Há um certo romance na espeleologia, o estudo de cavernas, se você puder ver além do frio, da umidade e da escuridão. Cavernas são lugares antigos e frequentemente bonitos. E eles podem ser úteis. Formações rochosas em cavernas, acontece que, guardam dentro de si segredos químicos que fornecem uma janela para civilizações antigas e o clima do futuro.

Muitas pessoas pensam em espeleotemas, ou rochas da caverna, como sendo opaco e marrom. Mas eles vêm em uma ampla paleta de cores. "Estive recentemente com um amigo em uma mina abandonada onde havia algumas pedras que tinham um tom azulado, brilho esverdeado porque eles tinham muito cobre neles, "disse o Dr. Sebastian Breitenbach." É realmente raro ver isso. "

Pense em um espeleotema e provavelmente você está imaginando estalactites e estalagmites. (Para lembrar qual é qual, tente pensar em estalactites tendo que segurar firme; são aquelas que ficam penduradas no teto.) Essas rochas são formadas quando a água pinga em uma caverna e o carbonato dissolvido que ela contém precipita-se gradualmente. Você também obtém pedras de fluxo formadas a partir de riachos subterrâneos e tubos de rocha de paredes finas conhecidas como 'canudos de refrigerante. "

Essas rochas crescem dolorosamente devagar:alguns décimos de milímetro por ano nos casos mais rápidos. Isso significa que as estalactites podem ter dezenas de milhares de anos. E porque a rocha da caverna é depositada gradualmente por gotas individuais de água, ele armazena um registro de sua composição química.

Acontece que algumas dessas assinaturas químicas variam dependendo do clima da época. Tome, por exemplo, a proporção de dois isótopos de oxigênio, oxigênio-16 e oxigênio-18. A água da chuva contém uma proporção específica dos dois e, portanto, triturando amostras de espeleotemas e analisando a proporção de isótopos em diferentes pontos ao longo do comprimento da rocha, os geoquímicos podem ter uma ideia de como estava chuvoso, ou de onde a chuva se originou quando a rocha se formou. Existem muitos outros proxies além do oxigênio também.

Ancestral

Esse registro do clima antigo sepultado em pedra acaba sendo útil para nos dar uma ideia de como era a vida para as civilizações antigas. Também pode nos contar sobre períodos como o misterioso colapso da Idade do Bronze.

Este foi o período de 50 anos em que várias civilizações importantes do Mediterrâneo, incluindo o império egípcio, os micênicos e os hititas, tudo colapsou cerca de 3, 000 anos atrás. Alguns acham que isso pode ter ocorrido com uma megadrought que atingiu a região. Mas esta é uma ideia controversa e existem muitas outras teorias. Alguns textos antigos atribuem a culpa às hordas invasoras conhecidas como "povos do mar".

Dados de cavernas podem ajudar a iluminar o que pode ter acontecido, pelo menos mostrando quando e onde houve uma seca. Mas existem lacunas nos dados, principalmente quando se trata da Turquia.

"A Turquia foi o lar de muitas culturas humanas antigas importantes, de algumas das primeiras sociedades agrícolas do mundo no Paleolítico a sociedades mais modernas, como os hititas, gregos clássicos, Romano, Impérios bizantino e otomano, "disse o Dr. Ezgi Unal-Imer da Universidade Técnica do Oriente Médio em Ancara, Turquia. "Temos certeza de que eles devem ter sido fortemente influenciados pelas condições ambientais (em mudança)."

É por isso que ela começou o projeto Speleotolia, com o objetivo de coletar dados de paleoclima de alta resolução da Turquia. Ela tem coletado amostras de cavernas nos últimos anos, incluindo 10 estalagmites do oeste da Turquia.

Cinco deles cobrem o período do Holoceno e ela tem uma amostra que fornece uma linha contínua de crescimento voltando 1, 825 anos. "Isso cobre quase toda a era comum - é uma amostra muito boa, " ela disse.

Ela está atualmente na metade da perfuração de 420 amostras, o que a ajudará a reconstruir as condições climáticas do passado. O Dr. Unal-Imer está animado com o que eles irão descobrir. Nós simplesmente não sabemos o que vamos encontrar, ela diz.

Chuva

Uma coisa que seu projeto não fará, Contudo, é quantificar quanta chuva caiu em um determinado ano no passado.

No momento, a maioria dos dados de espeleotemas pode sinalizar apenas tendências climáticas de curto prazo, diz o Dr. Breitenbach, que trabalha na Northumbria University em Newcastle, REINO UNIDO. Em outras palavras, pode nos dizer que certo período foi muito mais chuvoso do que o anterior - mas não quantos milímetros de chuva caíram. Por quê então?

Nós vamos, vamos pegar a proporção de isótopos de oxigênio em uma rocha novamente. Em verdade, embora isso seja influenciado pela chuva, também é empurrado para cima e para baixo por outros fatores como temperatura, e a topografia e umidade da caverna particular.

O projeto QUEST liderado por Breitenbach está tentando mudar essa incerteza, usando duas estratégias. O primeiro envolve um trabalho detalhado em uma das cavernas Waitomo na Nova Zelândia. O plano é medir muitos proxies em paralelo e ver como eles variam ao longo do tempo. Variações em um proxy podem ser causadas por vários fatores e é impossível saber quanto cada um contribuiu. Mas olhe para as variações em 10 ou 15 proxies em conjunto e deve haver apenas uma hipótese de como a precipitação mudou quantitativamente, dizer, isso se encaixa em todos os fatos. "Então é como um romance policial de Agatha Christie, "disse o Dr. Breitenbach." Todos os fatos que aprendemos com os representantes devem caber na interpretação. "

Um menos para esta estratégia, Contudo, é que requer uma compreensão detalhada da caverna onde as amostras de espeleotema foram coletadas. Isso significa que os pesquisadores teriam que convocar seu detetive interior novamente com quase todas as amostras de rocha.

A segunda estratégia é descobrir novos proxies que realmente são afetados por apenas uma variável e, portanto, podem fornecer dados quantitativos diretamente. Dr. Adam Hartland da Universidade de Waikato em Hamilton, A Nova Zelândia tem liderado essa parte do trabalho.

Calibrar

Ele descobriu algumas moléculas conhecidas como complexos organo-metálicos para as quais é possível quantificar como elas se alteram nas rochas das cavernas em resposta à temperatura em grande detalhe. O truque será calibrar este proxy, de modo que podemos dizer que uma medida de certa quantidade do complexo significa uma certa temperatura. "Nós sabemos como fazer isso, mas ainda não fizemos isso, "disse o Dr. Breitenbach.

O que tudo isso tem a ver com o futuro? Nós vamos, colher informações sobre o passado é crucial para responder a perguntas sobre o que acontecerá com as chuvas e a temperatura em face da emergência climática. Veja o El Niño – Oscilação Sul (ENSO), um padrão climático que afeta as temperaturas do oceano e altera a chuva no hemisfério sul, com efeitos catastróficos na pesca e na agricultura.

No momento, temos uma compreensão insuficiente de como o ENSO foi afetado pelas mudanças climáticas no passado. Mas com espeleotemas, podemos voltar no tempo e observar um período que foi particularmente quente. “Podemos ver quantas vezes houve El Niños, quão fortes eles eram, e onde estavam seus impactos mais fortes? Então podemos usar o passado como uma chave para o futuro, "disse o Dr. Breitenbach.