Nuova ricerca, pubblicato in Rapporti scientifici , ha delineato una nuova metodologia per la stima del contenuto di acqua atmosferica antica basata su cere fossili di foglie di piante.

Mentre la superficie e l'atmosfera della Terra si riscaldano, la quantità di umidità - vapore acqueo - nell'atmosfera aumenterà. Comprendere l'entità di questo aumento è importante per prevedere i climi futuri poiché il vapore acqueo è un importante gas serra. Il contenuto di umidità atmosferica influenza anche i modelli e l'intensità degli eventi piovosi.

La relazione tra temperatura e contenuto di umidità può essere esplorata dallo studio degli intervalli nella storia della Terra quando i climi erano significativamente più caldi di quelli visti nei tempi moderni, che richiede un metodo per stimare il contenuto di umidità atmosferica antica.

La dottoressa Yvette Eley, dell'Università di Birmingham, spiegato, "Se vogliamo capire come funzionerebbe la Terra con un clima sostanzialmente più caldo di quello odierno, dobbiamo studiare intervalli di milioni di anni nel passato - reso difficile perché questi climi caldi sono molto più antichi dei nostri record climatici più antichi dalle carote di ghiaccio dell'Antartico (meno di un milione di anni)."

Cercare di comprendere le proprietà climatiche legate all'atmosfera - come le precipitazioni e il contenuto di umidità atmosferica - in tempi così antichi è molto impegnativo. Metodi esistenti, utilizzando concrezioni di carbonato di calcio che si formano nei terreni, o la chimica dei denti fossili di mammifero, sono entrambi ostacolati dalla loro relativa rarità nei sedimenti antichi.

Il dottor Eley ha aggiunto, "Il nostro nuovo approccio alla quantificazione del contenuto di umidità atmosferica antico si basa sulle proprietà fondamentali delle foglie delle piante, e come alterano i loro rivestimenti cerosi protettivi in ​​risposta allo stress idrico. Queste cere fogliari sono dure e resistenti, e si trovano regolarmente come composti di biomarcatori nell'antico fiume, laghi e persino sedimenti marini."

Un metodo di stima del contenuto di umidità antico basato su questi composti di cera vegetale supera i limiti di altri metodi perché le cere vegetali si trovano comunemente in terreni e sedimenti che risalgono a decine o addirittura centinaia di milioni di anni e in molti ambienti.

La validità di questo nuovo strumento è stata dimostrata in studi sui terreni moderni negli Stati Uniti e in America Centrale, condotta dal gruppo di ricerca del Professore Associato Michael Hren nel Center for Integrative Geosciences dell'Università del Connecticut. Questi studi hanno mostrato una chiara relazione tra la chimica di questi composti cerosi e la quantità di umidità nell'atmosfera.

"Quello che vediamo è che la distribuzione dei composti organici conservati nei suoli sembra essere fortemente correlata alla differenza tra quanta acqua c'è in una massa d'aria, e quanto può contenere la massa d'aria, o quello che è noto come deficit di tensione di vapore, "dice il dottor Hren.

Eley e Hren hanno quindi applicato il loro nuovo proxy per ricostruire il contenuto di umidità atmosferica nella Spagna centrale durante un intervallo compreso tra 15 e 17 milioni di anni fa.

Sebbene costantemente molto più caldo delle condizioni preindustriali, questo intervallo segna una delle fasi di raffreddamento che hanno portato allo sviluppo del mondo moderno. I nuovi dati confermano le aspettative dei modelli climatici, che il raffreddamento atmosferico è accoppiato a una minore umidità atmosferica. I cambiamenti ricostruiti nell'umidità atmosferica si allineano anche con i risultati di altri proxy indipendenti utilizzati per studiare i cambiamenti di temperatura e precipitazioni nella regione.

Il dottor Eley ha detto, "Questo ci dà la certezza che il nostro proxy funziona, e abbiamo tutte le ragioni per credere che lo farà per future esplorazioni nel passato ancora più profondo. Speriamo che i risultati di questa esplorazione forniscano dati diretti per testare la nostra comprensione della relazione tra riscaldamento globale, contenuto di umidità atmosferica e sistemi di pioggia".