Estudando Geologia: Geóloga liga as mudanças regulares do ciclo orbital da Terra às mudanças climáticas globais

A geóloga Lorraine Lisiecki da Universidade da Califórnia em Santa Barbara descobriu um padrão que associa as mudanças regulares do ciclo orbital da Terra com as alterações no clima da Terra, analisando dos últimos 1,2 milhões de anos. Suas descobertas foram relatadas na revista científica Nature Geoscience.

Lisiecki realizou sua análise climática examinando sedimentos do oceano. Os núcleos analisados vieram de 57 localidades ao redor do mundo [Lisiecki & Raymo, 2005]. Através da análise de sedimentos, os cientistas podem traçar o passado do clima da Terra, há milhões de anos. Agora, a contribuição de Lisiecki foi estabelecer o vínculo entre o registro do clima com a história da órbita terrestre.

Mudanças orbitais da excentricidade e da inclinação mudam drasticamente o clima

Sabemos que a órbita da Terra em torno do Sol muda de formato a cada 100.000 anos. A órbita em volta do Sol se torna mais ou menos elíptica nestes intervalos. O formato de uma órbita é estabelecido pela sua excentricidade. Outro importante aspecto relacionado é o ciclo de 41.000 anos da inclinação do eixo da Terra, o ciclo de Milankovitch.

As eras glaciais na Terra, também ocorrem ciclicamente, a cada 100.000 anos. Lisiecki sugere que o calendário das mudanças no clima e o histórico das mudanças em sua excentricidade têm sido coincidentes. “A clara correlação entre o momento de mudança na órbita e as mudanças no clima da Terra é uma forte evidência de uma ligação entre os dois”, disse Lisiecki. “É improvável que esses eventos não estejam relacionados entre si.”

Além de encontrar uma estreita ligação entre a mudança no formato da órbita e o início da glaciação, Lisiecki encontrou uma correlação surpreendente. Ela descobriu que os ciclos glaciais de maior duração ocorreram durante o período de menores mudanças na excentricidade da órbita da Terra e vice-versa. Por outro lado ela constatou que as mudanças mais fortes na órbita da Terra se correlacionavam com as mudanças mais fracas no clima. “Isso pode significar que o clima da Terra tem uma instabilidade interna, além da sensibilidade às mudanças na órbita”, disse Lisiecki.

Este gráfico mostra as variações de temperaturas médias desde 450.000 anos atrás (à esquerda) até o presente (à direita), na Antártida (azul e verde). O gráfico inferior (vermelho) mostra as variações no volume de gelo. Nota-se certa regularidade nas oscilações climáticas. Crédito 'Global Warming Art'.

A geóloga conclui que o padrão de alterações climáticas ao longo dos últimos milhões de anos provavelmente envolve interações complexas entre as diferentes partes do sistema climático, bem como três diferentes sistemas orbitais. Os dois primeiros sistemas orbitais a serem considerados são a excentricidade da órbita e sua inclinação (obliquidade). O terceiro elemento é a precessão, ou seja, as mudanças na orientação do eixo de rotação do planeta.

Para entender mais sobre estes fenômenos, recomendamos a leitura do artigo ‘Precessão do Eixo da Terra‘ da UFRGS, onde encontramos:

“(*) A precessão do eixo de rotação da Terra é causada pelas perturbações da Lua e do Sol na Terra oblata. Ela faz que, na data de uma estação, a Terra esteja em uma posição diferente na órbita em torno do Sol, com o passar do tempo. A precessão do periélio da Terra é causada principalmente pelas perturbações gravitacionais dos planetas gigantes, Júpiter e Saturno sobre a órbita da Terra; estas perturbações fazem que a precessão em relação ao Sol tenha um período de cerca de 21.000 a 23.000 anos, e não no período de 25.770 anos de precessão em relação às estrelas. Este efeito, da mudança da data de periélio, tem pouca influência nas estações, na atualidade. Entretanto, aexcentricidade da órbita da Terra varia de quase 0 (0,017 atual) até cerca de 3 vezes a atual (0,07), em uma escala de tempo da ordem de 100 mil anos.”

” (**) O gráficom acima mostra a variação da precessão do periélio, da obliqüidade e da excentricidade da órbita da Terra em torno do Sol, devido aos efeitos de muitos corpos do sistema solar. Um outro efeito de muitos corpos é a variação da obliqüidade da eclíptica, (de 22,1° a 24,5°) em torno do valor médio de 23,4° com um período da ordem de 41 mil anos, conhecido como o ciclo de Milankovitch, proposto pela astrônomo sérvio Milutin Milankovitch (1879-1958) em 1920, para explicar as idades do gelo. As evidências indicam que o ciclo climático mais importante é da ordem de 100 mil anos, o que coincide com o ciclo de excentricidade. Por outro lado, a variação em excentricidade, sozinha, constitui o fator que menos influencia a variação em insolação na Terra. Note que a idade do gelo se reinforça, pois quando a Terra está coberta de gelo ela reflete mais luz do Sol ao espaço, aumentando o esfriamento.”