Stalagmiti risalenti a 1.000 anni fa provenienti da una grotta in India mostrano che il monsone non è così affidabile: i loro anelli rivelano una storia di siccità lunghe e mortali

In una remota grotta nel nord-est dell’India, l’acqua piovana gocciola lentamente dal soffitto negli stessi punti per oltre 1.000 anni.Ad ogni goccia, i minerali presenti nell'acqua si accumulano sul pavimento sottostante, crescendo lentamente in torri di carbonato di calcio note come stalagmiti.

Queste stalagmiti sono più che semplici meraviglie geologiche: come gli anelli degli alberi, i loro strati registrano la storia delle precipitazioni della regione.Portano anche un avvertimento sul potenziale di catastrofiche siccità pluriennali in futuro.

Analizzando la geochimica di queste stalagmiti in a nuovo studio pubblicato nel settembreIl 19 ottobre 2022, negli Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze, siamo stati in grado di creare la cronologia più precisa finora del monsone indiano estivo nell’ultimo millennio.Documenta come il subcontinente indiano abbia spesso sperimentato periodi di siccità lunghi e gravi, diversi da quelli osservati negli ultimi 150 anni. piogge monsoniche misurazioni.

I periodi di siccità da noi rilevati sono in sorprendente sincronia con questi resoconti storici di siccità e carestie, eventi di mortalità di massa E cambiamenti geopolitici nella regione.

Mostrano come il declino dell’Impero Moghul e delle industrie tessili indiane negli anni 1780 e 1790 coincise con il periodo di siccità più grave di 30 anni nel corso del millennio.La profondità e la durata della siccità avrebbero causato diffusi fallimenti dei raccolti e il livello di carestia discusso in documenti scritti al momento.

Un’altra lunga siccità comprende la carestia del Deccan del 1630-1632, una delle siccità più devastanti della storia dell’India.Milioni di persone morirono a causa del fallimento dei raccolti.Più o meno nello stesso periodo, l'elaborata capitale Mughal di Fatehpur Sikri è stata abbandonata e il Il regno di Guge è crollato nel Tibet occidentale.

I nostri risultati hanno oggi importanti implicazioni per la pianificazione idrica in un mondo in via di riscaldamento, in particolare per l’India, che, con la sua vasta industria agricola dipendente dai monsoni, è al passo con i tempi. presto sarà il più popoloso paese del pianeta.

Perché la storia del monsone è importante

Gli scienziati iniziarono a misurare sistematicamente le precipitazioni monsoniche dell’India con strumenti intorno al 1870.Da allora, l’India ha vissuto circa 27 siccità diffuse a livello regionale.Tra questi, solo uno – dal 1985 al 1987 – è stato caratterizzato da tre anni consecutivi di siccità o peggio.

L’apparente stabilità del monsone indiano in questi dati potrebbe portare a supporre che né le siccità prolungate che durano più anni né le siccità frequenti siano aspetti intrinseci della sua variabilità.Questa visione apparentemente rassicurante caratterizza attualmente l’attuale infrastruttura delle risorse idriche della regione.

Tuttavia, le prove di stalagmiti di siccità prolungate e gravi negli ultimi 1.000 anni dipingono un quadro diverso.

Ciò indica che il breve periodo strumentale non cattura l’intera gamma della variabilità dei monsoni indiani.Solleva inoltre interrogativi sulle attuali risorse idriche della regione, sulla sostenibilità e sulle politiche di mitigazione che scontano la possibilità di siccità prolungate in futuro.

In che modo le stalagmiti catturano la storia dei monsoni di una regione?

Per ricostruire le variazioni passate delle precipitazioni, abbiamo analizzato le stalagmiti della grotta Mawmluh, vicino alla città di Cherrapunji nello stato di Meghalaya – uno dei luoghi più umidi del mondo.

Le stalagmiti sono strutture a forma di cono che crescono lentamente da terra verso l'alto, tipicamente ad una velocità di circa un millimetro ogni 10 anni.Intrappolate all'interno dei loro strati di crescita ci sono piccole quantità di uranio e altri elementi che sono stati acquisiti quando l'acqua piovana si è infiltrata nelle rocce e nel terreno sopra la grotta.Nel corso del tempo, l'uranio intrappolato nelle stalagmiti decade in torio a un ritmo prevedibile, quindi possiamo calcolare l'età di ciascuno strato di crescita delle stalagmiti in base a: misurazione del rapporto tra uranio e torio.

L’ossigeno nelle molecole dell’acqua piovana è disponibile in due tipi principali di isotopi: pesanti e leggeri.Man mano che le stalagmiti crescono, bloccano nella loro struttura i rapporti isotopici dell'ossigeno dell'acqua piovana che filtra nella grotta.Piccole variazioni in questo rapporto possono derivare da una serie di condizioni climatiche nel momento in cui l’acqua piovana cadeva originariamente.

Nostro precedenti ricerche in questo settore hanno dimostrato che le variazioni nei rapporti isotopici dell’ossigeno nell’acqua piovana, e di conseguenza, nelle stalagmiti, tengono traccia dei cambiamenti nell’abbondanza relativa di diverse fonti di umidità che contribuiscono alle precipitazioni monsoniche estive.

Durante gli anni in cui la circolazione dei monsoni è debole, le precipitazioni qui derivano principalmente dall'umidità evaporata dal vicino Mar Arabico.Durante gli anni dei forti monsoni, tuttavia, la circolazione atmosferica porta abbondanti quantità di umidità in quest'area dall'Oceano Indiano meridionale.

Le due fonti di umidità hanno firme isotopiche dell'ossigeno piuttosto diverse e questo rapporto è fedelmente preservato nelle stalagmiti.Possiamo usare questo indizio per conoscere la forza complessiva dell'intensità dei monsoni nel momento in cui si formò la stalagmite.Abbiamo messo insieme il Storia delle precipitazioni monsoniche estraendo piccole quantità di carbonato di calcio dai suoi anelli di crescita e quindi misurando i rapporti isotopici dell'ossigeno.Per ancorare i nostri dati climatici a precisi anni solari, abbiamo misurato il rapporto tra uranio e torio.

Prossimi passi

I registri paleoclimatici di solito possono dire cosa, dove e quando è successo qualcosa.Ma spesso, da soli, non possono rispondere al perché o al come è successo qualcosa.

Il nostro nuovo studio mostra che negli ultimi millenni si sono verificate frequentemente siccità prolungate, ma non abbiamo una buona comprensione del motivo per cui il monsone è mancato in quegli anni.Anche studi simili che hanno utilizzato carote di ghiaccio dell’Himalaya, anelli degli alberi e altre grotte hanno rilevato siccità prolungate, ma affrontano la stessa sfida.

Nella prossima fase del nostro studio, stiamo collaborando con i modellisti climatici per condurre studi coordinati di modellizzazione che speriamo possano offrire maggiori informazioni sulle dinamiche climatiche che hanno innescato e sostenuto periodi di siccità così estesi durante lo scorso millennio.