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CLIMA SCIENZA

Enorme riduzione pennacchio di polvere africano clima influenzato 11.000 anni fa
da Staff Writers
Boston MA (SPX) Nov 25, 2016



La polvere che soffia attraverso il deserto del Sahara nel 2012. I ricercatori hanno scoperto che il pennacchio era molto meno polverosa tra 5.000 e 11.000 anni fa, che contiene solo la metà della quantità di polvere che viene trasportato oggi. Immagine gentilmente concessa da MODIS Rapid Response Team / Goddard Space Flight Center / NASA.

Ogni anno, alisei sopra il deserto del Sahara spazzare enormi pennacchi di polvere minerale, trasportando centinaia di teragrammi - abbastanza per riempire 10 milioni di autocarri con cassone ribaltabile - in tutto il Nord Africa e sull'Oceano Atlantico. Questa polvere può essere soffiata per migliaia di chilometri e stabilirsi in luoghi lontani come la Florida e le Bahamas.

Il Sahara è il più grande fonte di polvere portata dal vento per l'atmosfera terrestre. Ma i ricercatori del MIT, Yale University, e altrove ora riportano che il pennacchio africano era molto meno polverosa tra 5.000 e 11.000 anni fa, che contiene solo la metà della quantità di polvere che viene trasportato oggi.

In un documento pubblicato nel scienza avanza, i ricercatori hanno ricostruito il pennacchio di polvere africano nel corso degli ultimi 23.000 anni e osservato una drastica riduzione della polvere a partire circa 11.000 anni fa. Si dice che questo pennacchio indebolito potrebbe aver permesso più luce solare di raggiungere l'oceano, aumentando la sua temperatura di 0,15 gradi Celsius - un piccolo ma significativo picco che probabilmente ha contribuito a suscitare monsoni il Nord Africa, dove il clima a quel tempo era molto più temperato e accogliente di che è oggi.

"Nel mare tropicale, frazioni di grado possono causare grandi differenze nei modelli delle precipitazioni e venti," dice il co-autore David McGee, la Kerr-McGee Career Development Assistant Professor nel Dipartimento Terra, atmosferica e Scienze Planetarie del MIT. "Sembra come variazioni di polvere possono avere grandi effetti abbastanza che è importante sapere quanto è grande tali impatti sono stati in passato e climi futuri."

co-autori di McGee sono l'autore Ross Williams, un ex studente laureato al MIT; insieme a Christopher Kinsley, Irit Tal, e David Ridley dal MIT; Shineng Hu e Alexey Fedorov presso la Yale University; Richard Murray presso la Boston University; e Peter deMenocal presso la Columbia University.

Un umido Sahara
circa 11.000 anni fa, la Terra era appena uscito dall'ultima glaciazione ed è stato l'inizio di un nuovo, un'epoca interglaciale conosciuto come Olocene. I geologi e archeologi hanno trovato prove che durante questo periodo il Sahara era molto più verde, più umido e più vivibile di quanto lo sia oggi.

"C'è stato anche esteso insediamento umano in tutto il Sahara, con stili di vita che non sarebbero mai possibile oggi", dice McGee. "I ricercatori di siti archeologici hanno trovato ami ed lance nel mezzo del Sahara, in luoghi che sarebbero completamente inabitabile oggi. Quindi c'era chiaramente molto più acqua e precipitazioni sul Sahara."

Questa prova di condizioni di bagnato mostra che la regione ha conosciuto piogge monsoniche regolari durante il primo Olocene. Ciò è dovuto principalmente alla lenta oscillazione dell'asse terrestre, che ha svelato l'emisfero settentrionale a più luce solare durante l'estate; questo, a sua volta, riscalda la terra e l'oceano e ha attirato più vapore acqueo - e precipitazioni - il Nord Africa. Aumento della vegetazione nel Sahara potrebbe aver avuto un ruolo, che assorbe la luce solare e il riscaldamento della superficie, il disegno più umidità sopra la terra.

"La cosa misteriosa è, se si tenta di simulare tutti questi cambiamenti in questi primi e la metà del Olocene climi, i modelli di intensificare i monsoni, ma in nessun posto vicino gli importi proposti dalla paleodata", dice McGee. "Una delle cose che non ceduti in queste simulazioni è cambiamenti nella polvere portata dal vento."

Il monitoraggio di un pennacchio di polvere
nei loro risultati pubblicati, McGee e colleghi propongono una riduzione della polvere africano può infatti aver contribuito ad aumentare piogge monsoniche nella regione. I ricercatori sono giunti alla loro conclusione dopo aver stimato la quantità di polvere portata dal vento lungo raggio emesso dall'Africa negli ultimi 23.000 anni, dalla fine dell'ultima glaciazione ad oggi.

Si sono concentrati sulle polveri trasportate per lunghe distanze, come queste particelle sono piccole e leggero da poter essere sollevati e trasportati attraverso l'atmosfera per giorni prima di stabilirsi migliaia di chilometri di distanza dalla loro fonte. Questo polveri a grana fine diffonde la radiazione solare in arrivo, il raffreddamento superficie dell'oceano e potenzialmente interessano precipitazioni, a seconda di quanto la polvere è nell'aria.

Per stimare come il pennacchio di polvere africano è cambiato nel corso di migliaia di anni, il team ha cercato di luoghi dove la polvere dovrebbe accumulare rapidamente. La polvere può depositarsi sul pavimento del mare aperto, ma ci strati di sedimenti costruire molto lentamente, ad una velocità di 1 centimetro ogni 1000 anni.

Luoghi come le Bahamas, al contrario, si accumulano sedimenti molto più rapidamente, rendendo più facile per gli scienziati di determinare le età di particolari strati di sedimenti. Cosa c'è di più, è stato dimostrato che la maggior parte della polvere portata dal vento che si è accumulata nelle Bahamas non originati dalle regioni locali, come gli Stati Uniti, ma dal Sahara.

La polvere di ruolo clima
McGee ei suoi colleghi hanno ottenuto carotaggi dei sedimenti dalle Bahamas che sono stati raccolti nel 1980 da scienziati del Oceanographic Institution Woods Hole. Hanno portato i campioni al laboratorio e analizzati loro composizione chimica, compresi gli isotopi di torio - un elemento che esiste in polvere portata dal vento in tutto il mondo, a concentrazioni note.

Hanno determinato quanta polvere era in ogni strato di sedimenti misurando l'isotopo primaria di torio, e determina la velocità con cui stava accumulando misurando la quantità di un raro isotopo torio in ciascuno strato.

In questo modo, la squadra analizzato strati di sedimenti degli ultimi 23.000 anni, e ha mostrato che circa 16.000 anni fa, verso la fine dell'ultima glaciazione, il pennacchio di polvere era al massimo, lofting almeno due volte la quantità di polvere sulla Atlantico, rispetto ad oggi. Tuttavia, tra 5.000 e 11.000 anni fa, questo pennacchio indebolito in modo significativo, con solo la metà della quantità di polvere portata dal vento di oggi.

I colleghi di Yale University poi collegato le loro stime in un modello climatico per vedere come questi cambiamenti nel pennacchio di polvere africano interesserebbero entrambe le temperature oceaniche del Nord Atlantico e il clima generale in Nord Africa.

Le simulazioni hanno mostrato che una goccia nel polvere portata dal vento lungo raggio avrebbe sollevato la temperatura della superficie del mare di 0,15 gradi Celsius, il disegno più vapore acqueo sopra il Sahara, che avrebbe contribuito a guidare in modo più intense piogge monsoniche nella regione.

"La modellazione ha dimostrato che se la polvere relativamente modeste ripercussioni anche sulle temperature superficiali del mare, questo avrebbe potuto pronunciato impatti sulle precipitazioni e venti sia nel Nord Atlantico e il Nord Africa," dice McGee.

Notando che il prossimo passo fondamentale è quello di ridurre le incertezze nella modellazione di impatti climatici di polvere, aggiunge: "Non stiamo dicendo, l'espansione delle piogge monsoniche nel Sahara è stato causato esclusivamente dagli effetti della polvere Noi stiamo dicendo che dobbiamo. capire quanto è grande tali impatti polvere sono, per capire sia i climi passati e futuri. "

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