Reconstruindo o clima global ao longo da história da Terra

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As temperaturas da superfície do mar em mares rasos e semifechados hoje são mais altas do que deveriam estar em seus locais. Muitos dados de paleotemperatura vêm de configurações como essas, aumentando a possibilidade de que temperaturas antigas sugiram uma Terra antiga mais quente. Crédito: Syracuse University

Um componente importante ao prever como será o clima da Terra no futuro é a capacidade de se basear em registros precisos de temperatura do passado. Ao reconstruir gradientes de temperatura latitudinais anteriores (a diferença na temperatura média entre o equador e os pólos), os pesquisadores podem prever onde, por exemplo, a corrente de jato, que controla tempestades e temperaturas em latitudes médias (zonas temperadas entre os trópicos e os polares círculos), serão posicionados. O problema é que muitos dos dados existentes são tendenciosos para regiões ou tipos de ambientes específicos, não pintando um quadro completo das antigas temperaturas da Terra.

Pesquisadores do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais, incluindo Emily Judd '20 Ph.D., Thonis Family Assistant Professor Tripti Bhattacharya e Professora Linda Ivany, publicaram um estudo intitulado "Uma estrutura dinâmica para interpretar antigas temperaturas da superfície do mar", em o jornal Geophysical Research Letters , para ajudar a explicar a diferença entre os dados do paleoclima com viés de localização e a "verdadeira" temperatura média em uma determinada latitude ao longo da história da Terra.

De acordo com Judd, estimativas precisas de temperatura de oceanos antigos são vitais porque são a melhor ferramenta para reconstruir as condições climáticas globais no passado, incluindo métricas como temperatura global média e gradiente latitudinal de temperatura. Enquanto os modelos climáticos fornecem cenários de como o mundo poderia ser no futuro, os estudos paleoclimáticos (estudo de climas passados) fornecem uma visão sobre como o mundo realmente era no passado. Ver quão bem os modelos que usamos para prever o futuro podem simular o passado nos mostra o quão confiantes podemos estar em seus resultados. Portanto, é de extrema importância ter dados completos e bem amostrados do passado antigo.

"Ao compreender como os gradientes de temperatura latitudinais mudaram ao longo da história da Terra e sob uma variedade de regimes climáticos diferentes, podemos começar a antecipar melhor o que acontecerá no futuro", disse Judd.

Para determinar temperaturas antigas, os geólogos estudam proxies, que são vestígios químicos ou biológicos que registram as temperaturas de depósitos sedimentares preservados no fundo do mar ou continentes. Devido à reciclagem do antigo fundo do mar para o manto da Terra, há uma 'data de validade' na disponibilidade de dados do fundo do mar. A maioria dos proxies de temperatura antigos, portanto, vêm de sedimentos que se acumularam nas margens continentais ou em mares interiores rasos, onde os registros podem persistir por muito mais tempo.

Judd, Bhattacharya e Ivany usam dados de temperatura dos oceanos modernos para revelar padrões consistentes e previsíveis em que a superfície do oceano é mais quente ou mais fria, ou mais ou menos sazonal, do que o esperado naquela latitude.

"As maiores compensações acontecem nas duas configurações mais representadas no passado geológico", diz Ivany. "Saber como essas regiões são tendenciosas em comparação com a média global permite aos pesquisadores interpretar melhor os dados proxy vindos da Terra antiga."

Dados de mares rasos e semirrestritos (por exemplo, os mares Mediterrâneo e Báltico) mostram que as temperaturas da superfície do mar são mais altas do que no oceano aberto. Como resultado, uma descoberta importante de seu artigo teoriza que as estimativas da temperatura média global da Era Paleozóica (~ 540-250 milhões de anos atrás), uma época em que a maioria dos dados vêm de mares rasos, são excessivamente quentes.

Mesmo no passado geológico mais recente, a esmagadora maioria das estimativas de temperatura da superfície do mar vêm de configurações costeiras, que eles demonstram também serem sistematicamente tendenciosas em comparação com as temperaturas do oceano aberto.

Para ter um registro mais preciso da temperatura média do oceano em uma determinada latitude, Bhattacharya diz que os pesquisadores devem levar em conta a natureza incompleta dos dados de paleotemperatura. "Nosso trabalho destaca a necessidade da comunidade científica de concentrar os esforços de amostragem em ambientes sub-amostrados", diz Bhattacharya. "Novos esforços de amostragem são essenciais para garantir que estamos amostrando igualmente configurações ambientais exclusivas para diferentes intervalos da história da Terra."

De acordo com Judd, a comunidade paleoclima fez grandes avanços na compreensão de climas antigos nas últimas décadas. Técnicas analíticas novas, mais rápidas e mais baratas, bem como uma onda de expedições que recuperam núcleos de sedimentos oceânicos, levaram a compilações massivas de antigas estimativas de temperatura da superfície do mar. Apesar desses avanços, ainda existem divergências significativas entre as estimativas de temperatura de diferentes locais no mesmo intervalo de tempo e / ou entre as estimativas de temperatura e os resultados do modelo climático.

"Nosso estudo fornece uma estrutura para reconciliar essas discrepâncias", diz Judd. "Destacamos onde, quando e por que as estimativas de temperatura das mesmas latitudes podem diferir umas das outras e comparamos as capacidades dos diferentes modelos climáticos para reconstruir esses padrões. Nosso trabalho, portanto, estabelece as bases para reconstruir o clima global de forma mais holística e robusta ao longo da história da Terra".

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Mais informações: Emily J. Judd et al, A Dynamical Framework for Interpreting Ancient Sea Surface Temperatures, Geophysical Research Letters (2020). DOI: 10.1029 / 2020GL089044

Informações do periódico: Cartas de pesquisa geofísica 

Fornecido pela Syracuse University

Fonte: Phys News / pela Syracuse University /16-08-2020  

https://phys.org/news/2020-08-reconstructing-global-climate-earth-history.html

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia). Participou do curso de Astrofísica Geral concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina.

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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