Relação sol-terra estudada através de anéis de crescimento de coníferas do holoceno recente e do triássico

• Main Author: Alan Prestes
• Other Authors: Nivaor Rodolfo Rigozo
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2006
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2006/11.07.13.58

O estudo do Sol e das variações de seu fluxo de energia é inteiramente experimental e também muito recente, o que restringe muito a compreensão de seus efeitos sobre o clima do planeta e sua possível predição para o futuro. Assim torna-se necessário um monitoramento indireto das variações solares e de outros fenômenos geofísicos em uma escala de tempo maior no passado, possível graças à existência de registros naturais que cobrem extensos intervalos de tempo passado, como por exemplo, os anéis de crescimento das árvores. Desenvolveu-se um estudo das relações Sol-Terra no passado, através dos anéis de crescimento de árvores de araucárias (Araucaria angustifolia) do presente e de madeiras silificadas Mesozóica ("árvores petrificadas" de 200 milhões de anos atrás), coletadas no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Das árvores de araucária "atuais" obtiveram-se cronologias médias das amostras dos lenhos coletados em Severiano de Almeida e Passo Fundo, em torno de 359 e 264 anos, respectivamente. As amostras dos lenhos petrificados, coletados em São Pedro do Sul e Mata, apresentaram de 28 a 159 anéis de crescimento. No estudo das séries temporais dos anéis de crescimento das árvores do presente e do passado (amostras petrificadas) utilizou-se o método da análise espectral clássica e regressão iterativa, na procura de periodicidades e tendências neles contidas e o método da ondeleta para verificar o comportamento das periodicidades e amplitudes encontradas em função do tempo. As análises das séries temporais da espessura dos anéis de crescimento das árvores (amostras petrificadas e não petrificadas) pelo método da regressão iterativa apresentou períodos representativos da atividade solar de 11 (ciclo de Schwabe), 22 (ciclo de Hale), 52 (quarto harmônico do ciclo de Suess) e 80 (ciclo de Gleissberg) anos, com uma significância estatística de 95%. Isso pode indicar uma possível influência da atividade solar no crescimento das árvores tanto no passado recente, nos últimos 300 anos, como no mais distante, em torno de 200 milhões de anos. Também foram encontrados baixos períodos de 2 a 7 anos, que podem representar uma resposta das árvores às condições climáticas locais. Verificou-se através do estudo dos anéis de crescimento das árvores do triássico e do presente, que a atividade solar apresentou os mesmos períodos fundamentais. As análises por ondeletas das séries temporais dos anéis de crescimento das árvores mostraram que existe uma boa concordância com o ciclo solar de 11 anos para as épocas de máxima e mínima atividade solar, tais como o Mínimo de Dalton e o Máximo Moderno. Já as análises por ondelata-cruzada, entre as cronologias de anéis de crescimento de Passo Fundo e de Severiano de Almeida com as séries da anomalia de temperatura e do Índice da Oscilação Sul (SOI), mostraram que a temperatura e o SOI estão influenciando o crescimento das árvores de araucária em períodos de 2-8 anos. === The study of the Sun and of its energy flux variations is recent and fully experimental. For this reason , if is very important develop studies in order to understand the past and predict the future using natural records at the Earth surface to monitor solar variations and their effects on climate. The studies about the Sun's variations and Sun-Earth-Climate relationships are possible because there exists natural records that cover long time interval, such as, for example, tree growth rings, which may represent good records of climate variations in the past. In this work a study of Sun-Earth relationships was developed using tree growth rings of araucarias (Araucaria angustifolia) in the present time and in silicified Mesozoic wood ("petrified trees" of 200 million years ago), both collected in the Rio Grande do Sul State, Brazil. From the Araucaria angustifolia collected in Severiano de Almeida and Passo Fundo were obtained chronology average for 359 and 264yr respectively. The petrified samples, collected in São Pedro do Sul and Mata, lead to 15 time series, with 28 to 159 tree growth rings. In the study of tree rings time series of the present and of the past (petrified samples), the method of classical spectral analysis, iterative regression, was used for the search of periodicities and trends contained in tree growth. The wavelet method was also used to verify the periodicities and amplitudes found as a function on time. The analysis of the time series of the tree growth rings thicknesses (petrified and not petrified samples), using the method of the iterative regression indicates representative periods of the solar activity of 11 (Schwabe cycle), 22 (Hale cycle), 52 (4^th harmonic of the Suess cycle) and 80 (Gleissberg cycle) years, with a significance statistics of 95%. This may show a possible influence of the solar activity in the growth of the trees in the recent past, in last the 300 years, as in the distant past, at about 200 million years ago. Also low periods at 2 to 7 years, were found that can represent a response of the trees to local climatic conditions at their respective epochs of life. It was verified through the study of tree growth rings from Triassic and from the present times that the solar activity presented basically the same periods. The wavelet analysis has shown that it exist a good agreement of the time series of tree growth rings with the 11 year solar cycle, for the Minimum and Maximum solar activity periods, such as the Minimum of Dalton and the Modern Maximum. The cross-wavelet analysis between the chronologies of Passo Fundo, Severiano de Almeida and the series of the anomaly of temperature and of the South Oscillation Index (SOI), have shown that the temperature and the SOI are both influencing the araucaria growth in the periods between 2-8 years.