Un team internazionale di ricercatori, guidato dal Max Planck Institute for Chemistry di Magonza, Germania, è ora riuscito a ricostruire i cambiamenti nelle precipitazioni in Asia centrale negli ultimi cinque milioni di anni. Le informazioni conservate all'interno della successione sedimentaria forniscono l'anello mancante per comprendere i feedback terra-acqua per il clima globale.

La paleo ricercatrice Charlotte Prud'homme, che fino a poco tempo fa ha lavorato presso il Max Planck Institute for Chemistry ed è ora ricercatore presso l'Université Lausanne, spiega:"La sequenza sedimentaria spessa 80 metri che abbiamo trovato al Charyn Canyon nel sud-est del Kazakistan ci fornisce una registrazione praticamente continua di cinque milioni di anni di cambiamenti climatici. Questo è un evento molto raro sulla terraferma!" Gli strati alternati di polvere e suolo forniscono la prima prova affidabile, in un posto, delle interazioni a lungo termine tra i principali sistemi climatici del continente eurasiatico.

"Negli ultimi cinque milioni di anni, le superfici terrestri dell'Eurasia sembrano aver contribuito più attivamente al ciclo terra-atmosfera-oceano dell'acqua di quanto precedentemente riconosciuto. I sedimenti conservati al Charyn Canyon hanno agito come cartina di tornasole per l'afflusso di acqua dolce nell'Oceano Artico, stimolando il trasporto di masse d'aria umida dall'Atlantico settentrionale sulla terraferma attraverso flussi d'aria occidentali, ", afferma l'autore corrispondente Prud'homme. I risultati della ricerca sono stati ora pubblicati sulla rivista scientifica Comunicazioni Terra e Ambiente .

I ricercatori hanno concentrato la loro indagine sui periodi del Pliocene e del Pleistocene. Il Pliocene, da cinque a 2,6 milioni di anni fa, rappresenta il miglior analogo per le condizioni climatiche dell'Antropocene:questo periodo geologico è stata l'ultima volta in cui la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera è stata paragonabile a quella odierna, circa 400 parti per milione (ppm). "Ecco perché le nostre intuizioni dai sedimenti del Charyn Canyon sono così essenziali per comprendere il clima futuro, "Dice Prud'homme.

Fino ad ora, si sa poco del ruolo che l'Asia centrale svolge nell'evoluzione del clima globale passata e presente. L'evoluzione del clima della Terra negli ultimi cinque milioni di anni è stata compresa principalmente dal punto di vista dei meccanismi marini. In contrasto, il significato dei feedback climatici che hanno avuto origine sulla terra, piuttosto che negli oceani, laghi o carote di ghiaccio, è rimasto in gran parte inesplorato. Il team di ricerca internazionale ha colmato questa lacuna con la ricerca sul campo nel Charyn Canyon.

Interazioni tra sistemi climatici di media e alta latitudine

La posizione geografica del sito di studio nel mezzo dell'Asia centrale era di fondamentale importanza per il team:"Avevamo bisogno di trovare un luogo che fosse nell'entroterra e il più lontano possibile dall'oceano, "Kathryn Fitzsimmons, Capogruppo del gruppo di ricerca sulla ricostruzione del paleoclima terrestre presso il Max Planck Institute for Chemistry, spiega. "Difficilmente potremmo trovare una situazione più continentale di quella del Charyn Canyon nel sud-est del Kazakistan". Il clima semi-arido del canyon, e il suo paesaggio, è stato modellato dall'interazione tra i fronti polari di media latitudine e i fronti polari di alta latitudine, e dai sedimenti trasportati dalle vicine montagne del Tien Shan. Charyn Canyon è l'ideale, secondo Fitzsimmons, per lo studio dei meccanismi di feedback terra-clima a lungo termine.

I ricercatori hanno esaminato la successione sedimentaria spessa 80 metri e campionata in corda doppia per garantire una copertura continua del record. Misurando le concentrazioni relative di isotopi all'interno dei carbonati del suolo, hanno ricostruito la mutevole disponibilità di umidità nel suolo nel tempo. Una combinazione di analisi paleomagnetiche e datazione assoluta dell'uranio-piombo dei carbonati del suolo ha stabilito l'età e i tassi di accumulo del record di sedimenti. I campioni di suolo hanno rivelato una regione caratterizzata da un'aridità sempre crescente negli ultimi cinque milioni di anni. Nel primo Pliocene, il terreno era significativamente più umido rispetto alle epoche successive o rispetto al clima odierno. Questo processo di aridificazione non è stato lineare, però; è stato interrotto da fluttuazioni climatiche a breve termine che forniscono informazioni sull'interazione tra i venti occidentali di media latitudine e il sistema di alta pressione siberiano.

Interazione tra l'alta siberiana e i venti occidentali che portano pioggia

La ricerca al Charyn Canyon ha permesso agli scienziati di studiare l'interazione a lungo termine dell'alta siberiana con i venti occidentali che portano la pioggia. Fitzsimmons afferma:"Siamo fiduciosi che i cambiamenti nell'umidità del suolo che abbiamo riscontrato nel nostro sito possano essere utilizzati anche come proxy per l'attività dei fiumi siberiani più a nord". L'idroclima a Charyn Canyon riflette quello della steppa a nord, da dove un certo numero di grandi fiumi siberiani, come l'Irtysh e l'Ob, flusso, lei dice. Questi sono similmente influenzati dalle dinamiche delle masse d'aria alte e occidentali siberiane. Una fase particolare in cui questo collegamento è importante si distingue:un periodo prolungato di condizioni umide al Charyn Canyon appena prima della prima grande glaciazione globale circa 3,3 milioni di anni fa. È probabile che queste condizioni umide si estendessero ai fiumi siberiani a nord, il cui deflusso di acqua dolce verso l'Oceano Artico potrebbe aver violato un punto di non ritorno per l'aumento diffuso della formazione di ghiaccio marino.

Le informazioni provenienti da questo archivio climatico terrestre più completo degli ultimi cinque milioni di anni forniscono una base molto preziosa per i futuri modelli climatici. "Abbiamo aperto una porta, "Conclude Prud'homme.