Stratificazione nei sedimenti del Tibet. Le variazioni climatiche si riflettono in variazioni di colore con il sedimento rosso che indica tipicamente un clima più umido e il bianco che indica un clima più secco. "Puoi letteralmente risalire il tempo mentre assaggi il sedimento, ” dice Carmala Garzione, professore di scienze della terra e dell'ambiente. Credito:Qingquan Meng
L'altopiano tibetano in Cina sperimenta il sistema monsonico più forte sulla Terra, con venti potenti - e piogge intense che accompagnano nei mesi estivi - causati da un complesso sistema di modelli di circolazione dell'aria globale e differenze nelle temperature superficiali tra terra e oceani.
Questi modelli meteorologici estremi rendono quest'area un luogo ideale per gli scienziati del clima per studiare la delicata rete interconnessa del sistema climatico globale.
Carmela Garzio, un professore di scienze della terra e dell'ambiente presso l'Università di Rochester, e Junsheng Nie, un visiting research associate presso l'Università, hanno esaminato campioni di sedimenti dal bacino di Qaidam dell'altopiano tibetano settentrionale e sono stati in grado di costruire registrazioni del ciclo del paleoclima dalla fine del Miocene epoca della storia della Terra, che durò da circa 11 a 5,3 milioni di anni fa. Hanno recentemente pubblicato i loro risultati in Progressi scientifici .
Ricostruire i record climatici del passato può aiutare gli scienziati a determinare sia i modelli naturali sia i modi in cui futuri eventi glaciali e emissioni di gas serra possono influenzare i sistemi globali.
Sulla base di precedenti ricerche sul nucleo di ghiaccio, marino, e registrazioni di sedimenti, i ricercatori hanno determinato che negli ultimi 800, 000 anni, Ere glaciali dell'emisfero settentrionale, in cui vaste aree del Nord America, Europa, e l'Asia sono ricoperte da spessi strati di ghiaccio, che si verificavano circa ogni 100, 000 anni. Prima di quel periodo, le ere glaciali si sono verificate più frequentemente, su cicli di 41, 000 anni, e gli scienziati credevano che questa fosse la norma.
Eccentricità:come la Terra ruota intorno al Sole. La forma dell'orbita terrestre cambia gradualmente da più ovale a più rotonda in un periodo di 100, 000 anni. Nota dell'artista:la scala dell'eccentricità in questa illustrazione è esagerata. Credito:Julia Joshpe
Utilizzando i campioni di sedimenti del bacino di Qaidam, Nie e Garzione mostrano che anche i modelli monsonici dell'Asia orientale nel tardo Miocene seguono 100, cicli di 000 anni, con monsoni più forti che raggiungono il picco di 100, 000 anni e diminuendo nei periodi intermedi. Questo rivela un inizio più precoce di 6 milioni di questi 100, Cicli di 000 anni rispetto a quanto precedentemente documentato.
"La gente ha pensato che i 100, Il ciclo di 000 anni era un'anomalia climatica del Quaternario [attuale], " dice Nie. "Ma dai nostri risultati, vediamo che non è un'anomalia, era presente molti anni prima."
Inclinazione assiale:la Terra si inclina verso il Sole con un angolo che cambia da un'inclinazione di circa 22 gradi a un'inclinazione di 24,5 gradi in un periodo di 41, 000 anni. Credito:Julia Joshpe
Diversi fattori influenzano questi cicli, ma alla fine sono determinati dalla forzatura orbitale, la radiazione solare ricevuta dalla Terra a causa delle variazioni dell'orbita terrestre nel sistema solare. Ci sono tre tipi di variazioni che si verificano simultaneamente, noti come i cicli di Milankovitch:
"Ciascuno di questi fattori influenza la radiazione solare in arrivo e il modo in cui la terra assorbe calore, " dice Garzio.
Precessione:la Terra vacilla lentamente mentre gira, molto simile a un giocattolo in alto, mentre allo stesso tempo, l'asse di rotazione della Terra, la linea dal polo nord al polo sud, ruota. L'interazione di questi due processi determina il movimento ciclico degli equinozi su un periodo di circa 23, 000 anni. Credito:Julia Joshpe
I misteri rimangono perché l'eccentricità è il ciclo più debole, quindi logicamente non dovrebbe essere il ciclo dominante per gli eventi climatici. Non è solo la luce solare a svolgere un ruolo in questi cicli, ma l'influenza dei ghiacciai e dell'anidride carbonica atmosferica.
Negli ultimi un milione di anni, l'aumento e la diminuzione delle calotte glaciali dell'emisfero settentrionale, principalmente quelle del Canada, hanno controllato i cicli climatici, influenzando le correnti oceaniche, temperature, e modelli di vento. Il ghiaccio dell'emisfero australe in Antartide è rimasto relativamente fisso, senza alcun grande scioglimento glaciale per catalizzare avanzamenti e ritiri.
Durante il tardo Miocene, questo era il contrario, con ghiaccio in Antartide nell'emisfero australe crescente e calante. Nie e Garzione suggeriscono che la fluttuante calotta antartica nel tardo Miocene, in un momento in cui c'era un minimo di ghiaccio nell'emisfero settentrionale, esercitava il controllo dominante sui 100, Cicli di 000 anni osservati nel record del bacino di Qaidam.
"Se un emisfero vede grandi avanzamenti e ritiri nelle calotte glaciali, è allora che entriamo in questo schema di 100, cicli di 000 anni dominanti, " Dice Garzione. "La domanda è, spingeremo l'anidride carbonica abbastanza in alto in futuro che l'emisfero settentrionale rimanga libero dai ghiacci e che gli avanzamenti e i ritiri ricomincino con le calotte glaciali dell'emisfero australe".
Se è così, le calotte glaciali dell'emisfero australe possono ancora una volta esercitare un'influenza dominante sui cicli climatici.
