Пустеля Сахара колись була зеленою саваною: вчені пояснюють чому

Алжирське плато Тассілі Н’Айджер є найбільшим національним парком Африки. Серед величезних утворень пісковика є, мабуть, найбільший у світі художній музей. Там виставлено понад 15 000 гравюр і картин, деяким з них сягає 11 000 років згідно з науковими методами датування, що представляє унікальні етнологічні та кліматологічні записи регіону.

Цікаво, однак, що ці зображення не зображують посушливий, безплідний ландшафт, який сьогодні присутній у Тассілі-Н’Аджер. Натомість вони зображують яскраву савану, населену слонами, жирафами, носорогами та бегемотами. Цей наскельний малюнок є важливим записом минулих екологічних умов, які панували в Сахарі, найбільшій у світі гарячій пустелі.

Ці зображення зображують період приблизно 6000–11 000 років тому, який називається Зелена Сахара або північноафриканський вологий період. Існують численні кліматологічні докази того, що в цей період Сахара підтримувала екосистеми лісистих саван і численні річки й озера на території сучасної Лівії, Нігеру, Чаду та Малі.

Це озеленення Сахари сталося не один раз. Використовуючи морські та озерні відкладення, вчені ідентифікували понад 230 таких позеленінь, які відбуваються кожні 21 000 років протягом останніх восьми мільйонів років. Ці події озеленення створили рослинні коридори, які вплинули на види’ поширення та еволюція, включаючи міграції стародавніх людей за межі Африки.

Це різке озеленення вимагало б широкомасштабної реорганізації атмосферної системи, щоб принести дощі в цей гіперпосушливий регіон. Але більшість кліматичних моделей не змогли змоделювати, наскільки драматичними були ці події.

ня орбіти Землі. Через гравітаційний вплив Місяця та інших планет нашої Сонячної системи орбіта Землі навколо Сонця не є постійною. Він має циклічні варіації на багатотисячолітніх шкалах часу. Ці орбітальні цикли називаються циклами Міланковича; вони впливають на кількість енергії, яку Земля отримує від Сонця.

За 100 000-річних циклів форма орбіти Землі (або ексцентриситет) змінюється між круговою та овальною, а також Протягом 41 000-річних циклів нахил земної осі змінюється (це називається нахилом). Цикли ексцентриситету та нахилу спричинили льодовикові періоди за останні 2,4 мільйона років.

Третій цикл Міланковича — це прецесія. Це стосується коливання Землі навколо її осі, яке змінюється в часовому масштабі 21 000 років. Подібність між циклом прецесії та часом вологих періодів вказує на те, що прецесія є їх домінуючим фактором. Прецесія впливає на сезонні контрасти, збільшуючи їх в одній півкулі та зменшуючи в іншій. Під час теплішого літа в Північній півкулі подальше збільшення літніх опадів у північній Африці могло б ініціювати вологу фазу, що призвело б до поширення рослинності в регіоні.

Ексцентриситет і крижані покриви

У нашому дослідженні ми також виявили, що вологі періоди не відбувалися під час льодовикових періодів, коли великі льодовикові покриви покривали більшу частину полярних регіонів. Це пояснюється тим, що ці величезні крижані покриви охолоджували атмосферу. Похолодання нейтралізувало вплив прецесії та придушувало розширення африканської мусонної системи.

Льодовикові періоди викликані циклом ексцентриситету, який визначає, наскільки круговою є орбіта Землі навколо Сонця. Таким чином, наші висновки показують, що ексцентриситет опосередковано впливає на величину вологих періодів через свій вплив на крижані покриви. Це вперше підкреслює великий зв’язок між цими віддаленими високими широтами та тропічними регіонами.

Сахара діє як ворота. Він контролює розповсюдження видів між Північною та Субсахарською Африкою, а також на континенті та з нього. Ворота були відкриті, коли Сахара була зеленою, і закриті, коли панували пустелі. Наші результати показують чутливість цих воріт до орбіти Землі навколо Сонця. Вони також показують, що льодовикові покриви у високих широтах могли обмежувати розповсюдження видів під час льодовикових періодів останніх 800 000 років.

Наша здатність моделювати африканські вологі періоди допомагає нам зрозуміти чергування вологих і посушливих фаз. Це мало серйозні наслідки для розповсюдження та еволюції видів, включаючи людей, в Африці та за її межами. Крім того, він надає інструмент для розуміння майбутньої екологізації у відповідь на зміну клімату та її вплив на навколишнє середовище. Удосконалені моделі можуть у майбутньому визначити, як потепління клімату вплине на кількість опадів і рослинність у регіоні Сахари, а також ширші наслідки для суспільства.