Ótimo climático do Mioceno Médio
O Ótimo Climático do Mioceno Médio (MMCO), às vezes chamado de Máximo Térmico do Mioceno Médio (MMTM)[1], foi um intervalo de clima quente durante a época do Mioceno, especificamente nos estágios Burdigaliano e Langhiano.[2]
Duração
Com base na suscetibilidade magnética das sequências estratigráficas sedimentares do Mioceno na seção de Huatugou na Bacia de Qaidam [en], a MMCO durou de 17,5 a 14,5 Ma; as rochas depositadas durante esse intervalo têm alta suscetibilidade magnética devido à produção de magnetita superparamagnética e de domínio único [en] em meio às condições quentes e úmidas da época que define a MMCO.[3]
As estimativas derivadas da paleotermometria de Mg/Ca no foraminífero bentônico Oridorsalis umbonatus sugerem que o início da MMCO ocorreu em 16,9 Ma, o pico de calor em 15,3 Ma e o fim da MMCO em 13,8 Ma.[4]
Clima
As temperaturas médias globais da superfície durante a MMCO foram de aproximadamente 18,4 °C, cerca de 3 °C mais quentes do que hoje e 4 °C mais quentes do que na era pré-industrial.[5] A zona latitudinal do clima tropical foi significativamente ampliada.[6] O gradiente climático latitudinal foi de cerca de 0,3 °C por grau de latitude.[7] Durante os máximos de excentricidade orbital, que correspondiam às fases quentes, a lisoclina do oceano se elevou em aproximadamente 500 metros.[8]
O Ártico não tinha gelo e era quente o suficiente para abrigar uma cobertura florestal permanente em grande parte de sua extensão. A Islândia tinha um clima úmido e subtropical.[2]
A temperatura média anual (MAT) do Reino Unido foi de 16,9 °C.[9] Na Europa Central, a temperatura mínima dos meses frios (mCMT) foi de pelo menos 8,0 °C e a temperatura mínima dos meses quentes (mWMT) foi de cerca de 18,3 °C, com uma MAT geral não mais fria do que 17,4 °C.[10] A faixa de precipitação anual da Europa Central foi de 1050 a 1650 mm, com base em dados da Pedreira Hevlín, na República Tcheca.[11] Dados climáticos da Polônia e da Bulgária sugerem um gradiente latitudinal mínimo de temperatura na Europa durante a MMCO.[12] Florestas tropicais densas e úmidas cobriram grande parte da França, Suíça e norte da Alemanha, enquanto o sul e o centro da Espanha eram áridos e continham ambientes abertos.[13] Na Bacia North Alpine Foreland [en] (NAFB), o ciclo hidrológico se intensificou durante a MMCO.[14] A localidade austríaca de Stetten teve uma temperatura média de inverno de 9. 6-13,3 °C e uma temperatura média de verão de 24,7-27,9 °C, contrastando com -1,4 °C e 19,9 °C, respectivamente, no presente; as quantidades de precipitação nesse local foram de 9-24 mm no inverno e 204-236 mm no verão.[15] Excepcionalmente, as águas do fundo da Bacia de Viena mostram um resfriamento acentuado durante a MMCO.[16]
A localização da Zona de Convergência Intertropical (ITCZ) no verão do Hemisfério Norte mudou para o norte; como a ITCZ é a zona de máxima precipitação de monções, a precipitação trazida pela Monção de Verão do Leste Asiático (EASM) aumentou no sul da China e, ao mesmo tempo, diminuiu na Indochina.[17] O Planalto Tibetano ficou mais úmido e mais quente em geral.[3]
De modo geral, o oeste da América do Norte [en] ao norte de 40° N era mais úmido do que ao sul de 40° N.[18] O interior do noroeste do Pacífico experimentou um aumento dramático na precipitação durante a MMCO por volta de 15,1 Ma.[19] Em contraste, a região de Mojave, no oeste da América do Norte, exibiu uma tendência de secagem.[20] Ao longo da plataforma de Nova Jersey, a MMCO não resultou em nenhum sinal climático discernível em relação a intervalos climáticos anteriores ou posteriores do Mioceno; as temperaturas aqui podem ter sido mantidas baixas por uma elevação das Montanhas Apalaches.[21]
O norte da América do Sul desenvolveu uma maior sazonalidade em seus padrões de precipitação como consequência da migração da ZCIT para o norte durante a MMCO.[22] O Altiplano boliviano tinha uma TMA de 21,5-21,7 ± 2,1 °C, em forte contraste com sua TMA atual de 8-9 °C, enquanto seus padrões de precipitação da MMCO eram idênticos aos atuais.[23]
A Península do Cabo, na África do Sul, era significativamente mais quente do que hoje, e seu ambiente variava entre florestas ripárias abertas e pântanos.[24]
Na Antártica, as temperaturas médias no verão foram de cerca de 10 °C.[25] A área do manto de gelo da Antártica Oriental (EAIS) foi severamente reduzida,[26][27] e pode ter ocupado até 25% de seu volume atual.[28] No entanto, apesar de seu tamanho reduzido e de seu recuo para longe da costa da Antártica, o EAIS permaneceu relativamente espesso.[29] Além disso, os mantos de gelo polar da Antártica apresentaram alta variabilidade e instabilidade durante esse período quente.[30]
A modelagem da circulação oceânica mostra que a Circulação meridional de capotamento do Atlântico (AMOC) foi fortalecida pelo maior influxo de águas dos oceanos Pacífico e Índico devido à maior abertura dos canais do Panamá e de Tethys. Essa AMOC mais forte, por sua vez, resultou em uma camada mista [en] mais profunda. A Corrente Circumpolar Antártica (ACC) ficou mais forte com o aumento da tensão do vento de oeste e a diminuição da extensão do gelo marinho da Antártica.[31]
Causas
O calor global da MMCO resultou de suas concentrações elevadas de dióxido de carbono atmosférico em relação ao restante do Neogeno.[2] Registros baseados em boro indicam que a pCO2 variou entre 300 e 500 ppm durante a MMCO.[30] Uma estimativa de pCO2 da MMCO de 852 ± 86 ppm foi obtida de paleossolos em Railroad Canyon, Idaho.[32] A principal causa desse alto pCO2 é geralmente aceita como sendo a atividade vulcânica elevada.[33][34][35] A alteração hidrotérmica por diques magmáticos e soleiras de sedimentos ricos em carbono orgânico contribuiu ainda mais para o aumento do pCO2.[36] Acredita-se que a atividade do Grupo de Basalto do Rio Columbia [en] (CRBG), uma grande província ígnea no noroeste dos Estados Unidos que emitiu 95% de seu conteúdo entre 16,7 e 15,9 Ma, seja o evento geológico dominante responsável pela MMCO.[37] Estima-se que o CRBG tenha adicionado 4090-5670 Pg de carbono à atmosfera no total, dos quais 3000-4000 Pg foram descarregados durante as erupções do Basalto de Grande Ronde, explicando grande parte do calor anômalo da MMCO. O dióxido de carbono foi liberado diretamente da atividade vulcânica e também pela desgaseificação críptica de soleiras magmáticas intrusivas que liberaram o gás de efeito estufa dos sedimentos existentes. No entanto, a atividade do CRBG e a desgaseificação críptica não explicam suficientemente o aquecimento antes de 16,3 Ma.[38] A atividade tectônica aprimorada levou ao aumento da desgaseificação vulcânica nas margens das placas, causando um alto aquecimento de fundo e complementando a atividade do CRBG na elevação das temperaturas.[39]
A diminuição do albedo decorrente da redução da área da superfície terrestre coberta por desertos e da expansão das florestas foi um importante feedback positivo que aumentou o calor da MMCO.[40]
A natureza e a magnitude do enterramento de carbono orgânico durante a MMCO são controversas. A hipótese ortodoxa sustenta que o aumento no enterramento de carbono orgânico em terras submersas pela elevação do nível do mar resultante do aumento do calor foi um importante feedback negativo que inibiu o aquecimento adicional.[41][42] Essa excursão positiva de carbono é chamada de Excursão de Carbono de Monterey, que é registrada globalmente, mas principalmente no Cinturão Circum-Pacífico.[43][44][45] A Excursão de Monterey parece envolver a MMCO, o que significa que essa excursão de carbono começou um pouco antes do ótimo climático e terminou um pouco depois dele.[46] No entanto, trabalhos recentes desafiaram e contradisseram a Hipótese de Monterey com base em evidências que mostram que a MMCO ocorreu durante um intervalo de baixo enterramento de carbono orgânico, provavelmente devido ao aumento da decomposição bacteriana de matéria orgânica que reciclou o carbono de volta para o sistema oceano-atmosfera, e que esse nadir de enterramento de carbono orgânico contribuiu para o calor sustentado da MMCO.[47]
A modelagem climática mostrou que ainda existem mecanismos desconhecidos de influência e retroalimentação que devem ter existido para explicar o aumento observado na temperatura durante o MMCO,[48] pois a quantidade de dióxido de carbono conhecida na atmosfera durante o MMCO, junto com outras condições de contorno conhecidas, é insuficiente para justificar as altas temperaturas do Mioceno Médio.[2]
A Monção da África Ocidental se fortaleceu.[49] O aumento da intensidade dos ventos offshore na África Ocidental e a intensificação do intemperismo continental no Norte da África causaram a expansão das zonas de oxigênio mínimo no Atlântico, ao largo da costa da África Ocidental.[50]
Efeitos bióticos
O mundo durante o MMCO era amplamente florestado; árvores cresciam no Ártico e até mesmo em partes da Antártica.[2] Tundras e tundras florestadas estavam ausentes no Ártico.[51]
O norte da América do Norte era dominado por florestas temperadas frias. O oeste da América do Norte [en] era composto principalmente por florestas mistas e perenes de folhas largas em clima temperado quente.[18] Apesar das mudanças climáticas, os nichos dos equídeos do Oregon permaneceram inalterados ao longo do MMCO.[52] O que hoje é o Deserto de Mojave era uma campina dominada por gramíneas C3 durante o MMCO.[20] A América Central possuía vegetação tropical, assim como hoje.[18] Mamíferos terrestres na região tectonicamente ativa do oeste da América do Norte experimentaram um aumento na origem de novas espécies.[53]
Na Europa, houve uma expansão para o norte de plantas termofílicas durante o MMCO.[10] Ao longo da costa noroeste da Paratétis Central, predominava a vegetação de floresta mesofítica mista.[54] Na localidade de Stetten, a abundância de abetos e pinheiros aumentava durante as fases transgressivas dos ciclos transgressivo-regressivos forçados pela precessão, enquanto pântanos, muitos deles salinos e dominados por Cyperaceae, e áreas alagadas dominadas por Taxodiaceae prevaleciam durante os períodos de nível do mar mais baixo.[15] No mar, recifes de coral conseguiram se desenvolver na Paratétis Central.[55] Devido às florestas densas e úmidas que cobriam o centro-leste da França e o norte da Alemanha, a riqueza de espécies nessas áreas era alta, e os mamíferos eram dominados por táxons de pequeno porte, enquanto a Península Ibérica, mais árida, apresentava menor diversidade de espécies e uma relativa ausência de mamíferos de tamanho médio.[13] Na Polônia, a Camada de Linhito do Centro da Polônia foi formada devido à abundância de vegetação produtora de turfa.[56] Ao longo da margem ocidental da Paratétis Central, a diversidade de primatas aumentou significativamente, provavelmente devido ao mosaico único de diferentes habitats presentes na região.[57] O gênero Procervulus [en] conseguiu diversificar seus hábitos alimentares como resultado dos efeitos do MMCO sobre a vegetação e a estrutura dos ecossistemas na Europa.[58] A Europa também continha uma abundância de vertebrados ectotérmicos devido ao clima muito mais quente do MMCO em comparação com o presente.[10] Na Paratétis, a biodiversidade marinha atingiu seu pico no auge do MMCO.[59]
O MMCO pode ter favorecido a expansão dos pongíneos para a Ásia ao criar extensas áreas contínuas de floresta subtropical, permitindo a migração desses primatas da África para a Eurásia.[60] Houve uma dispersão simultânea de roedores rizomiíneos e ctenodactilíneos ao longo desse mesmo corredor.[61] A dispersão de Uvaria seguiu um caminho semelhante através da Ásia e até a Australásia.[62] No Japão, Pinus mikii prosperou devido às temperaturas mais quentes.[63] A costa do sudoeste do Japão era predominantemente habitada por ostracodes termofílicos.[64]
O norte da América do Sul possuía florestas tropicais perenes de folhas largas. O Deserto do Atacama já existia ao longo da costa oeste da América do Sul central e fazia transição para arbustais xerofíticos temperados e florestas e arbustais esclerófilos temperados ao sul. No leste da América do Sul, ao sul de 35° S, predominavam florestas mistas e perenes de folhas largas em clima temperado, juntamente com pradarias temperadas.[18] O MMCO desempenhou um papel fundamental na segmentação e diversificação das faunas de mamíferos terrestres da América do Sul.[65]
Na África, uma rápida especiação em Bicyclus [en], representando a maior radiação de borboletas satiríneas do continente, ocorreu em meio às mudanças climáticas do MMCO.[66]
Comparação com o aquecimento global atual
As estimativas de temperatura do MMCO de 3 a 4 °C acima da média pré-industrial são semelhantes às projetadas para o futuro pelos cenários intermediários de aquecimento global antropogênico realizados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC).[67] As estimativas de pCO2 futuro também são notavelmente semelhantes àquelas derivadas para o MMCO.[2] Devido a essas muitas semelhanças, muitos paleoclimatologistas utilizam o MMCO como um análogo para o que o clima futuro da Terra pode ser.[1] Pode-se argumentar que é o melhor de todos os possíveis análogos; o pCO2 do Plioceno mais frio já foi superado, enquanto o Eoceno mais quente teve temperaturas globais e níveis de dióxido de carbono tão altos que alcançá-los exigiria cenários que já não são mais considerados realistas ou prováveis de ocorrer.[2]
Ver também
- Máximo térmico do Paleoceno-Eoceno
- Ótimo Climático do Eoceno Inicial [en]
- Período Quente do Piacenziano Médio
- Período Quente Medieval
- Ótimo Climático do Início do Eoceno
- Ótimo climático do Eoceno Médio
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