Analizando rastros de ceras de hojas de plantas terrestres que durante milenios se acumularon en sedimentos de aguas profundas, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Arizona reconstruyó la historia de la actividad del monzón en el norte de México. Sus resultados, publicado en línea el 3 de septiembre en la revista Naturaleza Geociencia , ayudar a resolver un debate de larga data sobre si la actividad del monzón se cerró por completo bajo la influencia del enfriamiento provocado por las capas de hielo que cubrían gran parte de América del Norte, o simplemente fue suprimido.

Durante el Último Máximo Glacial, aproximadamente 20, 000 años atrás, cuando los mamuts y otras bestias prehistóricas vagaban por lo que ahora es el norte de México y el suroeste de los Estados Unidos, las lluvias de verano contribuyeron con un 35 por ciento de la precipitación anual, en comparación con alrededor del 70 por ciento en la actualidad, según el nuevo estudio.

Al desviar la humedad de los trópicos, el monzón de verano trae alivio del intenso calor del verano y la sequía de meses de duración a las tierras áridas del suroeste de Estados Unidos y el noroeste de México. Si la región dependiera únicamente de las lluvias invernales, el desierto de Sonora no sería conocido como uno de los desiertos con mayor biodiversidad del mundo.

"El monzón es una característica tan icónica del desierto del suroeste, pero sabemos muy poco sobre cómo ha cambiado durante miles y millones de años, "dice Tripti Bhattacharya, el primer autor del estudio. "Nuestro hallazgo de que se suprimió el monzón del suroeste, pero no completamente desaparecido en condiciones glaciales, señala la dramática variabilidad de la circulación atmosférica en ese momento, pero sugiere que ha sido una característica persistente de nuestro clima regional ".

Los estudios anteriores habían arrojado resultados no concluyentes, en parte porque los registros utilizados para inferir evidencias de lluvias monzónicas pasadas tienden a parecerse más a instantáneas en el tiempo que a proporcionar registros climáticos más continuos. Por ejemplo, Los investigadores han obtenido valiosos vislumbres de comunidades de plantas desaparecidas desde hace mucho tiempo basadas en partes de plantas conservadas en nidos de packrat llamados basureros, o analizando las firmas químicas que dejaron en los suelos. Esos estudios sugirieron una actividad monzónica persistente durante la última edad de hielo, mientras que otros estudios basados ​​en modelos climáticos indicaron que estuvo temporalmente ausente.

Al aplicar un método inteligente nunca antes utilizado para estudiar la historia del monzón, Bhattacharya y sus coautores descubrieron el equivalente de un olvidado, libro sin abrir de registros climáticos pasados, a diferencia de los archivos climáticos previamente estudiados, que en comparación son más como solteros, páginas dispersas.

Formando una vasta bóveda natural casi 1, 000 metros por debajo de la superficie del mar, el lecho marino de las zonas pobres en oxígeno en el Golfo de California contiene material orgánico que ha sido arrastrado al agua durante muchos miles de años, incluidos los desechos de las plantas terrestres que crecen en la región. Dado que los depósitos permanecen en gran parte inalterados por los carroñeros o la actividad microbiana, Tierney y su equipo pudieron aislar los compuestos de cera de las hojas del lodo del lecho marino.

Coautora Jessica Tierney, profesor asociado del Departamento de Geociencias de la UA y exasesor postdoctoral de Bhattacharya, ha sido pionero en el análisis de los recubrimientos cerosos de las hojas de las plantas para reconstruir las lluvias o los períodos secos en el pasado basándose en su huella química, específicamente diferentes proporciones de átomos de hidrógeno. El agua en la lluvia del monzón según Tierney, contiene una mayor proporción de un isótopo de hidrógeno conocido como deuterio, o "agua pesada, "que tiene que ver con su origen en los trópicos. Las lluvias de invierno, por otra parte, llevan una firma diferente porque contienen agua con una proporción menor de deuterio frente al hidrógeno "regular".

"Las plantas absorben el agua que reciben, y debido a que las dos estaciones tienen diferentes proporciones de isótopos de hidrógeno, podemos relacionar las proporciones de isótopos en las ceras de las hojas conservadas con la cantidad de lluvia monzónica en la región del Golfo de California, "Tierney explica.

Unir patrones pasados ​​del monzón en el suroeste puede ayudar a los científicos a predecir mejor los escenarios futuros bajo la influencia de un clima que tiende hacia un mundo más cálido. no otra edad de hielo, dicen los investigadores.

"El pasado no es una analogía perfecta, pero actúa como un experimento natural que nos ayuda a probar qué tan bien entendemos la variabilidad del clima regional, "dice Bhattacharya, quien recientemente aceptó un puesto como profesor asistente de ciencias de la tierra en la Universidad de Syracuse. "Si entendemos cómo respondieron los climas regionales en el pasado, nos da una oportunidad mucho mejor de predecir cómo responderán al cambio climático en el futuro ".

Una forma en que los científicos pueden aprovechar los registros climáticos pasados ​​es aplicándoles modelos climáticos, utilizando los registros para "verificar la verdad" de los modelos.

"El problema es que ahora mismo, nuestros mejores modelos climáticos no están de acuerdo con respecto a cómo cambiará el monzón en respuesta al calentamiento global, "Dice Tierney." Algunos sugieren que las precipitaciones de verano serán más fuertes, otros dicen que se debilitará. Al comprender mejor la mecánica del fenómeno, nuestros resultados pueden ayudarnos a descubrir por qué los modelos no concuerdan y proporcionar restricciones que pueden traducirse en el futuro ".

Para probar la hipótesis de si los tiempos más fríos generalmente debilitan el monzón y los períodos más cálidos lo fortalecen, El grupo de Tierney planea investigar cómo respondió el monzón a períodos más cálidos en el pasado. La investigación futura se centrará en el último período interglacial alrededor de 120, 000 años atrás, y un período marcado por niveles de gases de efecto invernadero similares a los de la atmósfera actual:la época del Plioceno, que duró desde hace 5,3-2,5 millones de años.

Tener mejores registros del monzón del suroeste también ayuda a los científicos a comprender mejor cómo se compara con los monzones en otras partes del mundo que están mejor estudiadas.

"Ahora sabemos que nuestro monzón parece ser mucho más sensible a la configuración a gran escala de la atmósfera, Considerando que otros sistemas de monzones están más estrechamente vinculados a las condiciones oceánicas locales, "Dice Bhattacharya.

El estudio, "Modulación de la capa de hielo de la intensificación del monzón deglacial de América del Norte, "es coautor de Jason Addison en el Servicio Geológico de EE. UU. en Menlo Park, California, y James Murray en la Escuela de Oceanografía de la Universidad de Washington. El apoyo para esta investigación proviene de la beca de la Fundación David y Lucile Packard en ciencia e ingeniería a Tierney y la subvención OCE-1651034 de la NSF a Tierney. Addison cuenta con el apoyo del Programa de Investigación y Desarrollo Climático de USGS.