Dryas recente

Dryas recente
Um resfriamento significativo no Hemisfério Norte ocorreu durante o Dryas recente, enquanto houve aquecimento no Hemisfério Sul. A precipitação diminuiu substancialmente (marrom) ou aumentou (verde) em várias regiões do globo, indicando mudanças na circulação termohalina.
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O Dryas recente (ou Dryas III, em inglês: Younger Dryas, YD, Groenlândia Stadial GS-1) foi um período na história geológica da Terra que ocorreu cerca de 12 900 a 11 700 anos Antes do Presente (AP). É conhecido principalmente pelo resfriamento repentino ou "abrupto" no Hemisfério Norte, quando o Oceano Atlântico Norte esfriou e as temperaturas anuais do ar diminuíram em ~3 °C sobre a América do Norte, 2-6 °C na Europa e até 10 °C na Groenlândia, em poucas décadas. O resfriamento na Groenlândia foi particularmente rápido, ocorrendo em apenas 3 anos ou menos.Choi, Charles Q. (2 de dezembro de 2009). «Big freeze: Earth could plunge into sudden ice age». Live Science. Consultado em 2 de dezembro de 2009. Cópia arquivada em 1 de janeiro de 2011 </ref> Ao mesmo tempo, o Hemisfério Sul sofreu um aquecimento. Este período terminou tão rapidamente quanto começou, com um aquecimento dramático ao longo de ~50 anos, a transição da época glacial do Pleistoceno para a atual época do Holoceno.

O início do Dryas recente não foi totalmente sincronizado; nos trópicos, o resfriamento espalhou-se por vários séculos, e o mesmo se verificou no aquecimento do Holoceno Inferior. Mesmo no Hemisfério Norte, as mudanças de temperatura foram altamente sazonais, com invernos muito mais frios, primaveras mais frias, mas nenhuma mudança ou até mesmo um ligeiro aquecimento durante o verão. Ocorreram também mudanças substanciais na precipitação, com as áreas mais frias experimentando chuvas substancialmente menores, enquanto as áreas mais quentes receberam mais chuva. No Hemisfério Norte, a duração da estação de crescimento diminuiu. A cobertura de gelo terrestre sofreu pouca alteração líquida, mas a extensão do gelo marinho aumentou, contribuindo para a retroalimentação do albedo do gelo. Este aumento no albedo foi o principal motivo do resfriamento global líquido de 0,6 °C.

Durante o período anterior, a oscilação de Bølling-Allerød, o rápido aquecimento no Hemisfério Norte:677 foi compensado por um resfriamento equivalente no Hemisfério Sul. Este padrão de "gangorra polar" é consistente com as mudanças na circulação termohalina (particularmente a AMOC), que afeta grandemente a quantidade de calor que consegue ir do Hemisfério Sul para o Norte. O Hemisfério Sul esfria e o Hemisfério Norte esquenta quando a AMOC está forte, e o oposto ocorre quando está fraca. O consenso científico é que um enfraquecimento severo da AMOC explica os efeitos climáticos do Dryas recente.(p1148) Ele também explica por que o aquecimento do Holoceno ocorreu tão rapidamente quando a mudança na AMOC já não se opunha ao aumento nos níveis de dióxido de carbono.

O enfraquecimento da AMOC, causando os efeitos da gangorra polar, também é consistente com a explicação aceita para os Eventos Dansgaard-Oeschger, com o DR provavelmente tendo sido o último e mais forte desses eventos. No entanto, há algum debate sobre o que fez a AMOC tornar-se tão fraca em primeiro lugar. A hipótese historicamente mais apoiada pelos cientistas foi a interrupção devido a um afluxo de água doce e fria do Lago Agassiz, na América do Norte, para o Oceano Atlântico. Embora existam evidências de que a água de degelo viajou pelo rio Mackenzie, essa hipótese pode não ser consistente com a ausência de aumento do nível do mar durante esse período, por isso outras teorias também surgiram. Uma erupção vulcânica como um gatilho inicial para o resfriamento e crescimento do gelo marinho foi proposta mais recentemente, e a presença de níveis anormalmente altos de vulcanismo precedendo imediatamente o início do Dryas recente foi confirmada em testemunhos de gelo e depósitos em grutas.

Etimologia

Estádios do Dryas

O Dryas recente leva o nome da flor silvestre alpina da tundra, Dryas octopetala, cujos fósseis são abundantes nos sedimentos europeus (particularmente na Escandinávia) datados dessa época. Os dois intervalos de tempo geológico anteriores, em que esta flor também era abundante na Europa, são o Dryas mais antigo (aproximadamente 18 500-14 000 AP) e o Dryas antigo (~14 050–13 900 AP). Pelo contrário, a Dryas octopetala era rara durante a oscilação de Bølling-Allerød. Em vez disso, as temperaturas europeias eram quentes o suficiente para sustentar árvores na Escandinávia, como visto nos locais de Bølling e Allerød, na Dinamarca.

Na Irlanda, o Dryas recente também é conhecido como Estádio Nahanagan, e na Grã-Bretanha, é chamado de Estádio Loch Lomond. Na cronologia do testemunho de gelo do cume da Groenlândia, o Dryas recente corresponde ao Groenlândia Estádio 1 (GS-1). O período quente de Allerød (interestádio) precedente é subdividido em três eventos: Groenlândia Interestádio-1c a 1a (GI-1c a GI-1a).

Clima

Os testemunhos de gelo da Groenlândia desde o Último Máximo Glacial mostram temperaturas muito baixas na maior parte do Dryas recente, que depois sobem rapidamente durante a transição para o Holoceno
Alterações de temperatura, determinadas como temperaturas proxy, obtidas da região central do manto de gelo da Groenlândia durante o Pleistoceno Superior e o início do Holoceno.
Temperaturas na Antártida, derivadas do testemunho de gelo EPICA Dome C

Assim como em outros períodos geológicos, o paleoclima durante o Dryas recente é reconstruído através de dados proxy, como vestígios de pólen, testemunhos de gelo e camadas de sedimentos marinhos e lacustres. Coletivamente, essas evidências mostram que um resfriamento significativo em todo o Hemisfério Norte começou por volta de 12 870 ± 30 anos AP. Foi particularmente severo na Groenlândia, onde as temperaturas caíram de 4 a 10 °C, de forma abrupta. As temperaturas no cume da Groenlândia eram até 15 °C mais frias do que no início do século XXI.

Um forte resfriamento de cerca de 2 a 6 °C também ocorreu na Europa. Campos de gelo e geleiras formaram-se em áreas montanhosas da Grã-Bretanha, enquanto muitas áreas de planície desenvolveram permafrost, implicando um resfriamento de 5 °C e uma temperatura média anual não superior a -1 °C. A América do Norte também se tornou mais fria, particularmente nas áreas leste e central. Embora a região do Noroeste Pacífico tenha esfriado de 2 a 3 °C, o resfriamento no oeste da América do Norte foi geralmente menos intenso. Embora a Bacia de Orca no Golfo do México ainda tenha experimentado uma queda na temperatura da superfície do mar de 2,4 ± 0,6 °C, áreas terrestres mais próximas dela, como o Texas, a área do Grand Canyon e o Novo México, no final das contas, não esfriaram tanto quanto o interior continental. O Sudeste dos Estados Unidos tornou-se mais quente e úmido do que antes. Houve aquecimento dentro e ao redor do Mar do Caribe, e na África Ocidental.

Acreditava-se que o resfriamento do Dryas recente começou quase ao mesmo tempo em todo o Hemisfério Norte. Contudo, a análise de varvitos (rocha sedimentar) realizada em 2015 sugeriu que o resfriamento ocorreu em duas etapas: primeiro ao longo da latitude 56–54°N, há 12 900–13 100 anos, e depois mais ao norte, há 12 600–12 750 anos. Evidências dos testemunhos do Lago Suigetsu no Japão e do complexo de cavernas do Parque Nacional do Rio Subterrâneo de Puerto Princesa nas Filipinas mostram que o início do Dryas recente na Ásia Oriental foi atrasado em várias centenas de anos em relação ao Atlântico Norte. Além disso, o resfriamento não foi uniforme ao longo do ano, mas teve um padrão sazonal distinto. Na maioria dos lugares no Hemisfério Norte, os invernos tornaram-se muito mais frios do que antes, mas a primavera esfriou menos, enquanto não houve mudança de temperatura ou houve até mesmo um ligeiro aquecimento durante o verão. Uma exceção parece ter ocorrido no que hoje é o Maine, onde as temperaturas do inverno permaneceram estáveis, mas as temperaturas do verão diminuíram em até 7,5 °C.

Enquanto o Hemisfério Norte esfriava, um considerável aquecimento ocorreu no Hemisfério Sul. As temperaturas da superfície do mar ficaram 0,3 a 1,9 °C mais quentes, e a Antártida, a América do Sul (ao sul da Venezuela) e a Nova Zelândia experimentaram aquecimento. A mudança líquida de temperatura foi um resfriamento relativamente modesto de cerca de 0,6 °C. As mudanças de temperatura do Dryas recente duraram 1 150–1 300 anos. De acordo com a Comissão Internacional de Estratigrafia, o Dryas recente terminou há cerca de 11 700 anos, embora algumas pesquisas o situem mais perto de 11 550 anos atrás.

O fim do Dryas recente também foi abrupto: nas áreas anteriormente resfriadas, o aquecimento aos níveis anteriores ocorreu ao longo de 50 a 60 anos. Os trópicos vivenciaram uma recuperação de temperatura mais gradual ao longo de vários séculos; a exceção foi em áreas tropicais do Atlântico, como a Costa Rica, onde a mudança de temperatura foi semelhante à da Groenlândia. O aquecimento do Holoceno então prosseguiu em todo o globo, seguindo um aumento nos níveis de dióxido de carbono durante o período do DR (de ~210 ppm para ~275 ppm).

Cobertura de gelo

O resfriamento do Dryas recente foi frequentemente acompanhado pelo avanço das geleiras e pela redução da linha de neve regional, com evidências encontradas em áreas como a Escandinávia, os Alpes Suíços e os Alpes Dináricos nos Bálcãs, cordilheiras do norte das Montanhas Rochosas da América do Norte, a Área Natural Estadual da Floresta Enterrada de Two Creeks no Wisconsin e as partes ocidentais do estado de Nova Iorque, e no Noroeste Pacífico, incluindo a Cordilheira das Cascatas. Toda a camada de gelo Laurentide avançou entre o oeste do Lago Superior e o sudeste do Quebec, deixando para trás uma camada de detritos rochosos (morena) datada deste período. O sudeste do Alasca parece ter escapado da glaciação; a deposição de calcita de espeleotema continuou na região apesar de ter sido retardada, indicando a ausência de permafrost e glaciação.

Por outro lado, o aquecimento do Hemisfério Sul levou à perda de gelo na Antártida, América do Sul e Nova Zelândia. Além disso, embora a Groenlândia como um todo tenha resfriado, as geleiras cresceram apenas no norte da ilha, e recuaram do restante das costas da Groenlândia. Isso foi provavelmente impulsionado pelo fortalecimento da Corrente de Irminger. A cordilheira de Jablanica nos Bálcãs também sofreu perda de gelo e recuo glacial: isso foi provavelmente causado pela queda na precipitação anual, que de outra forma teria congelado e ajudado a manter as geleiras. Diferente de agora, as geleiras ainda estavam presentes no norte da Escócia, mas diminuíram de espessura durante o Dryas recente.

A quantidade de água contida nas geleiras influencia diretamente o nível global do mar - a elevação do nível do mar ocorre se as geleiras recuarem e cai se elas crescerem. Ao todo, parece ter havido pouca mudança no nível do mar ao longo do Dryas recente. Isso contrasta com os rápidos aumentos ocorridos antes e depois, como o Pulso de Água de Degelo 1A. Nas costas, o avanço e o recuo das geleiras também afetam o nível relativo do mar. A Noruega Ocidental experimentou um aumento relativo do nível do mar de 10 m à medida que a camada de gelo escandinava avançava. Notavelmente, o avanço do manto de gelo nesta área parece ter começado cerca de 600 anos antes do início global do Dryas recente. Debaixo d'água, os depósitos de clatrato de metano - metano congelado no gelo - permaneceram estáveis durante todo o Dryas recente, inclusive durante o rápido aquecimento com que terminou.

Sistemas climáticos

À medida que o Hemisfério Norte esfriava e o Hemisfério Sul aquecia, o equador térmico teria se deslocado para o sul. Devido ao fato de os ventos alísios de ambos os hemisférios se anularem mutuamente acima do equador térmico numa área calma e muito nublada conhecida como Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), uma mudança na sua posição afeta os padrões de vento noutros lugares. Por exemplo, na África Oriental, os sedimentos do Lago Tanganica misturaram-se com menos força durante este período, indicando sistemas de vento mais fracos nesta área. Acredita-se que as mudanças nos padrões atmosféricos sejam a principal razão pela qual os verões do Hemisfério Norte geralmente não esfriaram durante o Dryas recente.

Como os ventos transportam umidade na forma de nuvens, estas mudanças também afetam a precipitação. Assim, evidências do registo de pólen mostram que algumas áreas se tornaram muito áridas, incluindo a Escócia, o Centro-Oeste norte-americano, a Anatólia e o sul da China. À medida que a África do Norte, incluindo o Deserto do Saara, se tornou mais seca, a quantidade de poeira soprada pelo vento também aumentou. Outras áreas tornaram-se mais úmidas, incluindo o norte da China (possivelmente com exceção da região de Shanxi).

Biosfera

Dryas octopetala é a espécie indicadora para o período

O Dryas recente foi inicialmente descoberto por volta do início do século XX, através de estudos paleobotânicos e litoestratigráficos de sítios de pântanos e lagos suecos e dinamarqueses, particularmente no poço de argila de Allerød na Dinamarca. A análise de pólens fossilizados tem consistentemente mostrado como a Dryas octopetala, uma planta que prospera apenas em condições glaciais, começou a dominar onde as florestas conseguiam crescer durante a precedente oscilação de Bølling-Allerød. Isso torna o Dryas recente um exemplo chave de como a biota respondeu a uma mudança climática abrupta.

Por exemplo, no que hoje é a Nova Inglaterra, verões frios, combinados com invernos rigorosos e pouca precipitação, resultaram em uma tundra sem árvores até o início do Holoceno, quando as florestas boreais se deslocaram para o norte. Ao longo das margens ao sul dos Grandes Lagos, os abetos diminuíram rapidamente, enquanto os pinheiros aumentaram, e a vegetação das pradarias herbáceas diminuiu em abundância, mas aumentou a oeste da região. As montanhas centrais dos Apalaches permaneceram arborizadas durante o Dryas recente, mas estavam cobertas de florestas boreais de abetos e lariços, mudando para florestas de folhosas e mistas temperadas durante o Holoceno. Por outro lado, evidências de pólen e macrofósseis perto do Lago Ontário indicam que florestas boreais e frias persistiram até o início do Holoceno.

Representação de diferentes coberturas do solo durante o evento do Dryas recente

Um aumento do pólen de pinheiro indica invernos mais frios na região central das Cascatas. Os espeleotemas do Monumento e Reserva Nacional das Cavernas de Oregon no sul das Montanhas Klamath, em Oregon, fornecem evidências de resfriamento climático contemporâneo ao Dryas recente. Na Península Olímpica, uma área de média elevação registrou uma diminuição do fogo, mas a floresta persistiu e a erosão aumentou durante o Dryas recente, o que sugere condições frias e úmidas. Os registros de espeleotemas indicam um aumento na precipitação no sul do Oregon, cujo momento coincide com o aumento dos tamanhos dos lagos pluviais no norte da Grande Bacia. O registro de pólen das Montanhas Siskiyou sugere um atraso no tempo do Dryas recente, indicando uma maior influência de condições mais quentes do Pacífico sobre aquela cordilheira.

Os efeitos na região das Montanhas Rochosas foram variados. Vários locais mostram pouca ou nenhuma mudança na vegetação. Nas Rochosas do norte, um aumento significativo nos pinheiros e abetos sugere condições mais quentes do que antes e uma mudança para uma pradaria subalpina em alguns lugares. Supõe-se que esse seja o resultado de um deslocamento em direção ao norte da corrente de jato, combinado a um aumento da insolação de verão, bem como a uma camada de neve no inverno superior a hoje, com estações de primavera mais longas e úmidas.

Sociedades humanas

O Noroeste da Europa enfrentou uma acentuada redução populacional na primeira metade do Dryas recente.

O Dryas recente está frequentemente ligado à Revolução Neolítica, com a adoção da agricultura no Levante. O frio e a seca do Dryas recente supostamente diminuíram a capacidade de carga da área e forçaram a população inicial e sedentária da cultura natufiana em um padrão de subsistência mais móvel. Supõe-se que uma maior deterioração climática tenha resultado no cultivo de cereais. Embora exista um relativo consenso sobre o papel do Dryas recente nos padrões de subsistência em mudança durante a cultura natufiana, sua relação com o início da agricultura no final do período ainda está sendo debatida.

Causa

O consenso científico liga o Dryas recente a uma redução significativa ou interrupção da circulação termohalina, que circula águas tropicais quentes para o norte através da Circulação meridional de capotamento do Atlântico (AMOC).(p1148) Isso é consistente com simulações de modelos climáticos, bem como com uma série de evidências de proxies, como a diminuição da ventilação (exposição ao oxigênio da superfície) das camadas mais baixas da água do Atlântico Norte. Testemunhos do oeste do Atlântico Norte subtropical mostram que a "água de fundo" permaneceu lá por 1 000 anos, o dobro da idade das águas de fundo do Holoceno Superior do mesmo local por volta de 1 500 AP. Além disso, o aquecimento anômalo no sudeste dos Estados Unidos condiz com a hipótese de que, à medida que a AMOC enfraquecia e transportava menos calor do Caribe para a Europa através do Giro do Atlântico Norte, mais calor ficaria retido nas águas costeiras.

Pensou-se originalmente que uma enorme inundação proveniente do paleohistórico Lago Agassiz tivesse inundado o Atlântico Norte através do Canal de São Lourenço, mas poucas evidências geológicas para essa hipótese foram encontradas. Por exemplo, a salinidade no Canal de São Lourenço não diminuiu, como seria de se esperar de quantidades maciças de água de degelo. Pesquisas mais recentes mostram que as águas da inundação seguiram um caminho ao longo do rio Mackenzie no atual Canadá, e os testemunhos de sedimentos revelam que a inundação mais forte ocorreu pouco antes do início do Dryas recente.

Outros fatores também devem ter desempenhado um papel importante no clima do Dryas recente. Por exemplo, algumas pesquisas sugerem que o clima na Groenlândia foi afetado principalmente pelo derretimento da camada de gelo então presente na Feno-Escandinávia, o que poderia explicar por que a Groenlândia experimentou as mudanças climáticas mais abruptas durante o DR. Os modelos climáticos também indicam que uma única inundação de água doce, por maior que fosse, não teria sido capaz de enfraquecer a AMOC por mais de 1 000 anos, conforme exigido pela linha do tempo do Dryas recente, a menos que outros fatores estivessem envolvidos. Algumas modelagens explicam isso mostrando que o derretimento do manto de gelo Laurentide levou a maiores chuvas no Oceano Atlântico, adoçando-o e ajudando assim a enfraquecer a AMOC. Uma vez iniciado o Dryas recente, as baixas temperaturas teriam elevado a queda de neve em todo o Hemisfério Norte, aumentando a retroalimentação do albedo do gelo. Além disso, o derretimento da neve teria maior probabilidade de voltar a inundar o Atlântico Norte do que as chuvas, uma vez que menos água seria absorvida pelo solo congelado. Outras modelagens mostram que o gelo marinho no Oceano Ártico poderia ter dezenas de metros de espessura no início do Dryas recente, de modo que teria sido capaz de derramar icebergs no Atlântico Norte, o que teria sido capaz de enfraquecer a circulação de forma consistente. Notavelmente, as mudanças na cobertura de gelo marinho não teriam tido impacto no nível do mar, o que é consistente com a ausência de um aumento significativo do nível do mar durante o Dryas recente, e particularmente durante o seu início.

Alguns cientistas também explicam a ausência de aumento do nível do mar durante o início do Dryas recente relacionando-a com uma erupção vulcânica. As erupções frequentemente depositam grandes quantidades de partículas de dióxido de enxofre na atmosfera, onde são conhecidas como aerossóis, e podem ter um grande efeito de resfriamento ao refletir a luz solar. Esse fenômeno também pode ser causado pela poluição antropogênica por enxofre, onde é conhecido como escurecimento global. O resfriamento provocado por uma erupção vulcânica de alta latitude poderia ter acelerado o crescimento do gelo marinho no Atlântico Norte, desestabilizando finalmente a AMOC o suficiente para causar o Dryas recente. Os depósitos em grutas e os testemunhos de gelo glacial contêm provas de, pelo menos, uma grande erupção vulcânica que ocorreu no hemisfério norte numa época próxima do início do Dryas recente, talvez até correspondendo completamente à data obtida através de estalagmites para o início do evento do Dryas recente. Foi sugerido que esta erupção teria sido mais forte do que qualquer outra durante a Era Comum, algumas das quais foram capazes de causar várias décadas de resfriamento.

Segundo as pesquisas da década de 1990, a erupção do Laacher See (o atual lago vulcânico na Renânia-Palatinado, Alemanha) corresponderia aos critérios, mas a datação por radiocarbono realizada em 2021 empurra a data da erupção para 13 006 anos AP, ou seja, mais de um século antes do início do Dryas recente. Essa análise também foi contestada em 2023, com alguns pesquisadores sugerindo que a análise por radiocarbono foi contaminada por dióxido de carbono magmático. Por enquanto, o debate continua sem uma prova conclusiva ou rejeição da hipótese vulcânica.

Hipótese de impacto do Dryas recente

A Hipótese do impacto do Dryas recente (YDIH) atribui o resfriamento ao impacto de um cometa ou asteroide em desintegração. Devido à ausência de uma cratera de impacto datada do período do Dryas recente, os proponentes geralmente sugerem que o impacto atingiu a camada de gelo Laurentide, de forma que a cratera teria desaparecido quando a camada de gelo derreteu durante o Holoceno, ou que foi uma explosão atmosférica, que deixaria apenas micro e nanopartículas para trás como prova. A maioria dos especialistas rejeita a hipótese e argumenta que todas as micropartículas são adequadamente explicadas por processos terrestres. Por exemplo, inclusões minerais de sedimentos do período DR na Hall's Cave, no Texas, foram interpretadas pelos proponentes da YDIH como tendo origem extraterrestre, enquanto um artigo publicado em 2020 argumenta que é mais provável que sejam vulcânicas. Os opositores argumentam que não há evidências de incêndios florestais massivos que eles afirmam terem sido causados por uma explosão aérea de tamanho suficiente para afetar a circulação termohalina, e nem qualquer evidência mineralógica ou geoquímica do declínio simultâneo da população humana e de extinções em massa de animais que resultariam de tal impacto.

Eventos semelhantes

O proxy de temperatura de quatro testemunhos de gelo para os últimos 140 000 anos. Eles mostram o padrão distinto de "dente de serra" dos eventos D-O no Hemisfério Norte, em comparação com as mudanças mais suaves no Hemisfério Sul

A análise estatística mostra que o Dryas recente é apenas o último dos 25 ou 26 eventos Dansgaard-Oeschger (eventos D-O) ao longo dos últimos 120 000 anos. Esses episódios são caracterizados por mudanças abruptas na AMOC em escalas de tempo de décadas ou séculos. O Dryas recente é o mais conhecido e o mais bem compreendido porque é o mais recente, mas é fundamentalmente semelhante às fases frias anteriores ao longo dos últimos 120 000 anos. Essa similaridade torna a hipótese do impacto muito improvável, e pode também contradizer a hipótese do Lago Agassiz. Por outro lado, algumas pesquisas relacionam o vulcanismo com eventos D-O, potencialmente apoiando a hipótese vulcânica.

Eventos semelhantes ao Dryas recente parecem ter ocorrido durante as outras terminações - um termo usado para descrever uma transição comparativamente rápida das condições glaciais frias para as interglaciais quentes.[falta página] A análise de sedimentos marinhos e lacustres pode reconstruir temperaturas passadas a partir da presença ou ausência de certos lipídios e alquenonas de cadeia longa, uma vez que estas moléculas são muito sensíveis à temperatura. Esta análise fornece provas de eventos semelhantes ao DR durante a Terminação II (o final do Estágio Isotópico Marinho 6, há ~130 000 anos), III (o final do Estágio Isotópico Marinho 8, há ~243 000 anos) e Terminação IV (o final do Estágio Isotópico Marinho 10, há ~337 000 anos). Quando combinado com evidências adicionais de testemunhos de gelo e dados paleobotânicos, alguns argumentaram que eventos semelhantes ao DR ocorrem inevitavelmente durante todas as deglaciações.

Ver também

Referências

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Ligações externas