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    Instabilidade climática nos últimos 720, 000 anos

    Esquerda:Ice Core da estação Dome Fuji. À direita:proporção de isótopos de oxigênio (um indicador da temperatura do ar) e fluxo de poeira (um indicador das concentrações de partículas atmosféricas) durante os últimos 720, 000 anos obtidos a partir dos núcleos de gelo Fuji da Cúpula Antártica. Os triângulos na parte inferior do gráfico indicam as localizações dos picos de aquecimento na Antártica, conforme abstraído por este estudo. Crédito:Projeto Dome Fuji Ice Core

    Grupo de pesquisa formado por 64 pesquisadores do National Institute of Polar Research, a Universidade de Tóquio, e outras organizações analisaram temperaturas atmosféricas e poeira nos últimos 720, 000 anos usando um núcleo de gelo obtido em Dome Fuji na Antártica. Os resultados indicam que quando as temperaturas intermediárias ocorreram dentro de um período glacial, o clima era altamente instável e flutuante. Uma simulação climática também foi realizada com base no Modelo de Circulação Geral Atmosfera-Oceânica Acoplada, que revelou que a principal causa da instabilidade climática observada foi o resfriamento global causado pela redução do efeito estufa.

    A instabilidade do clima afeta severamente o ambiente natural da Terra e a sociedade humana. No esforço contínuo para entender como o aquecimento global pode afetar a instabilidade do clima, é importante identificar períodos no passado que experimentaram instabilidade climática. Esses períodos precisam ser estudados e modelados para esclarecer quaisquer causas potenciais da instabilidade observada. Contudo, pouco progresso foi feito no aprimoramento de nossa documentação e compreensão da instabilidade climática antes do último período glacial.

    Os grupos de pesquisa do Dr. Kenji Kawamura e do Dr. Hideaki Motoyama (Instituto Nacional de Pesquisa Polar) analisaram o núcleo de gelo do Segundo Domo Fuji (Fig. 1, esquerda) que foram obtidos como parte da Expedição Japonesa de Pesquisa Antártica (JARE) entre 2003 e 2007. Sua equipe reproduziu flutuações na temperatura do ar e poeira (material particulado sólido transportado pela atmosfera) na Antártica nos últimos 720, 000 anos (Fig. 1, direito). Eles combinaram isso com dados do núcleo de gelo Dome C perfurado por uma equipe europeia para obter dados de paleoclima altamente robustos. Eles examinaram esses dados, descobrindo que nos últimos 720, 000 anos, o clima intermediário dentro dos períodos glaciais foi marcado por flutuações climáticas frequentes (Fig. 2).

    Relação entre a frequência das flutuações climáticas com as temperaturas na Antártica durante os últimos 720, 000 anos obtidos a partir da análise de núcleos de gelo da Antártica (manchas pretas), bem como resultados para o período glacial final com base em núcleos de gelo da Groenlândia (quadrados vermelhos). Durante os períodos interglaciais quentes, e a parte mais fria de um período glacial, a frequência das flutuações climáticas era baixa, mas durante os períodos de temperaturas intermediárias dentro de um período glacial, flutuações climáticas ocorreram com freqüência e o clima era instável. Crédito:Projeto Dome Fuji Ice Core

    Isso levantou uma questão:Por que a maior instabilidade ocorre quando há um clima intermediário durante um período glacial, ao invés de durante um período interglacial como o do presente, ou durante a parte mais fria de um período glacial? O grupo de pesquisa do Dr. Ayako Abe-Ouchi (Universidade de Tóquio) usou um modelo climático (MIROC) para reproduzir primeiro três tipos de condições climáticas de fundo - o período interglacial, clima intermediário dentro de um período glacial, e a parte mais fria de um período glacial. Eles realizaram uma simulação que adicionou a mesma quantidade de água doce à parte norte do Oceano Atlântico Norte em cada uma das três condições climáticas. Esta simulação foi realizada usando o supercomputador Earth Simulator na Agência Japonesa de Ciência e Tecnologia Marinho-Terrestre (JAMSTEC). Os resultados da simulação indicaram que a resposta ao influxo de água doce é maximizada durante o clima intermediário que ocorre dentro dos períodos glaciais, fazendo com que o clima se torne instável (Fig. 3 A-C).

    Um fator importante que afeta a instabilidade climática é a vulnerabilidade da circulação de águas profundas do Atlântico durante o resfriamento global resultante de uma diminuição na concentração de dióxido de carbono na atmosfera (Fig. 3 D-E). Até agora, o principal fator para a instabilidade climática foi pensado para ser a existência e instabilidade de mantos de gelo continentais no Hemisfério Norte, mas este experimento revelou que o dióxido de carbono é outro fator importante, determinando não apenas o estado médio do clima, mas também a estabilidade do clima a longo prazo. Esses resultados também sugerem que a estabilidade futura no atual período interglacial, que continuou por mais de 10, 000 anos, não é garantido. De fato, se ocorrer derretimento significativo do manto de gelo da Groenlândia devido ao aquecimento antropogênico, pode desestabilizar o clima.

    Desvios de temperatura após a adição contínua de água doce à parte norte do Atlântico Norte por 500 anos, conforme simulado pelo Modelo Climático Global Atmosfera-Oceano (MIROC), que foi usado para reproduzir as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono e cobertura de gelo correspondentes a três diferentes condições climáticas (A:um período interglacial, B:clima intermediário dentro de um período glacial, e C:a parte mais fria de um período glacial). Durante o clima intermediário dentro dos períodos glaciais, a resposta foi dramática, com o resfriamento do hemisfério norte e o aquecimento do hemisfério sul. Testes de sensibilidade usando condições artificiais também foram realizados (D, E) em que as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono e cobertura da camada de gelo no hemisfério norte dos períodos interglaciais foram trocadas com aquelas do clima intermediário dentro dos períodos glaciais. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera parece desempenhar um papel importante no aumento da instabilidade climática. Crédito:Projeto Dome Fuji Ice Core

    De acordo com o Dr. Kawamura, “Devido às emissões antropogênicas, as concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa atingiram um nível nunca visto nos últimos milhões de anos. Grandes componentes climáticos, como mantos de gelo e os oceanos com seu vasto tamanho e longas escalas de tempo para variações, vai mudar sem dúvida. Será ainda mais importante combinar as reconstruções climáticas e as simulações numéricas para os períodos em que o ambiente global era muito diferente do que é hoje, para entender o sistema da Terra, verificando seus mecanismos. "


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