Modelando elegantemente as transições glaciais abruptas da Terra

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#Era do Gelo #Glacial #Milankovitch

Dados de registros indiretos do clima da Terra encontrados em lugares improváveis como corais, pólen, árvores e sedimentos – mostram oscilações interessantes aproximadamente a cada 100.000 anos, começando há cerca de um milhão de anos. Fortes mudanças no volume global de gelo, nível do mar, concentração de dióxido de carbono e temperatura da superfície indicam ciclos de uma transição longa e lenta para um período glacial e uma mudança abrupta para um período interglacial quente e curto.

Milutin Milankovitch levantou a hipótese de que o tempo desses ciclos era controlado pelos parâmetros orbitais da Terra, incluindo a forma de seu caminho ao redor do sol e a inclinação do planeta. Uma órbita um pouco mais próxima ou um planeta mais inclinado pode criar um pequeno aumento na radiação solar e um ciclo de feedback que leva a grandes mudanças no clima. Essa ideia sugere que pode haver alguma previsibilidade no clima, um sistema notoriamente complexo.

Na revista Chaos, Stefano Pierini, da Universidade Parthenope de Nápoles, propôs um novo paradigma para simplificar a verificação da hipótese de Milankovitch.

“A principal motivação por trás deste estudo foi o desejo de caracterizar e ilustrar a hipótese de Milankovitch de forma simples, elegante e intuitiva”, disse Pierini.

Muitos modelos sugerem que Milankovitch está correto; no entanto, esses métodos geralmente são detalhados e específicos do estudo. Eles incorporam ciclos de feedback climático – por exemplo, o aumento da cobertura de gelo reflete mais radiação de volta ao espaço, levando a um maior resfriamento e mais cobertura de gelo – como regras de passagem de limiar. Isso significa que um salto abrupto no clima ocorre apenas quando um parâmetro atinge um determinado ponto de inflexão.

O “paradigma de excitação determinista” de Pierini combina os conceitos físicos de oscilação de relaxamento e excitabilidade para vincular os parâmetros orbitais da Terra e os ciclos glaciais de uma maneira mais genérica. O componente de oscilação de relaxamento descreve como o clima retorna lentamente ao seu estado original de geleira após ser perturbado. Nesse ponto, a parte de excitabilidade do modelo captura as mudanças orbitais externas e aciona o próximo ciclo glacial.

Usando suas próprias regras de passagem de limiar e adotando um modelo clássico de balanço de energia, Pierini obteve um tempo correto e robusto dos ciclos glaciais mais recentes.

“A aplicação do paradigma de excitação determinística na presente formulação básica pode explicar o momento das últimas quatro terminações glaciais”, disse ele. “Estender a mesma análise a todo o Pleistoceno será objeto de uma investigação futura.”

Pierini acredita que métodos semelhantes podem ser usados em outros campos da ciência não linear e em conexão com outros fenômenos climáticos.

O artigo “O paradigma da excitação determinística e as terminações glaciais do Pleistoceno tardio” é de autoria de Stefano Pierini. É publicado na Chaos em 7 de março de 2023.


Publicado em 11/03/2023 13h44

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