História geológica e Ciência do clima: métodos e origens do estudo dos ciclos climáticos na Terra

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Marcos José de Oliveira
Doutorando em Progr. Pós-Grad. Ciências da Eng. Ambiental, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, EESC/USP

Gustavo Macedo de Mello Baptista
Instituto de Geociências, Universidade de Brasília, IG/UnB

Celso Dal Ré Carneiro
Instituto de Geociências, Universidade Estadual de Campinas, IG/Unicamp

Francisco Arthur Silva Vecchia
Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, EESC/USP

Abstract: This article presents a precise definition of climate cycles and examines the multiple forms of measurement, reconstruction and prediction of climate conditions, based on a historical review of the origins of the study of climate cycles. Information about climates of ancient times has been obtained from the geological record using data on biogeochemical processes that vary according to atmospheric factors. Data interpretation requires some assumptions, one of them specially critical: the principle of Actualism, which establishes an uniformity of the natural laws and Earth processes. This means that, in the past, the relationship between climate and other natural phenomena was similar to that which operates in the present. Thus, given the variety of natural processes that depend on weather, it is possible to reconstruct the past climate with the help of various types of evidence (rings of trees, marine sediments, ice cores, isotopes etc.). With the use of different paleoclimatic reconstruction techniques, the general regularities of climate conditions in the geological past are reliable; so, we can infer that the climate is an eminently cyclical phenomenon. The recognition of the periodic nature of climate dates back to the late 18th century, with innovative ideas of renowned scientists: Hutton (Uniformitarianism), Agassiz (great ice age), Penck and Brückner (multiple glacial cycles), Milankovitch (glacial cycles and orbital variations) and Schwabe (solar cycle of 11 years). For discussing the contemporary changes in the Earth's climate it is essential to recognize their spatial and temporal scales, the physical mechanisms and types of natural climate variability, especially when one considers the vastness of the Geological Time.

Keywords: Climate change, climate, Climatology, Geology, natural processes, carbon dioxide, anthropogenic global warming

Resumo: Este artigo expõe uma definição precisa de ciclos climáticos e examina as múltiplas formas de medição, reconstrução e previsão das condições climáticas. Apresenta-se uma revisão histórica das origens do estudo dos ciclos climáticos. Informações sobre climas de épocas remotas são obtidas a partir do registro geológico de efeitos de processos biogeoquímicos que variam em função de fatores atmosféricos. A interpretação dos dados requer premissas, sendo uma delas especialmente crucial: o princípio do Atualismo, que estabelece a uniformidade das leis naturais e dos processos terrestres. Isso significa que, no passado, a relação entre o clima e outros fenômenos naturais fôra similar à que opera no presente. Assim, diante da variedade de processos naturais que dependem do clima, é possível reconstruir o clima passado com a ajuda de vários tipos de testemunhos (anéis de arvores, sedimentos marinhos, núcleos de gelo, isótopos etc.). Distintas técnicas de reconstrução de paleoclimas revelam ser confiável a regularidade geral das condições climáticas no passado geológico, de tal modo que é possível inferir que o clima é um fenômeno eminentemente cíclico. O reconhecimento da natureza periódica do clima remonta ao final do século 18, graças aos estudos e ideias inovadoras de renomados cientistas: Hutton (Uniformitarismo), Agassiz (grande era do gelo), Penck e Brückner (múltiplos ciclos glaciais), Milankovitch (ciclos glaciais e variações orbitais) e Schwabe (ciclo solar de 11 anos). Na discussão sobre mudanças contemporâneas no clima da Terra é essencial reconhecer as escalas espaciais e temporais, os mecanismos físicos e os tipos de variabilidade natural do clima, sobretudo se pensarmos na vastidão do Tempo Geológico.
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Palavras chave: Mudança climática, clima, Climatologia, Geologia, processos naturais, dióxido de carbono, aquecimento global antropogênico

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