Le stalagmiti del Lago Shasta Caverns (LSC) - situate nel nord della California all'interno di un'importante zona climatica di transizione tra il nord-ovest del Pacifico e il sud-ovest degli Stati Uniti - contengono indizi geochimici per aiutare i ricercatori a capire come il clima è cambiato durante la fine dell'ultima era glaciale (14, 000—37, 000 anni fa) e prevedere cosa potrebbe accadere tra i cambiamenti climatici nei tempi moderni.

Una specie di speleotema, le stalagmiti sono impressionanti formazioni rocciose fatte di carbonato di calcio che crescono verso l'alto dai pavimenti delle caverne. Possono impiegare migliaia di anni per crescere; dalle gocce d'acqua che compiono il lento viaggio dall'acqua piovana attraverso la terra e infine gocciolano attraverso le fratture sui soffitti delle grotte fino al pavimento. Jessica Oster, professore associato di scienze della terra e dell'ambiente e paleoclimatologo, misurato le proprietà geochimiche all'interno delle stalagmiti, inclusi gli isotopi stabili di ossigeno e carbonio a LSC per capire come sono cambiati i fattori climatici e ambientali nella regione durante e dopo l'ultima era glaciale.

L'articolo, "I record di stalagmiti multi-proxy della California settentrionale rivelano modelli dinamici dell'idroclima regionale durante l'ultimo ciclo glaciale, " è stato pubblicato online sulla rivista Recensioni di scienza quaternaria il 24 giugno. È disponibile per il download gratuito fino al 13 agosto.

Mentre gli scienziati lavorano da più di un secolo per ricostruire la storia del clima degli Stati Uniti occidentali, le numerose catene montuose e i microclimi che attraversano la regione contribuiscono a grandi variazioni del cambiamento climatico passato in quest'area. È degno di nota avere un record da LSC nel nord della California a causa della sua posizione al confine tra gli Stati Uniti sud-occidentali e il nord-ovest del Pacifico, due parti degli Stati Uniti occidentali che oggi sperimentano climi diversi e hanno risposto in modo diverso ai cambiamenti climatici in passato.

Un vantaggio degli speleotemi come registratori del cambiamento climatico è che possono essere datati in modo accurato e preciso misurando gli isotopi di uranio e torio intrappolati nella stalagmite mentre cresce. Questo strumento di incontri molto potente funziona fino a 500, 000 anni prima del presente, molto più indietro nel passato della datazione al radiocarbonio, che arriva al massimo a 50, 000 anni. Oster e i suoi collaboratori hanno datato due stalagmiti e hanno analizzato la loro geochimica. Hanno scoperto che la quantità di pioggia a LSC variava rapidamente in passato, in concomitanza con i cambiamenti climatici noti durante e dopo l'ultima era glaciale che sono stati osservati in altri record paleoclimatici in tutto l'emisfero settentrionale. Hanno anche scoperto che c'erano periodi di tempo in cui il clima vicino a LSC era più simile al clima del Pacifico nord-occidentale, e altri periodi in cui era più simile al sud-ovest, indicando che la posizione del confine tra queste zone potrebbe non essere sempre stata situata dove lo intendiamo oggi.

Le grandi e rapide variazioni delle precipitazioni registrate nelle stalagmiti LSC dimostrano che il clima della California settentrionale è sensibile ai cambiamenti che avvengono in altre parti del mondo, e che le precipitazioni in quest'area possono essere in grado di aumentare o diminuire in risposta a cambiamenti relativamente piccoli nel clima globale. In particolare, Oster è stato in grado di collegare i cambiamenti climatici identificati a LSC, un punto di riferimento naturale nazionale situato a due ore e mezza a nord di Sacramento, con quelli del record climatico di riferimento per l'emisfero settentrionale, i record delle carote di ghiaccio della Groenlandia. È plausibile che se i cambiamenti climatici in Groenlandia e nel nord della California fossero stati collegati a quei tempi, potrebbero essere correlati ora (attualmente la calotta glaciale della Groenlandia si sta rapidamente sciogliendo).

"I nostri risultati ci offrono indizi sul comportamento del sistema climatico della regione e su ciò che le precipitazioni in California fanno in risposta ai cambiamenti climatici che potrebbero già essere in corso in tutto il mondo, " ha detto Oster. "Possiamo usare questa ricerca che guarda indietro per guardare avanti. Questo è estremamente importante perché l'ambiente semi-arido intorno alle caverne del lago Shasta è sensibile ai cambiamenti delle precipitazioni e il vicino lago Shasta è il più grande serbatoio d'acqua dello stato. Qualsiasi cambiamento nelle precipitazioni intorno al lago Shasta ha il potenziale per avere un impatto sulle risorse idriche per l'intero stato della California".

Mentre entriamo in un territorio climatico sconosciuto, i modelli su larga scala che aiutano a orientare la comunità globale spesso non forniscono informazioni sufficienti su scala regionale su ciò a cui le comunità locali dovrebbero essere preparate. Avere un forte record paleoclima fornisce un quadro prezioso per comprendere come è cambiato un clima regionale in passato e cosa potrebbe accadere in futuro.

Il progetto, che ha avuto inizio come tesi di laurea magistrale di Izzy Weisman e ha beneficiato dei contributi di diversi studenti universitari di Oster, ha aperto le porte alla ricerca futura, compreso lo sviluppo di ricostruzioni quantitative di come le precipitazioni sono cambiate in passato, che sarà di grande utilità per i pianificatori della città e delle risorse locali. Questo lavoro è interessante anche per gli scienziati ambientali che esaminano le risposte ai cambiamenti climatici in regioni con caratteristiche geologiche simili in tutto il mondo.