda não consegue aquecer as altas latitudes, porque em vez de perder calor  para a atmosfera  mergulha  sob o mar congelado onde é estratificado e isolado a partir do ‘ halocline . No entanto, cada 1.470 (± 120) anos as águas quentes sobem à superfície e de repente começam a aquecer a atmosfera, dando assim o inicio  para o interstadial ártico. Este aquecimento abrupto inverte a gangorra bipolar tanto que depois de cerca de 218 anos, a região da Antártica começa a esfriar. Na verdade, uma vez que saiu à superfície na área do Ártico, a água quente se resfria  alimentando o retorno da corrente fria. Nesta fase, as altas latitudes do norte começam a arrefecer, aumentando a extensão de gelo do mar e, assim, restaurar a halocline. Portanto, as águas quentes que vêm do sul são mais uma vez isoladas da atmosfera e a temperatura do ar cai para acabar o interstadial. Finalmente, o forte arrefecimento da nova  stadial  reinicia o ciclo do balanço bipolar.  Neste esquema , a chave é a subida das águas quentes que ocorre a cada 1.470 anos . A razão para este aumento ainda está  no escuro e Javier sugere um tipo de maré potencial e, portanto, devido a uma interação do planeta com a Lua e o Sol, embora o autor tem plena consciência de que, atualmente, não tem provas a favor do mesmo, de modo que a chama de “hipótese não suportada”. A este respeito, a Figura 6 ilustra o lunar-solar forçante a partir de 1600 até à data, tal como apresentado em uma obra de Keeling [2] e Wholf 2000. O mesmo Keeling nos últimos anos de sua vida tornou-se interessado em efeitos das marés sobre o clima, o que explica seu trabalho com Wholf.

 

Figura 6 – Forçante lunar, calendário de 1600 a hoje. Cada caso, indicado por uma linha vertical, dá uma medida da força, em termos de velocidade angular da lua no momento do evento. Os Arcos conectam os eventos em sequências de maré proeminentes de 18,3 anos. elevações seculares são marcados com letras. Eles finalmente rastreou os principais  períodos climáticos frios (Keeling e Wholf, 2000).

 

Efeitos ecológicos e históricos

Ao nível ecológico deve-se notar que os eventos não são acompanhados de elevações específicas nos níveis de CO 2 atmosférico, o que certamente não é propício para a expansão das plantas que são a base da cadeia alimentar. Em favor dessa expansão são as temperaturas mais quentes e a maior pluviosidade em meados de baixa latitudes (Figura 4) de seus interstadials D-O. A temperatura amena e alta pluviosidade também vincula o aumento significativo nos níveis de metano (CH4) caracterizadas por baixos teores em deutério. A pobreza de deutério  indica uma provável origem das zonas húmidas do hemisfério norte, excluindo a sua libertação da clatratos, evidências de que esta rejeita infundada a hipótese de uma ” arma clatrato ” como um feedback positivo atua sobre um fator disparador principal seria capaz de dar origem a  eventos D-O.

Eventos DO e eventos H tiveram um efeito profundo sobre a evolução da humanidade, afetando as vidas de nossos antepassados que viveram como caçador-coletor no Paleolítico em altitudes médias da Europa e Ásia. Ele leva em conta esse fato que na Eurásia durante a glaciação Wurm tem vivido com a nossa espécie humana pelo menos três outros hominídeos (neandertais, Denisovani e Homo heidelbergensis ) dos quais carregamos traços significativos em nosso próprio DNA (Ko, 2016).

Nossa espécie ( Homo sapiens ) apareceu na Europa cerca de 42.000 anos atrás e, em seguida, em um stadial frio ( Figura 7 ), colonizando áreas que o efeito oceânico mantinham  livre do gelo (por exemplo, região central da França, onde se encontraram os primeiros vestígios do homem de Cro-magnon ).

Também os outros hominídeos presentes em altitudes médias na Europa e Ásia, sabemos que:

  • a presença de Homo heidelbergensis  é documentada entre 600 mil e 100 mil anos atrás
  • a presença de Homo Neanderthaliensis  está documentada entre 200 mil e 40 mil anos atrás
  • a presença de ‘ homem Denisova está documentada na região de Altai, na Sibéria entre 70 mil e 40 mil anos atrás.

A partir do diagrama na Figura 8 vemos que cerca de 100 mil anos atrás, a idade do gelo já havia começado, embora ele ainda não havia atingido seu auge, que chegou  cerca de 80 mil anos atrás. Convulsões ecológicos relacionadas com a expansão do gelo podem ter levado ao colapso da população de Homo heidelbergensis , tais como reduzindo drasticamente as fontes de alimento. Neste sentido, não se pode excluir o efeito negativo de competir com o Homo de Neanderthal mais evoluído.

 

Figura 7 – Os eventos da última dados de 50.000 anos a partir da Gronelândia gelo cenoura GISP2 (Rahmstorf, 2003).

 

Figura 8 – Trends oxigénio 18 isótopo utilizado como uma temperatura de proxy (fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/W%C3%BCrm_glaciation).

 

Os outros eventos críticos ( extinção dos neandertais e denisovians) são colocados em vez  todos entre os 42 mil e 40 mil anos atrás. Tal curto prazo cai em um stadial frio (um evento H frio imagino que seja difícil para o homem e hominídeos a sobre vivencia) que precede o início abrupto de um interstadial quente que aconteceu cerca de 38 mil anos atrás ( Figura 7 ), que, sem dúvida, favoreceu a liquidação de nossos antepassados na Europa e cuja origem não foi, no entanto, aparentemente, visto pelos neandertais e denisovani, que desapareceriam antes de começar. Não é inconcebível que o desaparecimento de nossos primos mais próximos foi o resultado da competição com os mais modernos Homo sapiens para caça, coleta, territórios e abrigos, etc. embora outras hipóteses (doenças trazidas pelos novos colonos ou causas não-antrópicas) não está descartada.

O evento H mais conhecido é o Dryas recente nomeado assim por  uma espécie herbácea do ártico ( Dryas octopetala L.) hoje como relíquia glacial também está presente nas Alpes e Apeninos Central. O Dryas recente segue o evento D-O conhecido como balanço Allerod  e deve ser entendido como o último evento H que temos enfrentado como  espécie. O Dryas recente tem enormes consequências uma vez que coincide com o nascimento da agricultura em quatro lugares entre si  remotos e não comunicante e que são o crescente fértil (Middle East), o Sudeste Asiático, América Central e América do Sul e África sub-saariana . A sincronicidade peculiar  pode ser considerada uma das maiores revoluções na história humana [3] e que o clima global  certamente agiu durante o Dryas recente que tornou-se mais frio e árido, motivando as pessoas dedicadas à caça e coleta para investir no plantio sistemático de vegetal como no caso de natufianos dos Crescente fértil, trigo, cevada e leguminosas para grão. Um enorme papel no fenômeno, no entanto, foi o aumento de CO 2 que vai de 180 ppmv a 280 ppmv , assim ficou  significativamente mais produtiva a agricultura nascente (Sage, 1995).

Lembre-se também que o fim da glaciação Wurm  foi marcada por um aumento maciço do nível do mar que cresceu em um curto período de tempo de cerca de cem metros, destruindo populações humanas presentes ao longo das costas. Este aumento pode ser considerado a origem dos mitos do dilúvio universal que são encontrados em muitas sociedades humanas (por aborígenes australianos para os povos do Oriente Médio para os povos pré-colombianos).

Conclusão

É difícil pensar dos eventos D-O anteriores as fases glaciais Wurm porque a cobertura de gelo da calota de gelo da Groenlândia, onde surge a teoria bipolar do balanço, é toda  atribuível a glaciação Wurm e Holoceno, por que o ultimo periodo muito quente anterior  ao nosso interglacial  varreu todo o gelo da glaciação Riss. Basicamente, será necessário encontrar outros proxies para alargar a compreensão das glaciações do Quaternário que precederam a glaciação Wurm (Mc Gregor et al., 2015).

O que foi descoberto em conexão com eventos D-O e H destaca mecanismos muito interessantes que trazem à tona como o agente causador a grande circulação oceânica (AMOC). Neste contexto, pode ser útil perguntar quais são os mecanismos descobertos  extensíveis para o Holoceno. Neste sentido, Javier diz-nos que, com referência à hipótese da maré, a altura menor dos mares torna a situação de gelo bastante peculiar no sentido de que só com os mares mais baixos seria possível  o ciclo da subida das águas quentes na superfície do mar apenas cada 1470 anos.

Em resumo, em seguida, para os eventos já têm uma hipótese de o mecanismo (o pólo balanço) que, no entanto, não lança luz sobre a pedra angular de todo o mecanismo, ou seja, a natureza cíclica de 1470 anos, o que é um pouco como ter  um relógio antigo dos quais podemos estudar as engrenagens sem ter a menor idéia da fonte de energia que o movia. Assim, ainda há um longo caminho a percorrer, mas esta é talvez a beleza da coisa.

bibliografia

  • Ganopolski A., S. Rahmstorf, 2001. As rápidas mudanças do clima glacial simulados em um modelo climático acoplado, Nature 409, 153-158 – DOI: 10.1038 / 35051500
  • Hemming SR, 2004. eventos Heinrich: maciças final do Pleistoceno camadas de detritos do Atlântico Norte e sua marca global do clima. Comentários de Geofísica
  • Javier, 2017. Nature Unbound II: O Ciclo Dansgaard- Oeschger, https://judithcurry.com/2017/02/17/nature-unbound-ii-the-dansgaard-oeschger-cycle/
  • CD Keeling, TP Whorf, 2000. A 1.800 anos oceânica ciclo das marés: Uma possível causa da rápida mudança climática, PNAS 97 3.814-3.819 ( http://www.pnas.org/content/97/8/3814.full. pdf )
  • Ko KH de 2016. hominin cruzamento ea evolução da variação humana, Journal of Biological Research-Thessaloniki, DOI 10,1186 / s40709-016-0054-7.
  • McGregor et al 2015 Radiostratigraphy e idade estrutura do manto de gelo da Gronelândia, Journal of Geophysical Research, a superfície da Terra, Volume 120, Issue 2, páginas 212-241, fevereiro de 2015
  • S. Rahmstorf, 2003. Momento da mudança climática abrupta: Um relógio preciso, Geophys . Res . Lett ., 30 (10), 1510, doi: 10,1029 /. 2003GL017115
  • Sábio RW, 1995. Esteve baixo CO2 atmosférico durante o Pleistoceno em fator limitante para a origem da agricultura?, A Global Change Biology, Volume 1, Issue 2, 3-106.
  • T. van Ommen, 2015. paleoclima: empurrão do Norte para o bipolar gangorra. Nature, 520, 630-631
  • WAIS Divide Projeto membros, 2015. Precise interpolar phasing da mudança climática abrupta Durante a última idade do gelo, Nature 520, 661-665.

[1] A riqueza em sal é, em particular, o resultado de processos de evaporação que se concentram nas camadas superficiais.

[2] Keeling é o cientista que iniciou o monitoramento das emissões de CO 2 em Mauna Loa e que, se não me engano é citado por Gore em sua Uma verdade inconveniente

[3] Com o nascimento das primeiras cidades nasceram, por exemplo, e você pode criar esses excedentes de alimentos que são o sustento de categorias não é dedicado à agricultura (sacerdotes, guerreiros, artesãos, etc.), assim lançar as bases da civilização moderna.

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