Un nuovo studio sulle precipitazioni monsoniche nel subcontinente indiano negli ultimi milioni di anni fornisce indizi vitali su come i monsoni risponderanno ai futuri cambiamenti climatici.

Lo studio, pubblicato in Progressi scientifici , hanno scoperto che i cambiamenti periodici nell'intensità delle piogge monsoniche negli ultimi 900, 000 anni sono stati associati alle fluttuazioni dell'anidride carbonica atmosferica (CO ₂ ), volume di ghiaccio continentale e importazione di umidità dall'emisfero meridionale dell'Oceano Indiano. I risultati rafforzano le previsioni del modello climatico che l'aumento di CO ₂ e temperature globali più elevate porteranno a stagioni dei monsoni più forti.

"Mostriamo che negli ultimi 900, 000 anni, maggiore CO ₂ i livelli insieme ai cambiamenti associati nel volume del ghiaccio e nel trasporto di umidità sono stati associati a precipitazioni monsoniche più intense, " ha detto Steven Clemens, un professore di scienze geologiche (ricerca) presso la Brown University e autore principale dello studio. "Questo ci dice che CO ₂ livelli e il riscaldamento associato sono stati i principali attori dell'intensità dei monsoni in passato, che supporta ciò che i modelli prevedono sui monsoni futuri:che le precipitazioni si intensificheranno con l'aumento della CO ₂ e il riscaldamento della temperatura globale".

Il monsone dell'Asia meridionale è probabilmente l'espressione più potente dell'idroclima terrestre, Clemente dice, con alcune località che ricevono diversi metri di pioggia ogni estate. Le piogge sono vitali per l'agricoltura e l'economia della regione, ma possono anche causare inondazioni e interruzione del raccolto negli anni in cui sono particolarmente pesanti. Poiché i monsoni svolgono un ruolo così importante nella vita di quasi 1,4 miliardi di persone, capire come il cambiamento climatico può influenzarli è fondamentale.

Per molti anni, Clemens ha lavorato con un team internazionale di ricercatori per comprendere meglio i principali fattori trainanti dell'attività dei monsoni. Nel novembre 2014, il team di ricerca ha navigato a bordo della nave da ricerca JOIDES Resolution verso il Golfo del Bengala, al largo delle coste dell'India, per recuperare campioni di carote di sedimenti da sotto il fondo del mare. Quei campioni di carota conservano una registrazione dell'attività dei monsoni che abbraccia milioni di anni.

L'acqua piovana prodotta dai monsoni ogni estate alla fine defluisce dal subcontinente indiano nel Golfo del Bengala. Il deflusso crea uno strato di acqua di mare diluita nella baia che scorre in cima al più denso, più acqua salata sotto. L'acqua superficiale è un habitat per microrganismi chiamati foraminiferi planctonici, che usano i nutrienti nell'acqua per costruire i loro gusci, che sono fatti di carbonato di calcio (CaNO ₃ ). Quando le creature muoiono, i gusci affondano sul fondo e rimangono intrappolati nei sedimenti. Prelevando carotaggi di sedimenti e analizzando gli isotopi di ossigeno in quei fossili, gli scienziati possono indovinare la salinità dell'acqua in cui vivevano le creature. Quel segnale di salinità può essere utilizzato come indicatore della variazione della quantità di pioggia nel tempo.

Altri dati dei campioni completano i dati dei foraminiferi. Il deflusso del fiume nella baia porta con sé sedimenti dal continente, fornendo un altro indicatore dell'intensità della pioggia. La composizione isotopica del carbonio della materia vegetale lavata nell'oceano e sepolta nei sedimenti offre un altro segnale correlato alle precipitazioni che riflette i cambiamenti nel tipo di vegetazione. La composizione isotopica dell'idrogeno delle cere sulle foglie delle piante varia nei diversi ambienti piovosi, e quella firma può essere ricostruita anche dai nuclei di sedimenti.

"L'idea è che possiamo ricostruire le precipitazioni nel tempo usando questi proxy, e poi guarda altri dati paleoclimatici per vedere quali potrebbero essere i fattori importanti dell'attività dei monsoni, " Clemens ha detto. "Questo ci aiuta a rispondere a domande importanti sui fattori che guidano i monsoni. Sono principalmente guidati da fattori esterni come i cambiamenti nell'orbita terrestre, che alterano la quantità di radiazione solare dal sole, oppure sono fattori interni al sistema climatico come la CO ₂ , volume di ghiaccio e venti che trasportano umidità sono più importanti?"

I ricercatori hanno scoperto che i periodi di venti monsonici e precipitazioni più intensi tendevano a seguire i picchi di CO . atmosferica ₂ e punti bassi nel volume di ghiaccio globale. Anche i cambiamenti ciclici nell'orbita terrestre che alterano la quantità di luce solare ricevuta da ciascun emisfero hanno avuto un ruolo nell'intensità dei monsoni, ma da soli non potrebbero spiegare la variabilità dei monsoni. Presi insieme, i risultati suggeriscono che i monsoni sono effettivamente sensibili alla CO ₂ - riscaldamento correlato, che convalida le previsioni del modello climatico di rafforzamento dei monsoni in relazione a una maggiore CO ₂ .

"I modelli ci dicono che in un mondo che si riscalda, ci sarà più vapore acqueo nell'atmosfera, " Clemens ha detto. "In generale, le regioni che ora sono molto piovose riceveranno più pioggia in futuro. Per quanto riguarda i monsoni dell'Asia meridionale, questo è del tutto coerente con ciò che vediamo in questo studio".