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'''Paleoclimatologia''' é o estudo das variações [[clima|climáticas]] ao longo da [[história da Terra]]. PorPara isso, são estudados vestígios naturais que podem ajudar a determinar o clima em épocas passadas.
As observações [[meteorologia|meteorológicas]] com a ajuda de instrumentos, tal como as conhecemos hoje em dia, datam de apenas há 100 ou 200 anos, dependendo do lugar. Porém, é um período muito curto relativamente às alterações sofridas pelo clima ao longo dos tempos, pois, trata-se de um período de milhares ou até milhões de anos.
 
As observações [[meteorologia|meteorológicas]] com a ajuda de instrumentos, tal como as conhecemos hoje em dia, datam de apenas há 100 ou 200 anos, dependendo do lugar. Porém, é um período muito curto relativamente às alterações sofridas pelo clima ao longo dos tempos, pois, trata-se de um período dedurante milhares ou até milhões de anos.
O clima, ao longo dos anos, vem mudando significativamente, graças a diversos fatores naturais. Devido a estas mudanças, ao longo do tempo, um estudo sobre os fatores relacionados a estas mudanças climáticas, deve ser efetuado com base em um contexto mais amplo de como e onde tais mudanças ocorreram, podendo, assim, ajudar na previsão de mudanças futuras.
Essa História do clima pode ser deduzida através de impressões naturais, que estão espalhadas pelo planeta. Estas informações podem constituir não só uma amostra de como o clima mudou, mas também de como o clima se comporta, se há ciclos… Além disso, é necessário diferenciar aquilo que é uma mudança natural do clima daquilo que foi causado pela ação humana.
 
A história do clima pode ser deduzida através de evidências naturais, tais como a composição do gelo, a estrutura de árvores petrificadas e outros [[fóssil|fósseis]] e das [[rocha sedimentar|rochas sedimentares]].
Nos últimos 2 bilhões de anos, o clima na Terra tem se comportado de forma mais ou menos cíclica, com períodos frios, chamados [[períodos glaciais]], e períodos quentes, chamados [[períodos interglaciais]].
 
Estas mudanças bruscas na temperatura são causadas por diferentes aspectos, tais como perturbações na órbita da Terra, a atividade solar, impactos de meteoro, erupções vulcânicas e a ação humana.
Nos últimos 2dois bilhões de anos, o clima na Terra tem se comportado de forma mais ou menos cíclica, com períodos frios, chamados [[glaciação|períodos glaciais]], e períodos quentes, chamados [[interglacial|períodos interglaciais]]. Estas mudanças na temperatura são causadas por diferentes aspectos, tais como perturbações na [[órbita]] da Terra, a atividade solar, impactos de [[meteoro]]s, erupções vulcânicas e a ação humana.
 
=== A variabilidade do clima da Terra ===
O planeta já sofreu, ao longo de sua existência de 4,5 bilhões de anos, processos de resfriamentos e aquecimentos extremos. Está comprovado que houve alternância de climas quentes e frios (Terra estufa - "hothouse" - e Terra geladeira - "icehouse", na linguagem dos paleoclimatologistas), sendo este um fenômeno corrente na história do planeta. Atualmente o planeta está na situação de [[geladeira]].
 
O último episódio de resfriamento ou [[glaciação]], iniciado no [[Pleistoceno]] - (1,8 milhões de anos antes do presente-) teve seu ápice há cerca de 18' 000 anos, quando, então, começou o processo de aquecimento, que continua nos dias de hoje. No entanto, o aquecimento não se dá sobre uma curva contínua. Neste espaço de tempo de 18' 000 anos houve épocas de aquecimento e resfriamento, causando variações às vezes bruscas de temperaturas em períodos variáveis, mas que podiam ser de décadas ou menos, de vários graus [[Celsius]]. A comprovação destes fatos é fornecida pela análise de testemunhos de sondagens, de centenas de metros, obtidos no [[Ártico]] e na [[Antártida]], através da análise da composição isotópica do oxigênio encontrado nas bolhas de ar presas no gelo.
 
Durante os últimos 500 milhões de anos, a Terra passou por quatro episódios extremamente quentes ("hothouse episodes"), sem gelo e com níveis elevados dos oceanos, e quatro episódios extremamente frios("icehouse episodes"), como o que vivemos actualmente, com camadas de gelo, glaciares e níveis de água relativamente baixos nos oceanos. Pensa-se que esta variação de mais longo termo se deve a variações no influxo de radiação recebida devidas à viagem do nosso sistema solar através da galáxia, correspondendo os episódios mais frios a encontros com os braços espirais mais brilhantes, onde a radiação é mais intensa. Os episódios frios mais frequentes, cada 34 milhões de anos, mais ou menos, ocorrem provavelmente quando o sistema solar passa através do plano médio da galáxia. Os episódios extremamente frios de há 700 e 2'3002300 milhões de anos, em que até no equador havia gelo, correspondem a períodos em que havia uma taxa de nascimentos de estrelas na nossa galáxia anormalmente alta, implicando um grande número de explosões de estrelas e uma radiação cósmica muito intensa.
 
O carbono-14 radioactivo e outros átomos raros produzidos na atmosfera pelas partículas cósmicas fornecem um registro de como as suas intensidades variaram no passado e explicam a alternância entre períodos frios e quentes durante os últimos 12'&nbsp;000 anos. Sempre que o Sol era fraco e a radiação cósmica forte, seguiram-se condições frias, como a mais recente, na Pequena Idade do Gelo de há 300 anos. Considerando escalas de tempo mais longas, encontra-se uma explicação credível para as variações de maior amplitude do clima da Terra.<ref>[http://spacecenter.dk/research/sun-climate/a-new-theory-of-climate-change.html Cosmoclimatologia]</ref>
 
== Técnicas Utilizadas ==
Para se determinar o clima em eras passadas, pela não existência de observações meteorológicas que cobrissem um intervalo de tempo satisfatório, os paleoclimatólogos utilizam algumas técnicas e diversos estudos para se determinar o clima passado. As técnicas mais utilizadas são:
 
=== I- Estudo de geleiras ===
{{Artigo principal|[[Geleira]]}}
 
É uma das técnicas mais empregadas. A avaliação de geleiras é possível, pois estas vão se depositando em camadas, de acordo com a era em que foi formada (as mais recentes vão cobrindo as mais antigas). Estima-se que as calotas polares possuem mais de 100.&nbsp;000 camadas!. Nestas camadas, estudiosos encontraram pólen, o que é útil para estimar a cobertura vegetal em
Nestas camadas, estudiosos encontraram pólen, o que é útil para estimar a cobertura vegetal em
determinada época. A espessura da camada pode ajudar a determinar a quantidade de chuvas que
aquela região recebeu, pois quanto maior a camada, maior a quantidade de chuvas.
 
Além disso, a relação entre diferentes isótopos de Oxigêniooxigênio e Hidrogêniohidrogênio podem ser um indicador
da temperatura média daquela região. Dependendo da camada em que forem encontrados,
os cientistas podem avaliar a temperatura média daquele período. Destes estudos é que
vieram as teorias sobre os ciclos sofridos pelo clima ao longo das eras.
 
=== II- Estudo de árvores petrificadas ===
{{Artigo principal|[[Dendroclimatologia]]}}
 
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Os anéis encontrados nas árvores (ver figura) também são pistas sobre a idade e o clima em que esta árvore viveu. A largura destes anéis variam de acordo com o clima de uma forma geral, a espécie, a idade da árvore e a quantidade de água e alimento disponível naquele solo.
 
=== III- Estudo de sedimentos e rochas ===
A análise de sedimentos permite verificar características do solo em uma determinada Era. Esta possibilita o estudo das características da vegetação, da vida existente (ou a ausência de) e temperatura através do tipo de rocha.
 
Existem, basicamente, 3três tipos de rochas. As Magmáticas[[rocha magmática|magmáticas]], que são formadas pela condensação do magma, indicam a existência de vulcões na vizinhança. As Sedimentares[[rocha sedimentar|sedimentares]] são formadas pelo acúmulo de sedimentos e indicam uma região de falha. Indicam, também, que esta é uma região de formação antiga, que sofreu diversas alterações no clima. As Metamórficas[[rocha metamórfica|metamórficas]] são formadas por alterações na composição das duas anteriores devido a variações de pressão e/ou temperatura em eventos extremos, podendo indicar períodos quentes ou frios. Também são indicadoras de atividade erosiva, pois a erosão também forma rochas Metamórficas, sem necessariamente variar temperatura ou pressão local.
 
As rochas formam camadas também, sendo que estas camadas demoram de milhares a milhões de anos para se sobreporem, formando, assim, uma fonte de dados de períodos muito distantes, já que as rochas sedimentadas se preservam ao longo do tempo.
 
=== IV- Estudo de corais ===
A análise de recifes de corais permite avaliar as alterações nos oceanos. De acordo com as características dos corais permite-se avaliar temperatura da água, bem como sua evolução, pois os corais têm indicadores naturais, como a perda de sua coloração natural.
 
=== V- Datação radiométrica ===
Os átomos, com exceção do Hidrogênio, possuem prótons e nêutrons (o Hidrogênio mais comum possui apenas um próton, e é conhecido pelo nome de prótio). Os prótons existentes no núcleo repelem-se, porém os nêutrons não permitem que os prótons se separem, exercendo uma força sobre eles. Contudo, quando o número de prótons é grande, os nêutrons não conseguem mais evitar a repulsão entre eles, tornando o átomo instável.
Esta instabilidade expulsa partículas do núcleo e é chamado de decaimento. Elementos com mais de 83 prótons ou com uma quantidade elevada de nêutrons sofrem decaimento. Esta “desintegração” é constante e só cessa quando o átomo se estabiliza, o que pode demorar, desde de segundos a milhões de anos, podendo ser medidos através de aparelhos como o espectroscópio de massa e detectores de radiação.
 
Os elementos radioativos mais usados para datação são:
 
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== Linha do Tempo ==
A [[História da Terra]] normalmente é dividida pela [[escala de tempo geológica]]. Uma outra classificação utilizada em Paleoclimatologia é a [[Classificação de Blytt-Sernander]].
 
A classificação Geológicageológica é baseada em eventos de importância geológicosgeológica (surgimento de determinadas formações de relevo, surgimentoou de determinado tipo de rocha, etc.rochas) e paleontológicos (extinções em massa, ou surgimento de novas espécies e etc.).
A Classificação de Blytt Sernander foi elaborada pelos botânicos dinamarqueses Axel Blytt e Ruttger Sernander. É baseada no acúmulo de matéria sedimentar em plantas. Utilizando datação radiométrica (com Carbono 14), determinou-se a divisão dos eventos na Terra.
 
A Classificação de Blytt Sernander foi elaborada pelos botânicos dinamarqueses [[Axel Blytt]] e [[Ruttger Sernander]]. É baseada no acúmulo de matéria sedimentar em plantas. Utilizando datação radiométrica (com Carbono 14), determinou-se a divisão dos eventos na Terra.
 
Esta classificação foi confirmada cientificamente com os estudos das [[Zonas de Pólen]], que são uma forma de datação utilizando resíduos de pólen de diferentes espécies vegetais, principalmente do final do Pleistoceno e início do Holoceno.
Estes estudos foram conduzidos pelo biólogo sueco Lenhart von Post, que analisou diferentes espécies de plantas destes períodos, e concluiu que de acordo com a diversidade das espécies, a distribuição destas e as características de cada uma, um tipo de clima característico se mostrava existente. O estudo de von Post foi capaz de ratificar a divisão de Blytt-Sernander, que mostrava variações entre períodos quentes e frios, alternadamente.
 
Estes estudos foram conduzidos pelo biólogo sueco [[Lenhart von Post]], que analisou diferentes espécies de plantas destes períodos, e concluiu que de acordo com a diversidade das espécies, a distribuição destas e as características de cada uma, um tipo de clima característico se mostrava existente. O estudo de von Post foi capaz de ratificar a divisão de Blytt-Sernander, que mostrava variações entre períodos quentes e frios, alternadamente.
== História da Atmosfera ==
 
=== Como tudo começou ===
== História da Atmosferaatmosfera da Terra ==
A [[atmosfera]] da [[Terra]] primitiva era composta por [[Hidrogénio]], Vapor de [[água]], [[Metano]] e [[Amoníaco]], e havia grande ocorrência de [[tempestades]] com [[Eletricidade|descargas elétricas]], devido a [[Vulcão|erupções vulcânicas]], com grande incidência de [[raios ultravioleta]] vindos do [[Sol]].
A [[atmosfera]] da [[Terra]] primitiva era composta por [[hidrogénio]], vapor de [[água]], [[metano]] e [[amoníaco]], e havia grande ocorrência de [[tempestades]] com [[Eletricidade|descargas elétricas]], devido a [[Vulcão|erupções vulcânicas]], com grande incidência de [[raios ultravioleta]] vindos do [[Sol]].

Com o aparecimento de formas de [[vida]], a atmosfera foi se modificando. A partir do aparecimento dos [[organismos]] [[autótrofos]] [[Fotossíntese|fotossintetizantes]], esta composição atmosférica passou a conter [[oxigénio]] e foi decisiva para o desenvolvimento de novas formas de vida. Mais especificamente, alguns milhões de anos após o aparecimento das [[cianobactérias]], quando já havia oxigénio suficiente para que os recém-surgidos organismos [[aeróbico]]s se aproveitassem da energia que ele fornecia, num processo que libertava mais do que nos processos [[anaeróbico]]s.
 
=== Clima Pré Cambriano ===
ÉO [[Pré-cambriano]] é um dos períodos mais remotos do nosso planeta. Existem poucas evidências desta época para um estudo aprofundado sobre o assunto.
 
Entre os três [[isótopos]] do [[Carbono]]: ([[Carbono-12]], [[Carbono-13]] e [[Carbono-14]]) , que se diferênciam pela variação na quantidade de [[neutrões]] nos seus núcleos, os organismos aquáticos da época ([[algas]] [[unicelulares]] fotossintetizantes e [[bactérias]]) utilizavam o Carbono-12 para o processo de fotossíntese, sendo o Carbono-13, mais pesado, mortal para esses seres vivos.
Houve variações bruscas na concentração de Carbono-13, e isso causou um aumento da mortalidade nos oceanos primitivos (“Oceanos Mortos”).
 
Com uma população decrescente de organismos fotossintetizantes para libertar gás carbónico na atmosfera, atenuou-se o [[efeito estufa]], e, por conseguinte, a temperatura média do planeta foi diminuindo rapidamente até chegar ao que se conhece por “Planeta Bola de Neve” ou Snowball Earth.
Houve variações bruscas na concentração de Carbono-13, e isso causou um aumento da mortalidade nos oceanos primitivos (“Oceanos Mortos”).
 
Com uma população decrescente de organismos fotossintetizantes para libertar gás carbónico na atmosfera, atenuou-se o [[efeito estufa]], e, por conseguinte, a temperatura média do planeta foi diminuindo rapidamente até chegar ao que se conhece por “Planeta"Planeta Bola de Neve”Neve" ou "''Snowball Earth''".
 
== As Eras do Gelo ==
As Eras[[glaciação|eras do Gelogelo]] são períodos cíclicos que são caracterizados por uma queda acentuada na temperatura média do planeta. Este abaixamento da temperatura permite a expansão das geleiras até latitudes mais baixas. Tais períodos ocorrem em intervalos de aproximadamente 40 a 100 mil anos.
 
Sabe-se que variações na quantidade de energia solar ocorrem ao longo do tempo causam perturbações no clima terrestre, podendo gerar uma “Era do Gelo”, ou não.
Além disto, os “Ciclos de Milankovich”, a composição atmosférica daquele período, os movimentos tectônicos, que alteram a distribuição espacial dos continentes e dos oceanos, o que afeta a circulação atmosférica e a quantidade de calor absorvido pelo planeta, alterações na órbita do sistema Terra-Lua, impacto de meteoros e erupções vulcânicas são as principais causas das eras do gelo.
 
Evidências sobre a existência de tais eras vêm em forma de rochas e os detritos (Morenas, que são sedimentos especificamente originados devido ao derretimento de geleiras) em locais que atualmente não possuem gelo. Análise de sedimentos depositados em geleiras e em oceanos também são evidências fortes.
Além disto, os “Ciclos de Milankovich”, a composição atmosférica daquele período, os movimentos tectônicos, que alteram a distribuição espacial dos continentes e dos oceanos, o que afeta a circulação atmosférica e a quantidade de calor absorvido pelo planeta, alterações na órbita do sistema Terra-Lua, impacto de meteoros e erupções vulcânicas são as principais causas das eras do gelo.
 
Evidências sobre a existência de tais eras vêm em forma de rochas e os detritos (Morenas[[morena]]s, que são sedimentos especificamente originados devido ao derretimento de geleiras) em locais que atualmente não possuem gelo. Análise de sedimentos depositados em geleiras e em oceanos também são evidências fortes.
 
== Eventos Notáveis ==
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Um resfriamento substancial ocorreu há cerca de 2,2 biliões de anos, seguido de um ocorrido há 1 bilião de anos ou mais de calor. Depois houve outra era glacial ainda maior que a primeira - tão grande que alguns cientistas de hoje se referem à época em que ocorreu como [[Criogeniano]] ou superasumo glacial.<ref>Mc Guire, ''A guide to the end of the world'', pag. 69</ref> A condição é mais popularmente conhecida como "Terra Bola de Neve".
 
A "Terra Bola de Neve" foi uma Eraera do gelo de grandes proporções, ocorrida no período há 750 e 580 milhões de anos atrás.
 
"Bola de Neve", porém, não exprimem bem o rigor assassino das condições. Segundo a teoria, devido a uma queda na radiação solar em cerca de 6% e à redução na produção (ou a retenção) de gases estufa, a Terra perdeu a capacidade de reter o seu calor. Na altura, tornou-se numa espécie de Antártida gigantesca. As temperaturas baixaram até 45°C. Toda a superfície do planeta pode ter se congelado, com o gelo do oceano chegando a uma espessura de oitocentos metros em latitudes maiores e de dezenas de metros nos trópicos.<ref>''Valley News'' (do ''Washington Post''), "The Snowball Theory", 19 de junho de 2000, p. C-1</ref>
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{{Artigo principal|[[Dryas Recente]]}}
 
Dos eventos datados por Blytt e Sernander, este foi um caso peculiar, onde o clima na Terra se resfriou, principalmente no Hemisfério Norte. Foi um rápido retorno à Era glacial após a [[Oscilação de Allerød]], onde houve ligeira deglaciação. Evidências sugerem que a temperatura média nesta época chegou a -5 °C. A causa mais provável foi um evento de alteração na circulação oceânica no Atlântico Norte, que causou um quase cessamento da [[circulação termohalina]] (que ocorre de acordo com a densidade do fluido). Isso cessou as trocas de calor entre o oceano e o continente, o que causou um desequilíbrio no balanço térmico da região.
A causa mais provável foi um evento de alteração na circulação oceânica no Atlântico Norte, que causou um quase cessamento da [[circulação termohalina]] (que ocorre de acordo com a densidade do fluido). Isso cessou as trocas de calor entre o oceano e o continente, o que causou um desequilíbrio no balanço térmico da região.
Este nome vem de vestígios da espécie vegetal Dryas octapætala típica de climas frios, que foi achada em [[sedimento]]s datados daquela época.
 
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|Procópio, nobre e historiador Bizantino, ano 536 d.C.}}
 
A frase de [[Procópio de Cesareia]] ilustra bem o que ocorreu naqueles anos:
* Baixas temperaturas, até mesmo neve durante o verão.
* Nuvens muito escuras, poucas horas de insolação.
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{{Artigo principal|[[Extinção do Permiano-Triássico]]}}
 
A '''extinção do Permiano-Triássico''' ou '''"extinção Permo-Triássica'''" foi uma [[extinção em massa]] que ocorreu no final do [[Paleozóico]] há cerca de 251 milhões de anos. Foi o evento de extinção mais severo já ocorrido no planeta [[Terra]], resultando na morte de aproximadamente 95% de todas as espécies da época. A extinção provocou uma mudança drástica em todas as faunas e marca a fronteira entre o [[Permiano]] e o [[Triássico]].
 
A teoria mais aceita pela comunidade cientifica actualmente, diz que um tipo de [[erupção vulcânica]] gigantesca aconteceu no território da [[Sibéria]], que libertou grandes quantidades de [[dióxido de carbono]], aumentando o [[efeito estufa]] em 5 graus extras na temperatura da Terra. E por consequência disso, ocorreu a [[sublimação]] de uma grande quantidade de [[metano]] congelado no fundo dos [[oceano]]s. A libertação deste metano para a [[atmosfera]] causou o aumento em mais 5 graus a temperatura do efeito estufa, somando 10 graus extras a temperatura do mundo. E com isso os únicos lugares onde a vida poderia sobreviver seriam próximos aos [[Pólo geográfico|Pólos geográficos]] da Terra. Para os biólogos esta explicação é mais plausível, pois esta mudança rápida de temperatura não poderia ser acompanhada pelo processo evolucionário de adaptação.
 
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== Causas das mudanças climáticas ==
=== I - Ciclos de Milankovich ===
O físico e matemático sérvio Milutin Milankovich observou que o movimento de [[precessão]], a [[inclinação]] do eixo terrestre e a [[Excentricidade orbital|excentricidade]] da [[órbita]] terrestre variam ciclicamente ao longo do tempo.
Estas variações explicam alguns dos eventos climáticos, como foi mostrado, pois provoca uma mudança na quantidade de radiação recebida por um determinado [[Hemisfério]] no verão e no inverno.
 
Estas variações explicam alguns dos eventos climáticos, como foi mostrado, pois provoca uma mudança na quantidade de radiação recebida por um determinado [[Hemisfério]] no verão e no inverno.
=== II - Ciclos de Atividade Solar ===
 
=== II - Ciclos de Atividade Solar ===
O Sol passa por variações em sua atividade, ou seja, em suas emissões de radiação. Estes ciclos ocorrem em aproximadamente 11 anos e podem assumir valores máximos ou mínimos, causando várias alterações no clima.
 
=== III - Variações magnéticas ===
O [[paleomagnetismo]] é o estudo das variações do [[campo magnético]] da Terra ao longo dos anos. Os eventos de variação magnética ocorrem em ciclos não regulares, podendo sua intensidade variar desde efeitos apenas mensuráveis à inversões na orientação do campo.
As inversões magnéticas ocorrem devido à “resposta” do núcleo da Terra (condutor, formado de Ferro e Níquel) ao efeito magnético das emissões solares (de alta energia). Esta “resposta” tenta reproduzir o campo gerado pela radiação solar e apresenta diversas irregularidades.
Durante os eventos de inversão, podem ocorrer mudanças climáticas acentuadas devido à variação da localização dos Pólos, que é por onde grande parte das emissões solares penetram. Estas mudanças, normalmente, são devido ao aquecimento diferenciado das regiões que estão sob o efeito das emissões.
 
=== IV - Aquecimento Global ===
O [[aquecimento global]] é o processo em que ocorre aumento significativo na temperatura. Este aumento causa desde tempestades mais severas e freqüentes à tufões e furacões altamente destrutivos.
Atualmente, tem se notado um aumento na temperatura média do planeta de cerca de 0,7°C nos últimos 140 anos. Este aquecimento é causado, principalmente pelo efeito estufa, que vem sendo, cada vez mais, intensificado por atividades humanas, e pelo buraco na camada de Ozônio.
 
=== V - Colisão de meteoros e Erupçõeserupções Vulcânicasvulcânicas ===
Os meteoros são rochas compostas de minerais e gelo que orbitam a nossa galáxia. Estas rochas, quando atraídas pelo campo gravitacional da Terra, podem entrar na atmosfera. Uma grande parte destas pedras é destruída graças à própria atmosfera, já que o atrito com esta gera um aquecimento próximo a 5000 °C e desintegra as rochas. Porém algumas rochas maiores conseguem atingir a superfície e o impacto é tão violento que uma nuvem de metais e poeira se forma na atmosfera, impedindo a entrada de radiação solar.
 
De forma análoga, os vulcões, que se formam nas zonas de falhas das placas tectônicas, lançam magma (metais fundidos da Astenosfera) e junto, poeira, cinzas e partículas densas de fuligem, também ocasionando o bloqueio dos raios solares ,efeito chamado de [[Escurecimento global]].
 
== Aplicações da Paleoclimatologia ==