Estalagmites antigas de uma caverna na Índia mostram que as monções não são tão confiáveis ​​– seus anéis revelam uma história de secas longas e mortais

Numa caverna remota no nordeste da Índia, a água da chuva goteja lentamente do teto nos mesmos locais há mais de 1.000 anos.A cada gota, os minerais da água se acumulam no piso inferior, crescendo lentamente em torres de carbonato de cálcio conhecidas como estalagmites.

Essas estalagmites são mais do que maravilhas geológicas – como anéis de árvores, suas camadas registram o histórico de chuvas da região.Eles também trazem um alerta sobre o potencial de secas catastróficas plurianuais no futuro.

Ao analisar a geoquímica destas estalagmites num novo estudo publicado em setembroEm 19 de outubro de 2022, no Proceedings of the National Academy of Sciences, conseguimos criar a cronologia mais precisa das monções de verão indianas no último milênio.Documenta como o subcontinente indiano sofreu frequentemente secas longas e severas, diferentes de todas as observadas nos últimos 150 anos de estudos confiáveis. chuva de monções medições.

Os períodos de seca que detectámos estão em notável sincronia com relatos históricos de secas, fomes, eventos de mortalidade em massa e mudanças geopolíticas na região.

Eles mostram como o declínio do Império Mughal e das indústrias têxteis da Índia nas décadas de 1780 e 1790 coincidiu com o período de seca mais severo de 30 anos ao longo do milénio.A profundidade e a duração da seca teriam causado quebras generalizadas nas colheitas e o nível de fome discutido em documentos escritos no momento.

Outra longa seca engloba a fome de 1630-1632 no Deccan, uma das secas mais devastadoras da história da Índia.Milhões de pessoas morreram devido ao fracasso das colheitas.Na mesma época, a elaborada capital Mughal de Fatehpur Sikri foi abandonado e o O Reino Guge entrou em colapso no Tibete ocidental.

As nossas descobertas têm hoje implicações importantes para o planeamento da água num mundo em aquecimento, particularmente para a Índia, que, com a sua vasta indústria agrícola dependente das monções, está a caminho de em breve será o mais populoso país do planeta.

Por que a história das monções é importante

Os cientistas começaram a medir sistematicamente as chuvas das monções na Índia com instrumentos por volta da década de 1870.Desde então, a Índia sofreu cerca de 27 secas generalizadas regionalmente.Entre eles, apenas um – 1985 a 1987 – foi uma seca consecutiva de três anos ou pior.

A aparente estabilidade das monções indianas nesses dados pode levar-nos a supor que nem as secas prolongadas que duram vários anos nem as secas frequentes são aspectos intrínsecos da sua variabilidade.Esta visão aparentemente tranquilizadora informa actualmente a actual infra-estrutura de recursos hídricos da região.

No entanto, a evidência de secas prolongadas e severas em estalagmites ao longo dos últimos 1.000 anos pinta um quadro diferente.

Indica que o curto período instrumental não capta toda a gama de variabilidade das monções indianas.Também levanta questões sobre os actuais recursos hídricos da região, a sustentabilidade e as políticas de mitigação que descartam a possibilidade de secas prolongadas no futuro.

Como as estalagmites capturam a história das monções de uma região?

Para reconstruir as variações passadas nas chuvas, analisamos estalagmites da caverna Mawmluh, perto da cidade de Cherrapunji, no estado de Meghalaya – um dos locais mais chuvosos do mundo.

As estalagmites são estruturas semelhantes a cones que crescem lentamente a partir do solo, normalmente a uma taxa de cerca de um milímetro a cada 10 anos.Presas em suas camadas de crescimento estão pequenas quantidades de urânio e outros elementos que foram adquiridos à medida que a água da chuva se infiltrou nas rochas e no solo acima da caverna.Com o tempo, o urânio preso nas estalagmites decai em tório em um ritmo previsível, então podemos descobrir a idade de cada camada de crescimento da estalagmite por medindo a proporção de urânio para tório.

O oxigênio nas moléculas da água da chuva vem em dois tipos principais de isótopos – pesados ​​e leves.À medida que as estalagmites crescem, elas prendem em sua estrutura as proporções de isótopos de oxigênio da água da chuva que penetra na caverna.Variações sutis nesta proporção podem surgir de uma série de condições climáticas no momento em que a água da chuva caiu originalmente.

Nosso pesquisas anteriores nesta área mostraram que variações nas proporções de isótopos de oxigênio na água da chuva e, consequentemente, nas estalagmites, acompanham as mudanças na abundância relativa de diferentes fontes de umidade que contribuem para as chuvas das monções de verão.

Durante os anos em que a circulação das monções é fraca, as chuvas aqui são derivadas principalmente da umidade que evaporou do vizinho Mar da Arábia.Durante os anos de fortes monções, no entanto, a circulação atmosférica traz grandes quantidades de umidade para esta área, desde o sul do Oceano Índico.

As duas fontes de umidade têm assinaturas de isótopos de oxigênio bastante diferentes, e essa proporção é fielmente preservada nas estalagmites.Podemos usar esta pista para aprender sobre a força geral da intensidade das monções no momento da formação da estalagmite.Nós juntamos o história de chuvas de monções extraindo quantidades mínimas de carbonato de cálcio de seus anéis de crescimento e medindo então as proporções de isótopos de oxigênio.Para ancorar o nosso registo climático em anos civis precisos, medimos a proporção de urânio e tório.

Próximas etapas

Os registros paleoclimáticos geralmente podem dizer o que, onde e quando algo aconteceu.Mas muitas vezes, eles sozinhos não conseguem responder por que ou como algo aconteceu.

O nosso novo estudo mostra que secas prolongadas ocorreram frequentemente durante os últimos milénios, mas não temos uma boa compreensão da razão pela qual as monções falharam nesses anos.Estudos semelhantes utilizando núcleos de gelo do Himalaia, anéis de árvores e outras cavernas também detectaram secas prolongadas, mas enfrentam o mesmo desafio.

Na próxima fase do nosso estudo, estamos a associar-nos a modeladores climáticos para realizar estudos coordenados de modelização proxy que esperamos que ofereçam mais informações sobre a dinâmica climática que desencadeou e sustentou períodos tão prolongados de seca durante o último milénio.