Um componente importante ao prever como será o clima da Terra no futuro é a capacidade de se basear em registros precisos de temperatura do passado. Ao reconstruir gradientes de temperatura latitudinais anteriores (a diferença na temperatura média entre o equador e os pólos), os pesquisadores podem prever onde, por exemplo, a corrente de jato, que controla tempestades e temperaturas nas latitudes médias (zonas temperadas entre os trópicos e os círculos polares), será posicionado. O problema é, muitos dos dados existentes são tendenciosos para regiões ou tipos de ambientes específicos, não pintando um quadro completo das temperaturas antigas da Terra.

Pesquisadores do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais, incluindo Emily Judd '20 Ph.D., Professor Assistente da Família Thonis Tripti Bhattacharya e Professora Linda Ivany, publicou um estudo intitulado, "Uma estrutura dinâmica para interpretar as antigas temperaturas da superfície do mar, "no jornal Cartas de pesquisa geofísica , para ajudar a explicar a diferença entre os dados do paleoclima com viés de localização e a temperatura média "verdadeira" em uma determinada latitude ao longo da história da Terra.

De acordo com Judd, estimativas precisas de temperatura dos oceanos antigos são vitais porque são a melhor ferramenta para reconstruir as condições climáticas globais no passado, incluindo métricas como temperatura global média e gradiente latitudinal de temperatura. Embora os modelos climáticos forneçam cenários de como o mundo poderia ser no futuro, estudos de paleoclima (estudo de climas anteriores) fornecem uma visão sobre como o mundo era no passado. Ver o quão bem os modelos que usamos para prever o futuro podem simular o passado nos mostra o quão confiantes podemos estar em seus resultados. Portanto, é de extrema importância ter uma avaliação completa, dados bem amostrados do passado antigo.

"Ao compreender como os gradientes de temperatura latitudinais mudaram ao longo da história da Terra e sob uma variedade de regimes climáticos diferentes, podemos começar a antecipar melhor o que vai acontecer no futuro, "diz Judd.

Para determinar temperaturas antigas, geólogos estudam proxies, que são vestígios químicos ou biológicos que registram as temperaturas de depósitos sedimentares preservados no fundo do mar ou continentes. Devido à reciclagem do antigo fundo do mar para o manto da Terra, existe uma 'data de validade' na disponibilidade de dados do fundo do mar. A maioria dos proxies de temperatura antigos, portanto, vêm de sedimentos que se acumularam nas margens continentais ou em mares interiores rasos, onde os registros podem persistir por muito mais tempo.

Judd, Bhattacharya e Ivany usam dados de temperatura dos oceanos modernos para revelar consistência, padrões previsíveis onde a superfície do oceano é mais quente ou mais fria, ou mais ou menos sazonal, do que o esperado naquela latitude.

"Os maiores deslocamentos acontecem nas duas configurações mais representadas no passado geológico, ", diz Ivany." Saber como essas regiões são tendenciosas em comparação com a média global permite aos pesquisadores interpretar melhor os dados proxy vindos da Terra antiga. "

Dados do raso, mares semirrestritos (por exemplo, Mediterrâneo e Báltico) mostram que as temperaturas da superfície do mar são mais altas do que no oceano aberto. Como resultado, uma descoberta importante de seu artigo teoriza que as estimativas da temperatura média global da Era Paleozóica (~ 540-250 milhões de anos atrás), uma época em que a maioria dos dados vem de mares rasos, são incrivelmente quentes.

Mesmo no passado geológico mais recente, a esmagadora maioria das estimativas de temperatura da superfície do mar vêm de configurações costeiras, que eles demonstram também são sistematicamente enviesados ​​em comparação com as temperaturas do oceano aberto.

Para ter um registro mais preciso da temperatura média do oceano em uma determinada latitude, Bhattacharya diz que os pesquisadores devem levar em conta a natureza incompleta dos dados de paleotemperatura. "Nosso trabalho destaca a necessidade de a comunidade científica concentrar os esforços de amostragem em ambientes sub-amostrados, "diz Bhattacharya." Novos esforços de amostragem são essenciais para garantir que estamos amostrando igualmente configurações ambientais únicas para diferentes intervalos da história da Terra. "

De acordo com Judd, a comunidade paleoclima fez grandes avanços no sentido de compreender os climas antigos nas últimas décadas. Novo, mais rápido, e técnicas analíticas mais baratas, bem como uma onda de expedições que recuperam núcleos de sedimentos oceânicos, levaram a compilações massivas de antigas estimativas de temperatura da superfície do mar. Apesar desses avanços, ainda existem divergências significativas entre as estimativas de temperatura de diferentes locais no mesmo intervalo de tempo e / ou entre as estimativas de temperatura e os resultados do modelo climático.

"Nosso estudo fornece uma estrutura para reconciliar essas discrepâncias, "diz Judd." Destacamos onde, quando e por que as estimativas de temperatura das mesmas latitudes podem diferir umas das outras e comparar as habilidades dos diferentes modelos de clima para reconstruir esses padrões. Nosso trabalho, portanto, estabelece as bases para reconstruir o clima global de forma mais holística e robusta ao longo da história da Terra. "