Un componente chiave nella previsione di come potrebbe essere il clima della Terra in futuro è la capacità di attingere a registrazioni accurate della temperatura del passato. Ricostruendo i gradienti di temperatura latitudinali passati (la differenza di temperatura media tra l'equatore e i poli) i ricercatori possono prevedere dove, Per esempio, la corrente a getto, che controlla i temporali e le temperature alle medie latitudini (zone temperate comprese tra i tropici e i circoli polari), sarà posizionato. Il guaio è, molti dei dati esistenti sono distorti verso particolari regioni o tipi di ambienti, non dipingere un quadro completo delle antiche temperature della Terra.

Ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente, tra cui Emily Judd '20 Ph.D., L'assistente professore della famiglia Thonis Tripti Bhattacharya e la professoressa Linda Ivany, hanno pubblicato uno studio intitolato, "Un quadro dinamico per interpretare le antiche temperature della superficie del mare, " nel diario Lettere di ricerca geofisica , per aiutare a spiegare l'offset tra i dati paleoclimatici basati sulla posizione e la temperatura media "reale" a una data latitudine durante la storia della Terra.

Secondo Judd, stime accurate della temperatura degli antichi oceani sono vitali perché sono lo strumento migliore per ricostruire le condizioni climatiche globali del passato, comprese metriche come la temperatura globale media e il gradiente di temperatura latitudinale. Mentre i modelli climatici forniscono scenari di come potrebbe essere il mondo in futuro, gli studi sul paleoclima (studio dei climi passati) forniscono informazioni su come appariva il mondo in passato. Vedere quanto bene i modelli che usiamo per prevedere il futuro possono simulare il passato ci dice quanto possiamo essere fiduciosi nei loro risultati. È quindi della massima importanza disporre di un'accurata dati ben campionati dal passato antico.

"Capendo come i gradienti di temperatura latitudinali sono cambiati nel corso della storia della Terra e sotto una varietà di diversi regimi climatici, possiamo iniziare ad anticipare meglio cosa accadrà in futuro, "dice Judd.

Per determinare le temperature antiche, i geologi studiano le deleghe, che sono tracce chimiche o biologiche che registrano le temperature da depositi sedimentari conservati sul fondo del mare o sui continenti. A causa del riciclaggio di antichi fondali marini nel mantello terrestre, esiste una "data di scadenza" sulla disponibilità dei dati sui fondali marini. I più antichi indicatori di temperatura provengono quindi da sedimenti che si sono accumulati sui margini continentali o in mari interni poco profondi, dove le registrazioni possono persistere per molto più tempo.

Giuda, Bhattacharya e Ivany usano i dati di temperatura degli oceani moderni per rivelare coerenti, modelli prevedibili in cui la superficie dell'oceano è più calda o più fredda, o più o meno stagionale, di quanto altrimenti previsto a quella latitudine.

"I maggiori offset si verificano nelle due ambientazioni più rappresentate nel passato geologico, " dice Ivany. "Sapere come quelle regioni sono distorte rispetto alla media globale consente ai ricercatori di interpretare meglio i dati proxy provenienti dalla Terra antica".

Dati da superficiale, mari semi-ristretti (ad es. il Mar Mediterraneo e il Mar Baltico) mostrano che le temperature della superficie del mare sono più calde che in mare aperto. Di conseguenza, una scoperta chiave del loro articolo teorizza che le stime della temperatura media globale dell'era paleozoica (~540-250 milioni di anni fa), un momento in cui la maggior parte dei dati proviene da mari poco profondi, sono irrealisticamente calde.

Anche nel più recente passato geologico, la stragrande maggioranza delle stime della temperatura della superficie del mare proviene da ambienti costieri, che dimostrano sono anche sistematicamente distorti rispetto alle temperature dell'oceano aperto.

Per avere una registrazione più accurata della temperatura media dell'oceano a una data latitudine, Bhattacharya afferma che i ricercatori devono spiegare la natura incompleta dei dati sulla paleotemperatura. "Il nostro lavoro evidenzia la necessità per la comunità scientifica di concentrare gli sforzi di campionamento su ambienti sottocampionati, " dice Bhattacharya. "Nuovi sforzi di campionamento sono essenziali per assicurarci di campionare ugualmente impostazioni ambientali uniche per diversi intervalli della storia della Terra".

Secondo Judd, la comunità del paleoclima ha compiuto importanti progressi verso la comprensione dei climi antichi negli ultimi decenni. Nuovo, Più veloce, e tecniche analitiche più economiche, così come un'ondata di spedizioni che recuperano i nuclei di sedimenti oceanici, hanno portato a massicce compilazioni di antiche stime della temperatura della superficie del mare. Nonostante questi progressi, ci sono ancora disaccordi significativi tra le stime della temperatura da diverse località all'interno dello stesso intervallo di tempo e/o tra le stime della temperatura ei risultati del modello climatico.

"Il nostro studio fornisce un quadro entro il quale riconciliare queste discrepanze, " dice Judd. " Evidenziamo dove, quando e perché le stime della temperatura alle stesse latitudini possono differire l'una dall'altra e confrontare le capacità dei diversi modelli climatici di ricostruire questi modelli. Il nostro lavoro pone quindi le basi per ricostruire in modo più olistico e robusto il clima globale attraverso la storia della Terra".