Analisando vestígios de ceras de folhas de plantas terrestres que ao longo de milênios se acumularam em sedimentos do fundo do mar, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade do Arizona reconstruiu a história da atividade das monções no norte do México. Seus resultados, publicado online em 3 de setembro no jornal Nature Geoscience , ajudar a resolver um debate de longa data sobre se a atividade das monções foi interrompida completamente sob a influência do resfriamento causado pelas camadas de gelo que cobriam grande parte da América do Norte, ou foi simplesmente suprimido.

Durante o Último Máximo Glacial, cerca de 20, 000 anos atrás, quando mamutes e outras feras pré-históricas vagavam pelo que hoje é o norte do México e o sudoeste dos Estados Unidos, as chuvas de verão contribuíram com 35 por cento da precipitação anual, em comparação com cerca de 70 por cento hoje, de acordo com o novo estudo.

Desviando a umidade dos trópicos, as monções de verão trazem alívio do intenso calor e da seca do verão que duram meses, para as terras áridas do sudoeste americano e noroeste do México. Se a região dependesse apenas das chuvas de inverno, o deserto de Sonora não seria conhecido como um dos desertos de maior biodiversidade do mundo.

"A monção é uma característica tão icônica do deserto do sudoeste, mas sabemos muito pouco sobre como isso mudou ao longo de milhares e milhões de anos, "diz Tripti Bhattacharya, o primeiro autor do estudo. "Nossa descoberta de que a monção do sudoeste foi suprimida, mas não desapareceu completamente em condições glaciais, aponta para a dramática variabilidade da circulação atmosférica na época, mas sugere que tem sido uma característica persistente de nosso clima regional. "

Estudos anteriores produziram resultados inconclusivos, em parte porque os registros usados ​​para inferir evidências de chuvas de monções anteriores tendem a ser mais como instantâneos no tempo, em vez de fornecer registros climáticos mais contínuos. Por exemplo, pesquisadores obtiveram vislumbres valiosos de comunidades de plantas há muito desaparecidas com base em partes de plantas preservadas em ninhos de packrat chamados montículos, ou analisando as assinaturas químicas que eles deixaram nos solos. Esses estudos sugeriram atividade persistente de monções durante a última era do gelo, enquanto outros estudos baseados em modelagem climática indicaram que estava temporariamente ausente.

Aplicando um método inteligente nunca antes usado para estudar a história das monções, Bhattacharya e seus co-autores descobriram o equivalente a um esquecido, livro fechado de registros climáticos anteriores, ao contrário dos arquivos climáticos previamente estudados, que em comparação são mais como solteiros, páginas espalhadas.

Formando uma vasta abóbada natural quase 1, 000 metros abaixo da superfície do mar, o fundo do mar de zonas pobres em oxigênio no Golfo da Califórnia contém material orgânico lançado na água por muitos milhares de anos, incluindo detritos de plantas terrestres que crescem na região. Uma vez que os depósitos permanecem praticamente inalterados por necrófagos ou atividade microbiana, Tierney e sua equipe conseguiram isolar compostos de cera da folha da lama do fundo do mar.

Co-autora Jessica Tierney, um professor associado do Departamento de Geociências da UA e ex-conselheiro de pós-doutorado de Bhattacharya, foi pioneira na análise de revestimentos cerosos de folhas de plantas para reconstruir chuvas ou períodos de seca no passado com base em suas impressões digitais químicas, especificamente diferentes proporções de átomos de hidrogênio. A água na chuva das monções, de acordo com Tierney, contém uma proporção maior de um isótopo de hidrogênio conhecido como deutério, ou "água pesada, "que tem a ver com sua origem nos trópicos. Chuvas de inverno, por outro lado, carregam uma assinatura diferente porque contêm água com uma proporção menor de deutério versus hidrogênio "normal".

"As plantas absorvem a água que obtêm, e porque as duas estações têm diferentes proporções de isótopos de hidrogênio, podemos relacionar as razões de isótopos nas ceras das folhas preservadas com a quantidade de chuva de monções na região do Golfo da Califórnia, "Tierney explica.

Reunir os padrões anteriores das monções no sudoeste pode ajudar os cientistas a prever melhor os cenários futuros sob a influência de um clima que está tendendo a um mundo mais quente, não outra era do gelo, dizem os pesquisadores.

"O passado não é um análogo perfeito, mas atua como um experimento natural que nos ajuda a testar o quão bem entendemos a variabilidade do clima regional, "diz Bhattacharya, que recentemente aceitou o cargo de professor assistente de ciências da terra na Syracuse University. "Se entendermos como os climas regionais responderam no passado, isso nos dá uma chance muito melhor de prever como eles responderão às mudanças climáticas no futuro. "

Uma maneira que os cientistas podem tirar proveito dos registros climáticos anteriores é aplicando modelos climáticos a eles, usando os registros para "veracidade" dos modelos.

"O problema é que agora, nossos melhores modelos climáticos não concordam com relação a como a monção mudará em resposta ao aquecimento global, "Diz Tierney." Alguns sugerem que a precipitação do verão ficará mais forte, outros dizem que ficará mais fraco. Ao compreender melhor a mecânica do fenômeno, nossos resultados podem nos ajudar a descobrir por que os modelos discordam e fornecem restrições que podem se traduzir no futuro. "

Para testar a hipótese de se os tempos mais frios geralmente enfraquecem a monção e os períodos mais quentes a fortalecem, O grupo de Tierney está planejando investigar como as monções responderam aos períodos mais quentes do passado. Pesquisas futuras se concentrarão no último período interglacial de cerca de 120, 000 anos atrás, e um período marcado por níveis de gases de efeito estufa semelhantes aos da atmosfera de hoje:a Época do Plioceno, que durou de 5,3-2,5 milhões de anos atrás.

Ter melhores registros das monções do sudoeste também ajuda os cientistas a entender melhor como ela se compara às monções em outras partes do mundo que são mais bem estudadas.

"Agora sabemos que nossa monção parece ser muito mais sensível à configuração em grande escala da atmosfera, enquanto outros sistemas de monção estão mais intimamente ligados às condições locais do oceano, "Bhattacharya diz.

O estudo, "Modulação da camada de gelo da intensificação da monção norte-americana deglacial, "é coautor de Jason Addison no U.S. Geological Survey em Menlo Park, Califórnia, e James Murray, da Escola de Oceanografia da Universidade de Washington. O apoio para esta pesquisa vem da David and Lucile Packard Foundation Fellowship in Science and Engineering para Tierney e NSF grant OCE-1651034 para Tierney. Addison é apoiado pelo Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Climático do USGS.