Immersos com som en un canvi climàtic antropogènic accelerat, resulta natural que hi hagi un interès creixent per la paleoclimatologia i, en particular, per esdeveniments abruptes que sotragaren en el passat el clima holocènic. Sandy Harrison és professora de paleoclimes globals i cicles biogeoquímics a la School of Archaeology, Geography and Environmental Science de la Reading University, i Sarah E. Parker és ajudant de recerca en anàlisi d’espeleotema del mateix centre. L’espeleotema és el dipòsit mineral secundari que es forma per precipitació química a partir d’un mineral primari en una cova, i en conseqüència poden fornir dades de les condicions espeleològiques en el moment de formar-se. Parker & Harrison són les autores d’un article publicat a Scientific Reports en el que utilitzen els registres espeleotèmics globals per deduir la cronologia, durada i magnitud de l’esdeveniment que somogué el clima fa 8.200 anys. Aquest esdeveniment (8,2 ka) és potser el millor exemple de canvi climàtic sobtat de l’holocè pre-industrial. Fou desencadenat per l’alliberament d’aigua fosa cap a la Mar de Labrador, el qual afeblí el transport de calor cap al pol a l’Atlàntic Nord. Parker & Harrison, concretament, es fixen en els registres isotòpics d’oxigen d’espeleotemes d’arreu del planeta. Han trobat que l’esdeveniment 8,2 ka es pot identificar en el 70% dels registres espeleotèmics. De fet, és el senyal més coherent de canvi climàtic abrupte dels darrers 12.000 anys. Els canvis isotòpics són regionalment homogenis, però no pas a escala global. Així a Àsia hom troba anomalies isotòpics d’oxigen positives, mentre que a Europa, a la Regió Mediterrània, a Sud-Amèrica i a Sud-Àfrica les anomalies són negatives. Hi ha una coincidència dels registres pel que fa al moment i durada de l’esdeveniment, així com amb els registres dels testimonis de gel de Groenlàndia. Parker & Harrison creuen, doncs, que fa 8.200 anys hi va haver una resposta climàtica ràpida i global a un puls d’aigua dolça abocat a l’Atlàntic Nord, transmès probablement a través de teleconnexions atmosfèriques.
Distribució dels registres espeleotèmics de δ18O emprats per Parker & Harrison.
El registre espeleotèmic global
Aquest estudi fous dissenyat per Sarah E. Parker, amb contribucions de Sandy P. Harrison. Totes dues redactaren l’article, que fou tramès a la revista el 18 de gener. El 6 de maig l’article fou acceptat, i es publicà el 22 de juny. Les autores agraeixen el finançament del projecte Global Change 2.0. També agraeixen a Carrie Morrill que els hagi donat accés a dades d’anomalia de precipitació i temperatura durant l’esdeveniment 8,2 ka.
Hom utilitza el terme Holocè (“període íntegrament recent”) per designar l’època que arrenca fa 11.700 anys i que arriba als nostres dies. El podem identificar amb una època interglacial. A banda, però, de les grans tendències paleoclimàtiques, l’Holocè ha estat esquitxat, com períodes anteriors, per esdeveniments abruptes que han comportat canvis ràpids de gran escala. Els dos més coneguts són els esdeveniments 4,2 ka i 8,2 ka. L’esdeveniment 4,2 ka (de fa 4200 anys) es presentà com una megasequera de 300 anys que afectà predominantment Euràsia, i particularment l’Orient Mitjà: els historiadors investiguen activament el seu vincle amb el final de l’Imperi Antic d’Egipte, l’Imperi Acadi, la civilització de la Vall de l’Indus i la cultura Liangzhu.
L’esdeveniment 8,2 ka (de fa 8200 anys) fou encara més gran i significatiu, fins el punt que se’l considera l’esdeveniment abrupte més rellevant de tot l’Holocè. Això hi constaten els registres de testimoni de gel obtinguts a Groenlàndia. La causa directa de l’esdeveniment fou l’entrada d’aigua dolça resultant de la plataforma glacial Laurèntida a la Mar de Labrador. Aquesta entrada d’aigua fosa alentí la circulació de retornament de l’Atlàntic Meridional (AMOC en l’acrònim anglès), de forma que es reduí el transport de calor meridional cap al nord. Això provocà una gran caiguda en la temperatura de la regió Nord-Atlàntic. Els registres de nuclis de gel de Groenlàndia indiquen un refredament de 2 K durant un interval de 165 anys. Més enllà de Groenlàndia, testimonis marins, lacustres, glacials i de torba d’arreu d’Europa indiquen un refredament generalitzat de 1 a 1,5 K. Associat a aquest refredament hi hagué condicions més eixutes al tròpic de l’hermisferi nord, mentre que al tròpic de l’hemisferi sud el clima tornà més humit. Parker & Harrison recorden, però, que tan sols el 13% dels registres forneixen estimacions quantitatives de temperatura i precipitació: en la majoria de casos hom ha de conformar-se amb indicacions qualitatives de direcció de canvi. Per acabar-ho d’adobar, sovint els registres no tenen una resolució temporal prou precisa.
Parker & Harrison es fixen en els registres isotòpics d’oxigen-18 (δ18O) d’espeleotemes. Sovint aporten una resolució temporal de dècades o fins i tot sub-anual, i poden datar-se amb certa precisió. Ara bé, el valor de δ18O de l’espeleotema és el resultat de la influència d’un seguit de factors, entre els quals hi ha la precipitació regional, la circulació atmosfèrica i la temperatura ambiental.
Parker & Harrison empren la base de dades de SISAL, resultat d’una col·laboració de científics experts en espeleotema, i que és coordinada a Reading. Aixó forneixen una nova síntesi global sobre l’esdeveniment 8,2 ka.
Parker & Harrison utilitzen finestres mòbils de 1000 anys d’amplada sobre els registres de δ18O espeleotèmica de SISAL 2. Per a cada finestra d’apliquen els següents els criteris d’inclusió de cada registre:
– a) que tingui una resolució mostral mitjana de menys de 30 anys dins de la finestral temporal;
– b) que tingui una longitud mínima dins de la finestra de 500 anys.
Amb aquest filtre, són seleccionats 275 registres espeleotèmics de 170 coves. Adoptar una resolució mínima de 30 anys, fa que Parker & Harrison disposin d’un mínim de cinc punts per als 150 anys que durà el 8,2 ka segons la literatura prèvia.
L’estatístic emprat cerca punts de ruptura en els valors de δ18O. Quan hi ha més d’un punt de ruptura dins d’un període de 300 anys, s’assenyala la presència d’un esdeveniment abrupte. Els esdeveniments abruptes es caracteritzen pel seu caràcter reversible, i així cal diferenciar-los dels canvis de llarg termini, de forma que Parker & Harrison fan una correcció prèvia de normalització de les dades a través d’una regressió linial.
Per a les anomalies 8,2 ka, Parker & Harrison es fixen en registres espeleotèmics que cobreixen l’interval de fa 7.800 a 8.400 anys, emprant els criteris anteriors de resolució (<30 anys) i durada (>300 anys). Amb aquest filtre resulten 67 registres espeleotèmics de 48 coves, als quals afegeixen 6 registres addicionals de 6 coves diferents. Val a dir, que dels 73 registres, el 95% tenen resolucions de menys de 20 anys, i el 67% de menys de 10.
Una nova síntesi sobre l’esdeveniment 8,2 ka
Dels 275 registres espeleotèmics analitzats, Parker & Harrison detecten excursions abruptes de les dades isotòpiques en set períodes:
– 0,6-0,9 ka.
– 1,5-1,8 ka.
– 3,6-3,9 ka.
– 6,6-6,9 ka.
– 8,1-8,4 ka.
– 10,2-10,5 ka. Coincideix amb l’esdeveniment 7 de Bond (10,3 ka).
– 11,1-11,4 ka. Coincideix amb l’oscil·lació pre-Boreal de 11,1 ka.
És interessant que l’esdeveniment 4,2 ka no sigui identificat en aquesta anàlisi.
En el cas de l’esdeveniment 8,2 ka, el 72% dels registres espeleotèmics indiquen una excursió isotòpica abrupta.
Els 73 registres espeleotèmics de δ18O que cobreixen el període 8,2 ka indiquen una cronologia remarcablement coherent. Així doncs, l’esdeveniment hauria arrencat fa 8220 ± 12 anys, i hauria conclòs fa 8060 ± 14. Aquesta cronologia coincideix amb la deduïda dels testimonis de gel de Groenlàndia, tant pel que fa a les dates absolutes com pel que fa a la durada (159 anys segons els registres espeleotèmics i 160,5 anys segons els testimonis de gel). Els registres europeus i asiàtics coincideixen en la datació, durada i intensitat de l’esdeveniment.
A la regió euromediterrània, de les 20 coves estudiades, 15 mostren indicis d’excursió isotòpica d’oxigen-18 en els espeleotemes. Es tracta d’anomalies negatives, en el sentit que els valors de δ18O són inferiors durant l’esdeveniment.
A la regió asiàtica, de les 16 coves estudiades, 13 mostren anomalies positives durant l’esdeveniment.
A la regió sud-americana i sud-africana, de les 6 coves estudiades, 4 mostres anomalies negatives durant l’esdeveniment.
A la regió centre-americana, totes les coves estudiades mostren una excursió isotòpica: les de més al nord mostren anomalies negatives i les de més al sud anomalies positives.
Ni a les dues coves de Nord-Amèrica ni a les 4 d’Oceania incloses en la base de dades es registren excursions isotòpiques durant el 8,2 ka.
Els registres isotòpics d’anomalies de δ18O es poden comparar amb altres dades espeleotèmiques: taxa de creixement, presència d’elements de traça, dades isotòpiques de calci, etc. Les anomalies isotòpiques negatives d’oxigen-18 coincideixen amb senyals de refredament. Més complexa és la interpretació dels canvis en les precipitacions, ja que els espeleotemes poden reflectir diferents moments del cicle hidrològic.
Parker & Harrison contrasten el caràcter global dels registres espeleotèmics amb el caràcter regional dels testimonis de gel de Groenlàndia. Al capdavall, l’aigua fosa de les glaceres laurèntides en retrocés en el nou context interglacial, per fina força havia d’afectar el clima de la veïna Groenlàndia. Però el que indiquen els registres espeleotèmics és que aquest esdeveniment regional comportà una reorganització global del sistema climàtic.
Els registres de testimonis de gel de Groenlàndia de l’esdeveniment 8,2 ka també indiquen canvis en el metà, que reflectirien alteracions hidrològiques dels aiguamolls tropicals. Alhora, hi ha canvis simultanis en la δ14N indicadors d’un canvi en la temperatura local de Groenlàndia. La comparació cronològica amb els registres espeleotèmics assenyalaria una transmissió ràpida de l’esdeveniment de la Mar de Labrador a gran part del món a través de processos atmosfèrics.
Hom ha postulat com un exemple d’aquests processos atmosfèrics, un desplaçament cap al sud de la posició mitjana de la zona de convergència intertropical (ITCZ) com a resposta a unes temperatures superficials més fredes a l’Atlàntic Nord. El contrast entre els senyals positius dels tròpics de l’hemisferi nord d’Àsia i els senyals negatius dels tròpics de l’hemisferi sud de Sud-Amèrica i de Sud-Àfrica seria el resultat d’un afebliment dels monsons de l’hemisferi nord i un enfortiment dels monsons de l’hemisferi sud. A Europa, l’esdeveniment 8,2 ka es manifestà en un refredament de 1 a 1,5 K.
Parker & Harrison assenyalen que l’esdeveniment 8,2 ka superà en intensitat i abast oscil·lacions anteriors com la Preboreal (11,2 ka). Pel que fa a l’absència de l’esdeveniment 4,2 ka en els registres espeleotèmics, Parker & Harrison assenyalen la complexitat de causes d’aquest esdeveniment (irradiància solar, volcanicitat, variabilitat climàtica interna).
Fa 8.200 anys hi hagué, doncs, un esdeveniment climàtic abrupte prominent, manifestat en una resposta d’abast global, coherent i sincrònica. Un pols d’aigua dolça d’origen glacial sobre la Mar de Labrador comportà una reorganització àmplia de sistemes climàtics, transmesa a través de teleconnexions atmosfèriques ràpides. En el context actual de fusió de plataformes glacials cal llegir amb suma atenció allò que s’esdevingué en aquella època.
Lligams:
– The timing, duration and magnitude of the 8.2 ka event in global speleothem records. Sarah E. Parker, Sandy P. Harrison. Sci. Rep. 12: 10542 (2022)
Des de la Mediterrània 