Non c'è più bisogno di indovinare come erano le temperature oceaniche nel remoto Pacifico tropicale centinaia di anni fa. L'antico corallo che vi abitava sa tutto.

Uno studio in Scienza guidato dai ricercatori della Rice University e della Georgia Tech, analizza il record archiviato dall'antico corallo tropicale del Pacifico nel corso dell'ultimo millennio. Quel record potrebbe aiutare gli scienziati a perfezionare i loro modelli di come cambiano le condizioni nel Pacifico, in particolare da eruzioni vulcaniche, influenzare il verificarsi degli eventi di El Niño, che sono i principali motori del clima globale.

Hanno trovato il rapporto tra gli isotopi dell'ossigeno sequestrati nei coralli, una misura accurata delle temperature oceaniche storiche, non mostra alcuna correlazione tra le stime delle particelle di solfato espulse nell'atmosfera dalle eruzioni vulcaniche tropicali e gli eventi di El Niño.

Questo risultato potrebbe essere di particolare interesse per gli scienziati che suggeriscono che seminare nell'atmosfera particelle che bloccano il sole potrebbe aiutare a invertire il riscaldamento globale.

Secondo lo scienziato del clima della Rice e autore principale Sylvia Dee, precedenti studi sui modelli climatici spesso legano le eruzioni vulcaniche, che aumentano gli aerosol di solfato nell'atmosfera, per aumentare le possibilità di un evento El Niño. Ma la capacità di analizzare le condizioni climatiche basate sugli isotopi di ossigeno intrappolati nei coralli fossili estende il record climatologico in questa regione chiave attraverso più di 20 antiche eruzioni. Dee ha detto che questo consente un test più rigoroso della connessione.

"Molti studi sui modelli climatici mostrano una connessione dinamica in cui le eruzioni vulcaniche possono avviare eventi di El Niño, " ha detto Dee. "Possiamo eseguire modelli climatici di molti secoli nel passato, simulando eruzioni vulcaniche per l'ultimo millennio.

"Ma i modelli sono proprio questo, modelli, e il disco di corallo cattura la realtà".

I dati sui coralli che la climatologa della Georgia Tech Kim Cobb e il suo team hanno faticosamente raccolto durante i viaggi nel Pacifico mostrano poca connessione tra i vulcani conosciuti e gli eventi di El Niño in quel periodo. Come gli anelli degli alberi, questi archivi paleoclima contengono indicatori chimici, gli isotopi dell'ossigeno, delle condizioni oceaniche al momento della loro formazione.

I dati sui coralli producono un record ad alta fedeltà con una risoluzione inferiore a un mese, monitoraggio dell'oscillazione El Niño-Southern (ENSO) nel cuore del Pacifico tropicale centrale.

Gli otto coralli sovrapposti nel tempo che Cobb e i suoi colleghi hanno studiato di recente hanno tenuto un record inequivocabile delle condizioni per oltre 319 anni, dal 1146-1465. Questo e i dati di altri coralli abbracciano più di 500 anni dello scorso millennio e, scrissero, "presenta una finestra sugli effetti delle grandi eruzioni vulcaniche sul clima tropicale del Pacifico".

Questo lasso di tempo include l'eruzione del 1257 del Monte Samalas, il più grande e sulfureo dell'ultimo millennio.

Cobb ha detto che il suo laboratorio ha sviluppato tecniche e ampliato la documentazione sui coralli per anni. "La mia prima spedizione alle isole è stata nel 1997, e da allora il mio unico obiettivo è stato quello di estrarre i migliori dischi possibili da queste regioni, " lei disse, notando che il laboratorio ha pubblicato molti documenti sull'argomento, compreso uno studio innovativo del 2003 su ENSO in Nature.

Cobb ha detto che la datazione degli antichi campioni di corallo dipende da una precisa datazione uranio-torio, seguita da migliaia di analisi spettrometriche di massa degli isotopi di ossigeno del corallo da polveri perforate ogni 1 millimetro lungo l'asse di crescita del corallo. "Questo parla della ricostruzione della temperatura, "Stiamo prendendo in prestito 70 anni di lavoro con questa particolare chimica per stabilire un robusto proxy di temperatura nei coralli".

Gli isotopi da ossigeno-16 a ossigeno-18 rivelati dalla spettrometria mostrano la temperatura dell'acqua al momento della formazione del corallo, disse Cobb. "Il rapporto di questi due isotopi nei carbonati è una funzione della temperatura, " ha detto. "Questa è la magia:si basa sulla pura termodinamica".

"Questo bellissimo record di coralli è molto sensibile agli eventi di El Niño e La Niña in base alla sua posizione, " Dee ha aggiunto. "I miei collaboratori hanno lavorato per estendere questo record di coralli per abbracciare un periodo in cui sappiamo che ci sono state molte eruzioni vulcaniche esplosive, soprattutto nella prima metà del millennio.

"Gli scienziati hanno ricostruito i tempi di quelle eruzioni vulcaniche da registrazioni di carote di ghiaccio, " ha detto. "Abbiamo confrontato i tempi delle più grandi eruzioni con il record dei coralli per vedere se gli eventi di raffreddamento vulcanico hanno avuto un impatto sul clima tropicale del Pacifico".

Solo alcuni vulcani rilasciano particolato, in particolare particelle di solfato, portando a un fenomeno chiamato forzatura dell'aerosol solfato - nella stratosfera, dove le particelle riflettono la luce solare in arrivo e raffreddano il pianeta a breve termine, Dee ha detto. "Ma l'impatto del raffreddamento sul Pacifico tropicale è incerto, e potrebbe essere regionale eterogeneo, " lei disse.

"Il nostro studio suggerisce che il collegamento (tra i vulcani e l'ENSO) non esiste o, se lo fa, è oscurato dalla grande variabilità naturale del sistema climatico, " Dee ha detto. "In generale, El Niño è un oscillatore naturale nel sistema climatico. È un prodotto del caos, come uno Slinky che va avanti e indietro. È così forte che il sistema potrebbe essere immune alle grandi perturbazioni climatiche come il raffreddamento vulcanico a breve termine.

"Per inciso, la nostra comunità scientifica utilizza gli stessi modelli climatici che abbiamo valutato per stimare la risposta del clima agli schemi di geoingegneria e gestione della radiazione solare che impiegano aerosol di solfato, " Ha detto Dee. Cobb e Dee hanno caratterizzato lo studio come un ammonimento per coloro che studiano la geoingegneria. "Non c'è alcun dubbio che se iniettiamo aerosol stratosferici, raffredderemo il pianeta, " Ha detto Cobb. "Questo è stato mostrato e modellato. Quello che stiamo cercando di chiedere è, cos'altro succede? E quanto possiamo prevederlo? Il nostro lavoro motiva davvero ulteriori studi per approfondire l'intera portata degli impatti climatici degli aerosol di solfato".