È una domanda da molti miliardi di dollari: cosa accadrà all’acqua man mano che le temperature continuano a salire? Ci saranno vincitori e vinti con qualsiasi cambiamento che ridistribuisca dove, quando e quanta acqua sarà disponibile per gli esseri umani da bere e utilizzare.
Per trovare risposte e fare previsioni informate, gli scienziati guardano al passato. Le ricostruzioni dei cambiamenti climatici passati utilizzando dati geologici hanno contribuito a mostrare l’influenza di vasta portata dell’attività umana sulle temperature a partire dall’era industriale. Ma raccogliere dati sull’idroclima per lo stesso arco di tempo si è rivelato molto più difficile.
Uno studio del team di progetto Iso2k di Past Global Changes (PAGES), guidato da Bronwen Konecky della Washington University di St. Louis, compie un passo importante verso la ricostruzione della storia globale dell’acqua negli ultimi 2.000 anni. Utilizzando prove geologiche e biologiche conservate negli archivi naturali – tra cui 759 diversi record paleoclimatici provenienti da coralli, alberi, ghiaccio, formazioni di caverne e sedimenti distribuiti a livello globale – i ricercatori hanno dimostrato che il ciclo globale dell’acqua è cambiato durante i periodi di temperature più alte e più basse nel mondo. passato recente.
“Il ciclo globale dell’acqua è intimamente legato alla temperatura globale”, ha affermato Konecky, assistente professore di scienze della terra, ambientali e planetarie in Arts & Sciences presso la Washington University e autore principale del nuovo studio su Nature Geoscience.
“Abbiamo scoperto che durante i periodi di tempo in cui la temperatura cambia su scala globale, vediamo anche cambiamenti nel modo in cui l’acqua si muove intorno al pianeta”, ha detto.
Il ciclo dell’acqua è complesso e, in particolare, le precipitazioni presentano variazioni geografiche molto più drastiche della temperatura dell’aria. Ciò ha reso difficile per gli scienziati valutare come siano cambiate le precipitazioni negli ultimi 2.000 anni.
“Abbiamo deciso di iniziare con le registrazioni degli isotopi dell’acqua perché riflettono segnali olistici e perché sono registrati in tutti i tipi di archivi naturali diversi”, ha detto Konecky. “Questo è un primo passo verso la ricostruzione dei modelli di siccità e precipitazioni su scala globale negli ultimi 2.000 anni”.
Un ciclo intrecciato
Il ciclo globale dell’acqua è vasto e intrecciato. L’acqua evapora dalla superficie della Terra, sale nell’atmosfera, si raffredda e si condensa in pioggia o neve nelle nuvole, e ricade in superficie sotto forma di precipitazione. Ogni molecola d’acqua che fa parte del ciclo ha una certa “impronta digitale” o composizione isotopica, che riflette piccole variazioni nel peso atomico degli atomi di ossigeno e idrogeno che compongono la molecola. Pertanto, le singole molecole d’acqua possono essere più pesanti o più leggere.
Con questo nuovo studio, gli scienziati hanno scoperto che quando la temperatura globale è più alta, la pioggia e altre acque ambientali diventano più pesanti dal punto di vista isotopico. I ricercatori hanno interpretato questi cambiamenti isotopici e ne hanno determinato la sequenza temporale sintetizzando i dati provenienti da un’ampia varietà di fonti di archivio naturali degli ultimi 2.000 anni di storia della Terra.
Il team del progetto PAGES Iso2k, che comprende più di 40 ricercatori provenienti da 10 paesi, ha raccolto, confrontato e talvolta digitalizzato set di dati provenienti da centinaia di studi per costruire il database utilizzato nelle loro analisi. Alla fine si sono ottenuti 759 set di dati di serie temporali distribuiti a livello globale, che rappresentano il più grande database integrato al mondo di record proxy degli isotopi dell’acqua.
Mettere insieme segnali provenienti da molti tipi diversi di archivi naturali può essere come mettere insieme mele e arance. Konecky e il team del progetto sapevano, tuttavia, che gli isotopi dell’acqua registrano i segnali climatici in modi specifici in diversi archivi naturali. Accuratamente assemblato, questo filo conduttore potrebbe aiutarli a confrontare l’anello di un albero con una carota di ghiaccio.
“Ogni archivio è diverso”, ha detto Konecky. “Per rendere le cose più complicate, i set di dati provenienti da archivi diversi sono generati da diverse comunità scientifiche con la propria terminologia, norme e materiali di riferimento. Abbiamo creato campi di descrizione dei dati (metadati) per il database che traducono le particolarità di ciascun record in una lingua comune che rende possibile confrontare le variazioni di un archivio con le variazioni di un altro. Questo processo ha richiesto anni!”
Il team si è incontrato una volta di persona e poi ha fatto tutto in teleconferenza. Hanno organizzato sessioni di coworking in orari strani per adattarsi ai fusi orari dalle Hawaii al Giappone, dall’Australia all’Europa e in mezzo. “Abbiamo anche trascorso la notte di Capodanno lavorando sul database e sulle analisi che hanno portato a questo articolo”, ha detto Konecky.
Ulteriori cambiamenti nel ciclo dell’acqua sono in arrivo
Le relazioni su scala globale tra la temperatura e la composizione isotopica di alcune acque ambientali, come l’acqua di mare e il ghiaccio glaciale, sono state riconosciute da tempo mentre il pianeta entra ed esce dai cicli dell’era glaciale. Sono ben consolidate anche le relazioni su scala locale con la temperatura su scale temporali che vanno dai minuti ai mesi.
Ma questo studio fornisce la prima prova che la temperatura e la composizione isotopica delle acque ambientali vanno di pari passo su scale temporali comprese tra questi due, cioè da decenni a secoli.
È un aggiustamento rapido, ha detto Konecky. “Il riscaldamento e il raffreddamento del pianeta influenzano il comportamento dell’acqua quando lascia gli oceani e la forza dei suoi movimenti attraverso l’atmosfera”, ha affermato. “I segnali isotopici in queste acque sono molto sensibili ai cambiamenti di temperatura.”
Gli scienziati hanno scoperto che la temperatura superficiale media globale ha esercitato un’influenza coerente sulla composizione isotopica delle precipitazioni globali e dell’“acqua meteorica” (acqua nei laghi, nei fiumi e nello scioglimento dei ghiacci) negli ultimi 2.000 anni. I cambiamenti osservati sono stati guidati dai processi globali di evaporazione e condensazione degli oceani, con valori più bassi durante il periodo noto come Piccola Era Glaciale (1450-1850) e valori più alti dopo l’inizio del riscaldamento climatico causato dall’uomo a partire dal 1850 circa.
Quando si tratta dell’impatto specifico di questi cambiamenti sulle precipitazioni future e sulla disponibilità di acqua, è troppo presto per prevedere chi vincerà e chi perderà. Ma i dati di questo studio relativi agli ultimi 2.000 anni suggeriscono che sono probabili ulteriori cambiamenti nel ciclo dell’acqua poiché le temperature globali continuano ad aumentare. Giugno, luglio e agosto 2023 sono stati i mesi più caldi mai registrati per il nostro pianeta.
“Il modo in cui l’acqua si comporta quando lascia gli oceani, si muove nell’atmosfera e piove, questo comportamento è fortemente influenzato dai cambiamenti della temperatura atmosferica”, ha detto Konecky.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
