Durante os últimos 2,6 milhões de anos, o clima da Terra mudou entre os estados glaciais e interglaciais. Como tal, houve épocas em que a transição entre os dois estados climáticos apareceu com periodicidade regular ou irregular. O pesquisador da AWI, Peter Köhler, descobriu agora que a aparência irregular de interglaciais tem sido mais frequente do que se pensava. Seu estudo dá uma contribuição significativa para a nossa compreensão das mudanças climáticas fundamentais da Terra.

Para entender o papel do ser humano no desenvolvimento de nosso clima atual, temos que olhar muito para trás, uma vez que sempre houve mudanças climáticas - embora em escalas de tempo muito diferentes das mudanças climáticas antropogênicas, que se deve principalmente ao uso de combustíveis fósseis nos últimos 200 anos. Sem humanos, por milhões de anos, clima alterado entre estados glaciais e interglaciais durante períodos de muitos milhares de anos, principalmente por causa da inclinação da Terra, que muda alguns graus com uma periodicidade de 41, 000 anos. Isso, por sua vez, muda o ângulo em que os raios do sol atingem a Terra - e, como tal, a energia que atinge o planeta, especialmente em altas latitudes no verão. Contudo, há fortes evidências de que, ao longo dos últimos 2,6 milhões de anos, os interglaciais foram repetidamente 'pulados'. O Hemisfério Norte - particularmente a América do Norte - permaneceu congelado por longos períodos, apesar do ângulo de inclinação axial mudar a tal ponto que mais energia solar atingiu a Terra novamente durante o verão, que deveria ter derretido as massas de gelo do interior. Isso significa que a inclinação da Terra não pode ser a única razão para o clima da Terra se alterar entre os estados glaciais e interglaciais.

Para resolver o quebra-cabeça, pesquisadores do clima estão investigando mais de perto em que pontos da história da Terra ocorreram irregularidades. Junto com colegas da Universidade de Utrecht, o físico Peter Köhler, do Alfred Wegener Institute (AWI), agora deu uma contribuição significativa para fornecer uma imagem mais clara da sequência de períodos glaciais e interglaciais nos últimos 2,6 milhões de anos. Até agora, especialistas pensaram que, especialmente nos últimos 1,0 milhão de anos, períodos glaciais e interglaciais desviados de 41, Ciclo de 000 anos, e que os períodos interglaciais foram ignorados, como resultado, alguns períodos glaciais duraram 80, 0000 ou mesmo 120, 000 anos. "Para o período entre 2,6 e 1,0 milhão de anos atrás, presumiu-se que o ritmo era 41, 000 anos, "diz Peter Köhler. Mas como seu estudo, que já foi publicado na revista científica Nature Communications , shows, também ocorreram irregularidades repetidas durante o período entre 2,6 e 1,0 milhão de anos atrás.

O estudo de Köhler é particularmente interessante porque ele reavaliou um conjunto de dados bem conhecido que os pesquisadores vêm usando há vários anos - o conjunto de dados climáticos LR04 - embora tenha chegado a conclusões completamente diferentes. Este conjunto de dados consiste em uma avaliação global de amostras de núcleo de sedimentos do fundo do mar que têm milhões de anos, e inclui medições de cascas antigas de microscópico, organismos marinhos unicelulares - foraminíferos - que foram depositados no fundo do oceano. Os foraminíferos incorporam o oxigênio da água do mar em suas conchas de cálcio. Mas ao longo de milênios, o nível de isótopos de oxigênio específicos - átomos de oxigênio que têm números diferentes de nêutrons e, portanto, massas diferentes - varia na água do mar.

¹⁸ O revela como era o mundo no passado

O conjunto de dados LR04 contém medições da proporção do isótopo de oxigênio pesado ¹⁸ O para o isqueiro ¹⁶ O. A proporção de ¹⁸ O / ¹⁶ O O armazenado nas conchas dos foraminíferos depende da temperatura da água. Mas há também outro efeito que leva a quantidades relativamente grandes de ¹⁸ O sendo encontrado nas conchas dos foraminíferos nos períodos glaciais:quando, durante o período glacial, há uma forte nevasca na terra, o que leva à formação de espessas camadas de gelo, o nível do mar cai - no período estudado, em até 120 m. Desde a ¹⁸ O é mais pesado que ¹⁶ O, as moléculas de água contendo este isótopo pesado evaporam menos prontamente do que as moléculas contendo o isótopo mais leve. Como tal, comparativamente mais ¹⁸ O permanece no oceano e o ¹⁸ O conteúdo das conchas dos foraminíferos aumenta. "Se você pegar o conjunto de dados LR04 pelo valor de face, significa que você desfoca dois efeitos - a influência da temperatura do oceano e do gelo terrestre, ou melhor, da mudança do nível do mar, "diz Peter Köhler." Isso torna incertas as afirmações sobre a alternância dos períodos glaciais. "E há um fator adicional:os pesquisadores do clima determinam principalmente a sequência dos períodos glaciais com base na glaciação no Hemisfério Norte. Mas usando ¹⁸ Os valores O não nos permitem dizer se a glaciação pré-histórica ocorreu principalmente no hemisfério norte ou na Antártica.

O modelo de computador separa os parâmetros de influência

Na tentativa de resolver este problema, Köhler e sua equipe avaliaram o conjunto de dados LR04 de uma maneira completamente diferente. Os dados foram alimentados em um modelo de computador que simula o crescimento e o derretimento das grandes camadas de gelo continentais. O que o diferencia:o modelo é capaz de separar a influência da temperatura e da variação do nível do mar sobre o ¹⁸ Concentração de O. Além disso, ele pode analisar com precisão onde e quando a neve cai e o gelo aumenta - mais no hemisfério norte ou na Antártica. "Os matemáticos chamam essa separação de deconvolução, "Köhler explica, "que nosso modelo é capaz de oferecer."

Os resultados mostram que a sequência de glaciais e interglaciais era irregular mesmo no período de 2,6 a 1,0 milhão de anos atrás - um achado que pode ser crucial nos próximos anos. Como parte do grande projeto em andamento da UE 'BE-OIC (Beyond EPICA Oldest Ice Core)', os pesquisadores estão perfurando mais profundamente do que nunca no gelo da Antártica. Com o núcleo de gelo mais antigo recuperado até hoje, 'EPICA', eles 'apenas' viajaram de volta cerca de 800, 000 anos no passado. O antigo gelo fornece, entre outras coisas, informações sobre a quantidade de dióxido de carbono que a atmosfera da Terra continha naquela época. Com 'Beyond EPICA' eles mergulharão cerca de 1,5 milhões de anos no passado. Ao combinar as medições de dióxido de carbono com as análises de Köhler, valiosos insights podem ser obtidos sobre a relação entre esses dois fatores - as flutuações na sequência dos glaciais e o conteúdo de dióxido de carbono da atmosfera. E isso pode nos ajudar a entender a relação fundamental entre os gases do efeito estufa e as mudanças climáticas na história glacial da Terra.