Em poucos lugares os efeitos das mudanças climáticas são mais pronunciados do que em picos tropicais como o Monte Kilimanjaro e o Monte Quênia, onde geleiras centenárias quase se derreteram completamente. Agora, novas pesquisas sugerem que o aquecimento futuro nesses picos pode ser ainda maior do que os modelos climáticos atualmente predizem.

Pesquisadores liderados por um geólogo da Brown University reconstruíram as temperaturas nos últimos 25, 000 anos no Monte Quênia, O segundo pico mais alto da África depois do Kilimanjaro. O trabalho mostra que, à medida que o mundo começou a aquecer rapidamente desde a última era do gelo, por volta dos 18 anos, 000 anos atrás, as temperaturas médias anuais no alto da montanha aumentaram muito mais rapidamente do que nas áreas vizinhas mais próximas do nível do mar. A uma altitude de 10, 000 pés, a temperatura média anual subiu 5,5 graus Celsius desde a idade do gelo até o período pré-industrial, o estudo descobriu, em comparação com o aquecimento de apenas cerca de 2 graus ao nível do mar durante o mesmo período.

"Quando executamos modelos climáticos de última geração para trás no tempo, para este período, eles subestimam as mudanças de temperatura em altitudes elevadas, "disse James Russell, um professor associado do Departamento da Terra, Ciências Ambientais e Planetárias e membro do Institute at Brown for Environment and Society. "Isso implica que os modelos podem subestimar de forma semelhante o aquecimento por altas altitudes no futuro."

O estudo, que Russell liderou com Shannon Loomis, seu ex-aluno de pós-graduação, é publicado no jornal Avanços da Ciência .

Diferenças de temperatura

As dúvidas entre os cientistas sobre como o aquecimento global afeta as altas elevações tropicais datam de cerca de 30 anos. Em 1985, uma pesquisa influente do geólogo de Brown Warren Prell mostrou que, desde a última era do gelo até o período pré-industrial, a temperatura da superfície do mar nos trópicos aumentou apenas um ou dois graus. Enquanto isso, registros de temperatura estimados de geleiras tropicais de alta altitude sugeriram um aquecimento muito mais dramático em altas altitudes.

"A comunidade de modelagem climática pensou que deve haver algo errado com um desses registros de temperatura, "Russell disse, "porque os modelos simplesmente não conseguem reproduzir uma diferença tão grande de aquecimento entre altitudes altas e baixas."

O trabalho subsequente confirmou amplamente as estimativas de temperatura da superfície do mar, mas as dúvidas sobre os dados de alta altitude permaneceram. Este novo estudo teve como objetivo gerar novos, registros de alta elevação mais robustos.

Na última década, O co-autor de Russell, Jaap Damsté, da Universidade de Utrecht, e colegas desenvolveram um novo método para rastrear a temperatura ao longo do tempo estudando os restos de micróbios antigos. Especificamente, eles olham para compostos orgânicos chamados GDGTs que são produzidos nas paredes das células microbianas. A composição química dos GDGTs é sensível à temperatura. Para manter os GDGTs e as paredes celulares em um estado estável e permeável, os micróbios alteram a composição química dos GDGTs em resposta às mudanças de temperatura. Russell e sua equipe conseguiram calibrar com precisão a composição do GDGT encontrada em sedimentos de lagos com as temperaturas do ar ao longo do tempo.

"Achamos que poderíamos usar este novo proxy de temperatura para criar um registro de temperatura elevada desde a última era do gelo, que confirma ou refuta o registro derivado da geleira, "Russell disse.

Para o estudo, Russell e seus colegas analisaram os núcleos de sedimentos retirados do fundo do Lago Rutundu, um lago vulcânico no Monte Quênia, a uma altitude de cerca de 10, 000 pés. Os núcleos preservam a assinatura da química GDGT que remonta a mais de 25, 000 para a era do gelo. Os dados sugeriram que as temperaturas médias anuais no Lago Rutundu aumentaram cerca de 5,5 graus Celsius desde a última era do gelo - um número consistente com os proxies de alta temperatura anteriores. Enquanto isso, dados de temperatura de dois lagos mais próximos do nível do mar - Lago Tanganyika e Lago Malawi - sugerem mudanças de temperatura muito mais modestas de cerca de 3,3 graus e 2 graus, respectivamente.

Os modelos climáticos são capazes de reproduzir as mudanças de temperatura em baixas elevações, mas eles subestimam a mudança de alta altitude em 40 por cento, Russell diz. Isso sugere que há algo errado na maneira como os modelos simulam mudanças na taxa de lapso atmosférico - a taxa na qual a temperatura do ar varia com a altitude.

"Todos os modelos climáticos calculam uma taxa de lapso - é parte integrante do resultado do modelo, "Russell disse." O que este trabalho mostra é que há um problema na maneira como os modelos fazem esse cálculo. "

Implicações para mudanças climáticas futuras

É difícil diagnosticar exatamente qual é o problema, Russell diz, mas provavelmente tem algo a ver com a maneira como os modelos tratam o conteúdo de vapor d'água atmosférico. O conteúdo de vapor de água é o fator de controle mais forte no controle da taxa de lapso (o ar úmido esfria mais lentamente com a altitude).

"Nós diríamos que provavelmente há um problema nas concentrações de vapor d'água e, portanto, no feedback, "Russell disse.

Seja qual for a origem do problema, as ramificações para montanhas tropicais podem ser significativas. Os modelos perdem quase metade da mudança de temperatura em altitudes elevadas no passado, e eles podem estar subestimando mudanças futuras também.

“São ecossistemas muito frágeis que abrigam biodiversidade extraordinária e ambientes únicos, como geleiras tropicais, "Russell disse." Nossos resultados sugerem que o aquecimento futuro nesses ambientes pode ser mais extremo do que previmos. "