O Holoceno Clima Optimum foi um período de aquecimento global do clima que ocorreu entre 6-9000 anos atrás. Naquela época, as temperaturas médias globais estavam em algum lugar entre 4-6 graus Celsius acima do que são hoje. Essa é a gama de aquecimento que os climatologistas prevêem, devido à acumulação de gases com efeito de estufa na atmosfera a partir de atividade humana. Assim, informações sobre o comportamento da monção durante o Holoceno poderia fornecer pistas sobre como é provável a se comportar no futuro. Este conhecimento pode ser muito importante para os 600 milhões de pessoas que vivem no subcontinente indiano, que contam com a monção, que fornece a área com 75 por cento de sua precipitação anual.
Um pequeno grupo de cientistas da terra são pioneira na utilização de depósitos de caverna mineral, conhecidos coletivamente como espeleotemas, como proxies para o clima pré-histórico. O gotejamento contínuo de água no subsolo pode revelar uma surpreendente quantidade de informações sobre as constantes mudanças de ciclos de calor e frio, precipitação e secas na atmosfera turbulenta acima. Como a água escoa para baixo através do solo ele pega minerais, mais comumente de carbonato de cálcio. Quando esta água rica em minerais goteja em cavernas, ele deixa depósitos minerais atrás que as camadas de formulário que crescem durante períodos úmidos e empoeirados formam peles quando a água seca.
Os cientistas podem datar essas camadas com extrema precisão baseado no decaimento radioativo do urânio em seu tório produto filha. As variações na espessura das camadas é determinada por uma combinação de a quantidade de água que escoa para dentro da caverna e da concentração de dióxido de carbono na atmosfera da caverna assim, quando as condições forem adequadas, eles podem fornecer uma medida de como a quantidade de precipitação acima a caverna varia ao longo do tempo. Ao analisar as razões de pesado para isótopos leves de oxigênio presente nas camadas, os pesquisadores podem controlar as alterações na temperatura em que a água originalmente condensados em gotículas nas mudanças de atmosfera e se o ponto de origem da precipitação foi local ou se viajaram um longo caminho antes de cair no chão.
O valor desta informação é ilustrado pelos resultados de um estudo publicado em 19 de maio na revista Geophysical Research Letters por Jessica Oster, da Universidade Vanderbilt, trabalhando com colegas do Centro de Geocronologia de Berkeley , o Museu Nacional de História Natural Smithsonian Institution e da Universidade de Cambridge intitulado "Nordeste registros estalagmites indianos Pacific mudança climática decadal: Implicações para o transporte de umidade e seca na Índia."
No estudo, Oster e sua equipe fizeram um registro detalhado dos últimos 50 anos de crescimento de uma estalagmite que se formaram em Mawmluh caverna no bairro de East Khasi Hills, no estado indiano nordeste de Meghalaya, uma área creditado como o lugar mais chuvoso na Terra .
Estudos de registros históricos na Índia sugerem que reduzida chuvas de monção na Índia central ocorreu quando as temperaturas da superfície do mar em regiões específicas do Oceano Pacífico estavam mais quentes do que o normal. Estes naturalmente recorrentes de temperatura da superfície do mar "anomalias" são conhecidos como o El Niño Modoki, que ocorre no Pacífico central, ea Oscilação Decadal do Pacífico , que tem lugar no norte do Pacífico. (Em contraste, o registro histórico indica que o tradicional El Niño, que ocorre no Pacífico oriental, tem pouco efeito sobre os níveis de precipitação no subcontinente.)
Quando os pesquisadores analisaram o registro estalagmite Mawmluh, os resultados foram consistentes com o registro histórico.Especificamente, eles descobriram que, durante os eventos El Niño Modoki, quando a seca estava ocorrendo no centro da Índia, a química mineral sugeriu eventos de tempestade mais localizadas ocorreram acima da caverna, enquanto que durante os períodos de não-El Niño, a água que escoou para dentro da caverna havia viajado muito mais longe antes de cair, que é o padrão típico de monção.
"Agora que temos mostrado que o registro caverna Mawmluh concorda com o registro instrumental para os últimos 50 anos, esperamos usá-lo para investigar relações entre a monção indiana e El Niño durante tempos pré-históricos, como o Holoceno", disse Oster.
"O estudo realmente cresceu a partir de uma descoberta acidental", disse Oster. Vanderbilt estudante de pós-graduação Chris Myers visitou a caverna, que co-autor Sebastian Breitenbach de Cambridge tem vindo a estudar há vários anos, para ver se ele continha suficientes espeleotemas quebrados para que pudessem usá-los para data grandes terremotos pré-históricos na área.
Myers encontrou uma série de colunas que parecem ter rompido no terremoto de magnitude 8,6 que atingiu Assam, Tibete em 1950. Mas ele também descobriu uma série de novos estalagmites que tinham começado a crescer sobre as bases quebrados. Quando ele examinou em pormenor estes ele descobriu que eles tinham camadas muito grossas e altas concentrados de urânio, o que os tornava perfeito para análise.
Por causa da grande quantidade de água corrente para dentro da caverna, a estalagmite que eles escolhem para analisar tinha crescido cerca de 2,5 centímetros em 50 anos. (Se isso parece lento, compará-lo com taxas de crescimento de alguns milímetros de mil anos encontrados em cavernas nas regiões áridas, como a Sierra Nevada.) Como resultado, as camadas anuais em média cerca de 0,4 milímetros de espessura - grande o suficiente para os pesquisadores obter sete a oito amostras por camada, o que é ligeiramente melhor do que uma medição de dois em dois meses.
A quantidade de informações sobre o clima que os cientistas podem extrair das estalagmites e estalactites em uma caverna é incrível. Mas o valor desta abordagem aumenta substancialmente como o número de cavernas que podem atuar como proxies climáticas aumenta. Não é uma tarefa simples. Porque cada caverna é único, os cientistas têm de estudá-lo por vários anos antes de entendê-lo bem o suficiente para usá-lo como um proxy. Por exemplo, eles devem estabelecer quanto tempo leva água para mover a partir da superfície até a caverna, um fator que pode variar de dias a meses.
Os esforços para usar os depósitos minerais em cavernas como proxies clima começou na década de 1990. Atualmente, existem apenas algumas dezenas de cientistas que estão buscando essa linha de pesquisa e eles analisaram os depósitos minerais 100-200 cavernas nesta moda.
O Galaxy diário via Universidade Vanderbilt
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