Un record della temperatura della Terra che copre mezzo miliardo di anni

I record della temperatura globale risalgono a meno di due secoli fa. Ma ciò non significa che non abbiamo idea di cosa stesse facendo il mondo prima che iniziassimo a costruire termometri. Varie cose – anelli degli alberi, rapporti isotopici e altro – registrano le temperature nel passato. Usando questi proxy di temperatura, siamo stati in grado di ricostruire migliaia di anni del clima del nostro pianeta.

Ma tornare indietro è difficile. Gli esempi conservati per periodi più lunghi diventano meno numerosi e gli esemplari diventano più rari. Quando torniamo indietro di oltre un milione di anni, diventa difficile trovare abbastanza esempi da tutto il mondo e nello stesso periodo di tempo ricostruire la temperatura globale. Ci sono alcune eccezioni, come il massimo termico del Paleocene-Eocene (PETM), un’improvvisa ondata di riscaldamento avvenuta circa 55 milioni di anni fa, ma pochi eventi antichi sono altrettanto ben compresi.

Ora, i ricercatori hanno utilizzato una combinazione di registrazioni surrogate e modelli climatici per ricostruire il clima della Terra negli ultimi mezzo miliardo di anni, fornendo una registrazione della temperatura globale che risale approssimativamente all’esplosione della vita complessa nel Cambriano. I dati mostrano che, con un’ovvia eccezione, l’anidride carbonica e le temperature globali sono strettamente collegate. Il che è in qualche modo sorprendente, visti gli altri cambiamenti che la Terra ha vissuto durante questo periodo.

Climi del passato

Il lavoro svolto qui da un team internazionale prevede una combinazione di dati alternativi e modelli climatici. Sebbene esistano numerosi dati alternativi basati sulla terraferma, questi tendono a presentare incertezze molto ampie. Pertanto, i ricercatori si sono concentrati su un tipo di dati proxy: il rapporto degli isotopi di ossigeno presenti nei gusci degli organismi marini. Ci sono alcune domande sull’accuratezza di questi dati, poiché il loro utilizzo richiede che il rapporto di questi isotopi negli oceani rimanga costante nel tempo.

Per compensare ciò, i ricercatori hanno utilizzato due metodi per convertire queste variabili in temperature. Un metodo presupponeva che i rapporti isotopici dell’ossigeno nell’acqua di mare rimanessero costanti; Il secondo metodo utilizzava un cambiamento lento e costante nel periodo di tempo coperto.

I modelli climatici forniscono un modo per convertire questi dati proxy, che di solito provengono da una singola posizione geografica, in temperatura globale. Utilizzando dettagli come la composizione continentale e i livelli di anidride carbonica, i modelli possono stimare temperature globali plausibili che corrispondono ai dati proxy, ovvero una temperatura specifica in una posizione specifica sul globo. I ricercatori hanno utilizzato una serie di modelli climatici in modo che i risultati non dipendessero da alcuna particolare applicazione della fisica atmosferica.

I risultati, che i ricercatori chiamano VANDA, stimano le temperature globali negli ultimi 485 milioni di anni, a partire dalla fine del periodo Cambriano, il periodo che ha visto la diversificazione dei principali gruppi di vita animale odierna.

Allora che aspetto ha Vanda? Una caratteristica fondamentale è che si sovrappone all’era Cenozoica, iniziata con l’estinzione di massa che pose fine a tutti i lignaggi dei dinosauri non aviari. Abbiamo una storia migliore dei climi cenozoici, quindi questo fornisce un test importante per verificare se le temperature Vanda corrispondono a quelle ottenute in modo indipendente. La loro coerenza costituisce un’importante validazione del nuovo lavoro.

Nel complesso, i ricercatori hanno scoperto che la temperatura media globale variava probabilmente da un minimo di circa 11 gradi Celsius, osservato negli ultimi periodi glaciali, a un massimo di 36 gradi Celsius, osservato circa 90 milioni di anni fa, sebbene casi estremi simili siano stati osservati durante la Terra-Paleocene-Plateriana. Nei documenti compaiono anche altri importanti eventi climatici, come il riscaldamento dovuto alle eruzioni che formarono le trappole siberiane. Ci sono lunghi periodi di trend di riscaldamento (come quelli che coprirono gran parte dell’era mesozoica) alternati a periodi di raffreddamento (che dominarono l’attuale era cenozoica). I ricercatori suggeriscono che queste tendenze sono guidate dall’assemblaggio e dalla disgregazione dei supercontinenti.

I ricercatori hanno trascorso una parte maggiore di questo periodo in climi caldi come serre (41% del periodo) che in climi con deposito di ghiaccio (31%). I ricercatori hanno scoperto che la maggior parte della differenza tra questi climi si verifica nelle regioni polari. I cambiamenti si verificano ai tropici, ma sono di entità molto minore. Quindi, durante il periodo delle riserve di ghiaccio, la differenza tra i tropici e le alte latitudini è compresa tra 30° e 50°C. Al contrario, durante i periodi di serra, la differenza tra l’equatore e il polo tende ad essere dell’ordine di 15°-25°C.