Mammiferi erbivori, compresi armadilli grandi come Volkswagen, è diventato più diversificato in Sud America circa 6 milioni di anni fa perché i cambiamenti nella circolazione atmosferica hanno determinato cambiamenti nel clima e nella vegetazione, secondo un gruppo di ricerca guidato dall'Università dell'Arizona.

I geoscienziati sapevano già che la Terra si stava raffreddando da 7 a 5,5 milioni di anni fa, un periodo di tempo noto come Miocene superiore.

Però, i cambiamenti nel clima oceanico durante quel periodo sono stati meglio compresi dei cambiamenti nel clima continentale, ha detto l'autore principale Barbara Carrapa, professore e capo del dipartimento di geoscienze dell'UA.

La nuova ricerca mostra che circa 7-6 milioni di anni fa, la circolazione atmosferica tropicale globale nota come circolazione di Hadley si è intensificata. Di conseguenza, il clima del Sudamerica si fece più secco, le praterie subtropicali si espansero e il numero di specie di mammiferi che erano brave a mangiare le erbe aumentò.

Carrapa e i suoi colleghi hanno usato un modello al computer per capire che la circolazione di Hadley si era rafforzata nel tardo Miocene, alterando il clima. Hanno quindi confrontato le previsioni del modello del clima passato con gli archivi naturali delle precipitazioni e della vegetazione conservati nei suoli antichi. Le previsioni del modello sono state concordate con gli archivi naturali.

"Abbiamo trovato una forte correlazione tra questo grande cambiamento nel clima del tardo Miocene e la circolazione che ha influenzato l'ecologia:le piante e gli animali, " ha detto. "Ha implicazioni per l'evoluzione dell'ecosistema".

Carrapa ha affermato che la nuova ricerca, un'insolita miscela di paleontologia dei mammiferi, la geochimica dei suoli antichi e i modelli computerizzati del clima globale, fornisce una nuova comprensione del tardo Miocene, un tempo in cui si stabilirono ecosistemi quasi moderni.

La carta, "Risposte ecologiche e idroclimatiche al rafforzamento della circolazione di Hadley in Sud America durante il raffreddamento del tardo Miocene, " di Carrapa, La pubblicazione di Mark Clementz dell'Università del Wyoming a Laramie e Ran Feng dell'Università del Connecticut a Storrs è prevista per la settimana del 29 aprile nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze . La National Science Foundation ha finanziato la ricerca.

I geoscienziati usano la geochimica dei terreni antichi, specificamente forme degli elementi ossigeno e carbonio, per dedurre le precipitazioni e la vegetazione del passato. I ricercatori avevano pensato che le precipitazioni al momento della formazione del suolo fossero principalmente una funzione della topografia e dell'elevazione del sito.

Carrapa ha voluto mettere alla prova questa idea esaminando la geochimica dei terreni antichi su scala continentale. Ha collaborato con il suo collega di lunga data Clementz, un paleontologo.

I ricercatori hanno compilato i dati pubblicati del rapporto ossigeno-18/ossigeno-16 e carbonio-13/carbonio-12 da suoli antichi che coprono un'ampia fascia del Sud America, da 15 gradi di latitudine sud a 35 gradi di latitudine sud, o sul cambiamento da La Paz, dalla Bolivia a Buenos Aires, Argentina. Le variazioni del rapporto di ossigeno forniscono informazioni sulle precipitazioni passate, mentre i cambiamenti nel rapporto di carbonio indicano quali piante stavano crescendo in quel momento.

Clementz ha setacciato la letteratura pubblicata e ha fatto quello che Carrapa ha definito "... un lavoro straordinario nel mettere insieme tutti i dati in modo da poterli esaminare in modo completo".

I risultati sono stati sorprendenti, disse Carrapa. I cambiamenti nella geochimica del suolo durante il tardo Miocene cambiarono nelle bande latitudinali da nord a sud, indicando una causa sottostante che abbraccia gran parte del Sud America, non solo cambiamenti locali di elevazione o topografia.

I due ricercatori pensavano che i cambiamenti sistematici nella geochimica del suolo fossero legati ai cambiamenti climatici, così hanno chiesto a Feng di aiutarli applicando il modello climatico globale che ha usato per la ricerca.

Feng ha caricato informazioni note sul clima dal Miocene al tardo Miocene, comprese le concentrazioni di anidride carbonica atmosferica e le temperature oceaniche, nel modello al computer e poi gli ha chiesto di simulare tre diverse versioni del clima del tardo Miocene, non molto più fresco, più fresco, e molto più fresco di prima. In ogni caso, la simulazione ha indicato quale geochimica del suolo si sarebbe verificata in quel regime climatico.

Il team ha scoperto che la geochimica dei terreni antichi sudamericani prevista dal modello corrisponde alla geochimica dei campioni di suolo reali.

Feng ha scoperto che la circolazione terrestre di Hadley si è intensificata da 7 a 6 milioni di anni fa.

"I documenti compilati da Barbara e Mark potrebbero essere spiegati da un cambiamento significativo nella forza della circolazione Hadley, " lei disse.

Il lavoro di Feng con il modello climatico globale mostra come il clima del passato avrebbe potuto creare i modelli che il team stava vedendo nella geochimica del suolo, ha detto Clementz.

Il rapporto di carbonio dei suoli antichi riflette la vegetazione del tempo e indica che nel tardo Miocene, le praterie si stavano espandendo mentre il clima stava cambiando.

"Durante il tardo Miocene, le cose iniziano ad asciugarsi, in particolare nella zona 25-30 gradi Sud, " ha detto. "C'è anche un aumento del numero di animali con denti alti o in continua crescita".

Le erbe contengono silice, una sostanza abrasiva, questo è il motivo per cui i mangiatori di erba hanno denti a corona alta o denti che continuano a crescere. I mammiferi che divennero più diffusi nel tardo Miocene includevano armadilli giganti e animali simili a rinoceronti e anche mammiferi più piccoli, Egli ha detto.

Carrapa ha detto, "Guardare il passato geologico è come guardare pianeti diversi. Lo stato della Terra che vediamo oggi è molto diverso dalla Terra di 10 milioni di anni fa, 6 milioni di anni fa, è un pianeta diverso. Hai la possibilità di guardare un pianeta diverso attraverso la lente del tempo, e con il record geologico possiamo farlo."