Em 1961, John Kutzbach, em seguida, um graduado recente da faculdade, foi estacionado na França como um analista meteorológico de aviação para a Força Aérea dos EUA. Lá, ele se descobriu explorando as cavernas históricas de Dordonha, incluindo as cavernas pintadas pré-históricas em Lascoux.

Pensando nas pessoas e animais antigos que teriam se reunido nessas cavernas para se aquecer e se abrigar, ele se interessou por glaciologia. "Foi interessante para mim, como meteorologista, que as pessoas viveriam tão perto de um manto de gelo, "diz Kutzbach, Professor emérito de ciências atmosféricas e oceânicas da University of Wisconsin-Madison e do Nelson Institute for Environmental Studies.

Kutzbach seguiu carreira estudando como as mudanças nos movimentos da Terra através do espaço - a forma de sua órbita, sua inclinação em seu eixo, sua oscilação - e outros fatores, incluindo cobertura de gelo e gases de efeito estufa, afetar seu clima. Muitos anos depois de se deleitar com a arte em cavernas da Idade do Gelo, hoje ele está tentando entender melhor como as mudanças no clima da Terra podem ter influenciado a migração humana para fora da África.

Em um estudo recente publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , Kutzbach e uma equipe de pesquisadores rastreiam as mudanças no clima e na vegetação na África, Arábia e o Mediterrâneo remontando a 140, 000 anos para ajudar outros a estudar as influências subjacentes à dispersão humana.

O estudo descreve um clima dinâmico e modelo de vegetação que explica quando as regiões da África, áreas do Oriente Médio, e o Mediterrâneo estava mais úmido e seco e como a composição da planta mudou em conjunto, possivelmente fornecendo corredores de migração ao longo do tempo.

"Nós realmente não sabemos por que as pessoas se mudam, mas se a presença de mais vegetação ajudar, esses são os tempos que teriam sido vantajosos para eles, "Kutzbach diz.

O modelo também ilumina as relações entre o clima da Terra e sua órbita, concentrações de gases de efeito estufa, e seus mantos de gelo.

Por exemplo, o modelo mostra que cerca de 125, 000 anos atrás, O norte da África e a Península Arábica experimentaram um aumento das chuvas de monções de verão de alcance mais ao norte, o que levou ao estreitamento dos desertos do Saara e da Arábia devido ao aumento das pastagens. Ao mesmo tempo, no Mediterrâneo e no Levante (uma área que inclui a Síria, Líbano, Jordânia, Israel e Palestina), As chuvas na trilha da tempestade de inverno também aumentaram.

Essas mudanças foram impulsionadas pela posição da Terra em relação ao sol. O hemisfério norte na época era o mais próximo possível do sol durante o verão, e tão longe quanto possível durante o inverno. Isso resultou em calor, verões úmidos e invernos frios.

"É como um encontro a duas mãos, "disse Kutzbach." Houve chuvas mais fortes de verão no Saara e chuvas de inverno mais fortes no Mediterrâneo. "

Dada a natureza dos movimentos orbitais da Terra, chamados coletivamente de ciclos de Milankovitch, a região deve ser posicionada dessa forma aproximadamente a cada 21, 000 anos. A cada 10, 000 anos ou mais, o hemisfério norte estaria, então, em seu ponto mais distante do sol durante o verão, e mais próximo durante o inverno.

De fato, o modelo mostrou grandes aumentos na precipitação e vegetação em 125, 000, em 105, 000, e em 83, 000 anos atrás, com diminuições correspondentes em 115, 000, em 95, 000 e em 73, 000 anos atrás, quando as monções de verão diminuíram em magnitude e permaneceram mais ao sul.

Entre aproximadamente 70, 000 e 15, 000 anos atrás, A Terra estava em um período glacial e o modelo mostrou que a presença de mantos de gelo e gases de efeito estufa reduzidos aumentaram as tempestades de inverno no Mediterrâneo, mas limitaram o recuo para o sul das monções de verão. A redução dos gases de efeito estufa também causou resfriamento perto do equador, levando a um clima mais seco e à redução da cobertura florestal.

Essas mudanças nos padrões regionais de clima e vegetação podem ter criado gradientes de recursos para os humanos que vivem na África, impulsionando a migração para áreas com mais água e plantas.

Para o estudo, Os pesquisadores, incluindo os colegas da UW-Madison de Kutzbach, Ian Orland e Feng He, junto com pesquisadores da Universidade de Pequim e da Universidade do Arizona, utilizou o Community Climate System Model versão 3 do National Center for Atmospheric Research. Eles executaram simulações que contabilizaram apenas as mudanças orbitais, mudanças orbitais e de gases de efeito estufa combinadas, e um terceiro que combinou essas influências mais a influência dos mantos de gelo.

Foi Kutzbach quem, nas décadas de 1970 e 1980, confirmaram que as mudanças na órbita da Terra podem impulsionar a força das monções de verão ao redor do globo, influenciando a quantidade de luz solar, e portanto, quanto aquecimento atinge uma determinada parte do planeta.

Quarenta anos atrás, houve evidências de fortes monções periódicas na África, mas ninguém sabia por que, Kutzbach diz. Ele mostrou que mudanças orbitais na Terra podem levar a verões mais quentes e, portanto, monções mais fortes. Ele também leu sobre períodos de "ecologização" no Saara, frequentemente usado para explicar a migração humana inicial para o Oriente Médio tipicamente árido.

"Meu trabalho inicial me preparou para pensar sobre isso, " ele diz.

Seu trabalho de modelagem atual concorda principalmente com os dados coletados de cada região, incluindo evidências observadas de antigos leitos de lagos, registros de pólen, características da caverna, e sedimentos marinhos. Um estudo recente conduzido por Orland usou registros de cavernas no Levante para mostrar que as monções de verão atingiam a região por volta de 125, 000 anos atrás.

"Erramos algumas coisas (no modelo), "diz Kutzbach, então a equipe continua a refiná-lo. Por exemplo, o modelo não fica frio o suficiente no sul da Europa durante o período glacial e nem todas as mudanças na vegetação correspondem aos dados observados. O poder de computação também melhorou desde que executaram o modelo.

"Esta não é de forma alguma a última palavra, "Kutzbach diz." Os resultados devem ser examinados novamente com um modelo de resolução ainda mais alta. "