Climate modeling projections suggest that anthropogenic global warming will induce intensified dry conditions in Mediterranean regions. This projected hydroclimate change has potential impacts on water and food security. However, this prediction contrasts with some geological records that indicate wetter conditions in sub-tropical zones due to increased temperatures in the ocean/atmosphere system. Furthermore, model experiments are uncertain about the controls of global warming on the hydrological cycle because they may underestimate the influence of higher temperatures in biogeochemical cycles. These limitations have hindered quantification of hydrological cycle recovery timescales following global warming events–i.e., the time required to reestablish the hydrological cycle to a pre-warming state–which may affect development of climate policy and climate change mitigation strategies.

In our research, we studied the impacts of global warming on the hydrological cycle using the chemical and magnetic properties of a series of late Palaeocene-early Eocene (~52-57 millions of years ago) sedimentary rocks that are located in Italy, but were also part of the proto-Mediterranean continental  regions. 

Late Palaeocene-early Eocene climates were characterized by hothouse conditions that may be similar to those projected for extreme scenarios of future anthropogenic climate change. Therefore, rock records of those geological times have been extensively used to identify possible environmental impacts of human-driven climate change. We found that global warming  events, associated with carbon cycle perturbations, intensified dry conditions in proto-Mediterranean continental zones. We also detected that precipitation variability, which was driven by orbital changes (Milankovitch cycles), was disrupted by increased temperatures in the ocean/atmosphere. Recovery timescales of the hydrological cycle following the greatest late Palaeocene-early Eocene global warming events exceeded ~20,000 years. 

Our research supports the notion that Mediterranean zones can experience aridification because of global warming, which remarks the need to limit anthropogenic greenhouse gas emissions to avoid long-term adverse environmental impacts of human-driven climate change.

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Puede el calentamiento global causar aridificación en zonas sub-tropicales? Señales de eventos de calentamiento global en el tiempo geológico

Un nuevo estudio publicado en Nature Communications revela que diferentes eventos de calentamiento global generaron condiciones áridas en regiones sub-tropicales hace ~52-57 millones de años. Futuros escenarios de calentamiento global pueden provocar aridificación en los alrededores del Mar Mediterráneo.

Diferentes modelos computacionales muestran proyecciones climáticas que sugieren que el calentamiento global intensificará la sequía en los alrededores del Mar Mediterráneo. Este futuro cambio hidro-climático podría impactar la seguridad hídrica y alimentaria. Sin embargo, tal predicción contrasta con algunos registros geológicos que indican que los aumentos de las temperaturas en el sistema océano/atmósfera generaron condiciones más húmedas en zonas sub-tropicales. Además, los modelos computacionales pueden subestimar la influencia de la temperatura en los ciclos biogeoquímicos, por lo cual, el impacto del calentamiento global en el ciclo hidrológico es aún incierto. Estas limitaciones no han permitido estimar las escalas de tiempo de recuperación del ciclo hidrológico después de un evento de calentamiento global (es decir, el tiempo necesario para restablecer el ciclo hidrológico a un estado previo al calentamiento). Esto puede afectar el desarrollo de políticas climáticas y estrategias de mitigación frente al cambio climático.

En nuestra investigación, estudiamos los impactos del calentamiento global en el ciclo hidrológico utilizando las propiedades químicas y magnéticas de una serie de rocas sedimentarias del Paleoceno tardío-Eoceno temprano (hace unos 52-57 millones de años) que se encuentran en Italia, pero que formaban parte de las regiones continentales del proto-Mediterráneo.

Los climas del Paleoceno tardío-Eoceno temprano se caracterizaron por extremas condiciones de efecto invernadero, las cuales pueden ser similares a las proyectadas para futuros escenarios de cambio climático antropogénico. Por lo tanto, el registro sedimentario de esos tiempos geológicos se ha utilizado para identificar posibles impactos ambientales del calentamiento global impulsado por el hombre. En nuestra investigación descubrimos que los eventos de calentamiento global de hace 52-57 millones de años, los cuales se asociaron con perturbaciones del ciclo del carbono, intensificaron las condiciones secas en las zonas continentales del proto-Mediterráneo. También detectamos que la precipitacion, que fue controlada por cambios orbitales (ciclos de Milankovitch), se vio alterada por el aumento de las temperaturas en el océano/atmósfera. Las escalas de tiempo de recuperación del ciclo hidrológico después de los mayores eventos de calentamiento global del Paleoceno tardío- Eoceno temprano superaron los ~20.000 años.

Nuestra investigación respalda la noción de que las zonas adyacentes al Mar Mediterráneo pueden experimentar aridificación debido al calentamiento global, lo que destaca la necesidad de limitar las emisiones de gases de efecto invernadero para evitar impactos ambientales de larga duración.