O que causa os ciclos glaciais-intergllaciais?
Variações na órbita da Terra através do tempo alteraram a quantidade de radiação solar que a Terra recebe em cada estação. Os períodos inter-laciais tendem a acontecer durante os períodos de radiação solar de Verão mais intensa no Hemisfério Norte. Estes ciclos glacia-inter-glaciares têm-se acentuado e diminuído ao longo do Período Quaternário (os últimos 2,6 milhões de anos). Desde o Quaternário médio, os ciclos glacia-interglaciais têm tido uma frequência de cerca de 100.000 anos (Lisiecki e Raymo 2005). Na série temporal da radiação solar, ciclos desta duração (conhecidos como “excentricidade”) estão presentes mas são mais fracos do que ciclos que duram cerca de 23.000 anos (que são chamados “precessão dos equinócios”).
Períodos interglaciais tendem a ocorrer durante períodos de pico de radiação solar no Verão do Hemisfério Norte. No entanto, os períodos interglaciais completos ocorrem apenas a cada quinto pico no ciclo de precessão. A explicação completa para esta observação é ainda uma área activa de investigação. Os processos não lineares, tais como os feedbacks positivos dentro do sistema climático, também podem ser muito importantes para determinar quando ocorrem períodos glaciais e interglaciais.
Outro facto interessante é que as variações de temperatura na Antárctida estão em fase de alterações da radiação solar nas altas latitudes do norte. As alterações da radiação solar nas altas latitudes meridionais perto da Antárctida estão de facto fora de fase com alterações de temperatura, de tal forma que o período mais frio durante a mais recente era glacial ocorreu por volta da altura em que a região estava a experimentar um pico na luz solar local. Isto significa que o crescimento das placas de gelo no Hemisfério Norte tem uma influência importante no clima mundial.
Porquê que os períodos glaciais terminam abruptamente?
Notem a forma assimétrica do registo de temperatura da Antárctida (linha preta), com aquecedores abruptos mostrados em amarelo precedendo arrefecimentos mais graduais (Kawamura et al. 2007; Jouzel et al. 2007). O aquecimento no final dos períodos glaciares tende a acontecer mais abruptamente do que o aumento da insolação solar. Vários feedbacks positivos são responsáveis por isto. Um é o feedback do Ice-Albedo. Um segundo feedback envolve o CO2 atmosférico. A medição directa do CO2 passado retido em bolhas de gelo mostra que a quantidade de CO2 atmosférico diminuiu durante os períodos glaciais (Kawamura et al. 2007; Siegenthaler et al. 2005; Bereiter et al. 2015), em parte porque o oceano profundo armazenou mais CO2 devido a mudanças na mistura do oceano ou na actividade biológica. Os níveis mais baixos de CO2 enfraqueceram o efeito estufa da atmosfera e ajudaram a manter temperaturas mais baixas. O aquecimento no final dos períodos glaciares libertou CO2 do oceano, o que reforçou o efeito de estufa da atmosfera e contribuiu para um maior aquecimento.
alguns conjuntos de dados importantes relacionados com os ciclos glaciais/interglaciais:
- Berger e Loutre (1991), cálculos da radiação solar recebida nos últimos 5 milhões de anos
- Peltier (1994), topografia da camada de gelo desde o último máximo glacial
- Lisiecki e Raymo (2005), bentónico δ18O registos utilizados como proxy do volume global de gelo
- Siegenthaler et al. (2005), dióxido de carbono do núcleo de gelo EPICA Dome C na Antárctida
- Jouzel et al. (2007), isótopos estáveis do núcleo de gelo EPICA Dome C na Antárctida
- Kawamura et al. (2007), isótopos estáveis e gases residuais do núcleo de gelo da Cúpula Fuji
- Bereiter et al. (2015), dióxido de carbono do núcleo de gelo da Cúpula C EPICA na Antárctida