Weijian Zhou (a sinistra) dell'Institute of Earth Environment, Accademia cinese delle scienze a Xi'an e Warren Beck (a destra) dell'Università dell'Arizona in una sezione trasversale di una collina vicino a Xi'an, Cina. Gli strati di terreno loess mostrati nella foto rappresentano migliaia di anni di deposizione del suolo. Credito:2009 Xian Feng, Istituto dell'Ambiente della Terra, Accademia cinese delle scienze
Antichi record di precipitazioni che si estendono a 550, 000 anni nel passato possono sconvolgere la comprensione degli scienziati di ciò che controlla il monsone estivo asiatico e altri aspetti del clima a lungo termine della Terra, riporta un team internazionale di ricercatori dell'Università dell'Arizona nel numero del 25 maggio della rivista Scienza .
La spiegazione standard dei regolari spostamenti della Terra dalle ere glaciali ai periodi caldi è stata sviluppata da Milutin Milankovitch negli anni '20. Ha suggerito che le oscillazioni dell'orbita del pianeta nel corso di decine di migliaia di anni controllano il clima variando la quantità di calore del sole che cade sopra il Circolo Polare Artico in estate.
"Ecco dove capovolgiamo Milankovitch, " ha detto il primo autore J. Warren Beck, un ricercatore UA in fisica e in geoscienze. "Suggeriamo che, attraverso i monsoni, il clima a bassa latitudine può avere tanto effetto sul clima ad alta latitudine quanto il contrario".
Durante l'estate settentrionale, le zone subtropicali e tropicali a nord dell'equatore sono calde e le zone tropicali e subtropicali a sud dell'equatore sono fredde.
Le osservazioni moderne mostrano che la differenza di calore spinge i cambiamenti atmosferici che guidano l'intensità del monsone. Beck ha detto che il monsone può influenzare il vento e le correnti oceaniche fino al Nord Atlantico e all'Oceano Artico.
La stagione dei monsoni asiatica è il più grande sistema di precipitazioni annuali sulla Terra e porta le precipitazioni a circa la metà della popolazione mondiale. La stagione dei monsoni si verifica approssimativamente da aprile a settembre.
Questa collina di terra vicino a Xi'an, La Cina rappresenta decine di migliaia di anni di deposizione di un suolo chiamato loess. I ricercatori stanno raccogliendo campioni da utilizzare per ricostruire un record del clima della regione che si estende per 550, 000 anni nel passato. Credito:© 2010 J. Warren Beck
Beck ei suoi colleghi hanno scoperto che nel corso di decine di migliaia di anni i cambiamenti nell'intensità del monsone estivo asiatico corrispondevano all'innalzamento e al calare delle calotte polari.
I ricercatori suggeriscono che quei cambiamenti a lungo termine nel monsone hanno guidato i cambiamenti globali nelle correnti del vento e dell'oceano in modi che hanno influenzato la crescita o il restringimento delle calotte polari.
Beck ha affermato che questa nuova spiegazione dei cicli climatici passati della Terra aiuterà i modellisti del clima a capire di più sul clima attuale e futuro del mondo.
La nuova spiegazione di ciò che guida il sistema climatico terrestre deriva da uno sforzo decennale di Beck e dei suoi colleghi per sviluppare un nuovo record di precipitazioni in Asia che risale al passato.
Gli scienziati hanno cercato di sviluppare un proxy quantitativo per le precipitazioni antiche per più di 30 anni, Egli ha detto.
Analizzando migliaia di anni di polvere dalla Cina centro-settentrionale per un elemento chiamato berillio-10, Beck e i suoi colleghi hanno sviluppato il primo record quantitativo delle precipitazioni monsoniche della regione negli ultimi 550, 000 anni.
Il suolo chiamato loess si è accumulato per decine di migliaia di anni vicino a Xi'an, Cina. La natura stratificata dei depositi di loess consente ai ricercatori di utilizzare gli elementi all'interno del loess per ricostruire una registrazione del clima della regione che si estende 550, 000 anni nel passato. Credito:© 2010 J. Warren Beck
Il team ha studiato i depositi di terreno fine chiamato loess che soffia anno dopo anno dai deserti dell'Asia centrale nella Cina centro-settentrionale. I depositi a forma di torta a strati, centinaia di piedi di spessore, sono un archivio naturale che risale a milioni di anni.
I ricercatori hanno tagliato gradualmente il fianco di una collina di loess per esporre un arco di 55 metri di loess che rappresenta 550, 000 anni. I ricercatori hanno raccolto un campione di loess ogni cinque centimetri. Cinque centimetri rappresentano circa 500 anni.
Gli scienziati possono utilizzare la quantità di berillio-10 nel suolo come proxy per le precipitazioni, perché quando piove l'elemento viene dilavato dall'atmosfera sulle particelle di polvere. Perché più pioggia significa più berillio-10 depositato sul terreno, la quantità di berillio-10 depositata in un determinato momento riflette l'intensità della pioggia.
Per mettere insieme l'antica storia delle piogge della zona, i membri del team hanno analizzato i campioni per il berillio-10 presso l'UA Accelerator Mass Spectrometry Laboratory e per la suscettibilità magnetica presso l'Istituto dell'ambiente terrestre dell'Accademia cinese delle scienze a Xi'an.
Altri ricercatori hanno utilizzato l'archivio naturale degli isotopi dell'ossigeno all'interno delle stalagmiti di diverse grotte cinesi per ricostruire il clima passato della regione. Tali registrazioni concordano solo in parte con le registrazioni basate sulle precipitazioni del clima antico sviluppate da Beck e dai suoi colleghi.
Beck e i suoi colleghi suggeriscono che la loro nuova spiegazione delle forze che guidano i cicli climatici a lungo termine della Terra riconcilia il record climatico delle stalagmiti cinesi e le moderne osservazioni del monsone con il nuovo record di pioggia antico del loess cinese.
