De Sahara-woestijn was een groene savanne: onderzoek verklaart waarom

Algerije Tassili N’Ajjer-plateau Het is het grootste nationale park van Afrika. Tussen de uitgestrekte zandsteenformaties bevindt zich misschien wel het grootste kunstmuseum ter wereld. Er zijn meer dan 15.000 gravures en schilderijen tentoongesteld, waarvan sommige volgens wetenschappelijke dateringstechnieken wel 11.000 jaar oud zijn, wat een uniek etnologisch en klimatologisch overzicht van de regio vertegenwoordigt.

Maar vreemd genoeg geven deze beelden niet het dorre, dorre landschap weer dat vandaag de dag in Tassili N’Ajjer bestaat. In plaats daarvan zijn levendige savannes afgebeeld die worden bewoond door olifanten, giraffen, neushoorns en nijlpaarden. Deze rotskunst is een belangrijk verslag van de vroegere milieuomstandigheden die in de Sahara-woestijn in de wereld heersten Hete woestijn.

Deze afbeeldingen tonen een periode van ongeveer 6.000-11.000 jaar geleden, de zogenaamde periode Groene Sahara of Noord-Afrikaanse vochtige periode. Er is een breed klimaatverschil certificaat Gedurende deze periode ondersteunde de woestijn beboste savanne-ecosystemen en talrijke rivieren en meren in wat nu Libië, Niger, Tsjaad en Mali is.

Deze vergroening van de Sahara gebeurde niet in één keer. Met behulp van zee- en meersedimenten hebben wetenschappers precies dat gedaan Het is geïdentificeerd De afgelopen acht miljoen jaar hebben zich ongeveer elke 21.000 jaar meer dan 230 van dergelijke vergroeningen voorgedaan. Deze vergroeningsgebeurtenissen zorgden voor vegetatiecorridors die de verspreiding en evolutie van soorten beïnvloedden, inclusief de migraties van oude mensen uit Afrika.

Dit dramatische groen zou een grootschalige reorganisatie van het atmosferische systeem nodig hebben gehad om regen naar dit extreem droge gebied te brengen. Maar de meeste klimaatmodellen zijn er niet in geslaagd te simuleren hoe dramatisch deze gebeurtenissen zullen zijn.

Als een team van klimaatmodelbouwers en antropologen, Wij hebben dit obstakel overwonnen. We hebben een klimaatmodel ontwikkeld dat de atmosferische circulatie boven de Sahara en de effecten van vegetatie op neerslag nauwkeuriger simuleert.

We hebben vastgesteld waarom Noord-Afrika de afgelopen acht miljoen jaar ongeveer elke 21.000 jaar groener is geworden. Het werd veroorzaakt door veranderingen in de baan van de aarde Het initiatief– De lichte oscillatie van de planeet tijdens zijn rotatie. Dit brengt het noordelijk halfrond tijdens de zomermaanden dichter bij de zon.

Dit heeft geleid tot warmere zomers op het noordelijk halfrond, en warmere lucht kan meer vocht vasthouden. Dit versterkte de kracht van het West-Afrikaanse moessonsysteem en verschoof de Afrikaanse regengordel naar het noorden. Deze toegenomen regenval in de Sahara zorgde ervoor dat savannes en beboste graslanden zich over de Sahara verspreidden, van de tropen tot aan de Middellandse Zee, waardoor een uitgebreide habitat voor planten en dieren ontstond.

Onze resultaten tonen de gevoeligheid van de Sahara voor veranderingen in het vroegere klimaat. Ze leggen uit hoe deze gevoeligheid de regenval in Noord-Afrika beïnvloedt. Dit is belangrijk om de implicaties van de huidige klimaatverandering (als gevolg van menselijke activiteiten) te begrijpen. Toekomstige warmere temperaturen kunnen de moesson ook versterken, met lokale en mondiale gevolgen.

De veranderende baan van de aarde

Het feit dat de natste periodes in Noord-Afrika zich ongeveer elke 21.000 jaar herhalen, is een grote aanwijzing voor de oorzaak ervan: veranderingen in de baan van de aarde. Vanwege de zwaartekrachteffecten van de maan en andere planeten in ons zonnestelsel is de baan van de aarde rond de zon niet constant. Het heeft periodieke variaties over perioden van verschillende millennia. Dit worden orbitale cycli genoemd Milankovitch-cycli; Ze beïnvloeden de hoeveelheid energie die de aarde van de zon ontvangt.

In cycli van 100.000 jaar verandert de vorm van de baan van de aarde (of… afwijking) verandert tussen cirkelvormig en ovaal, en in de loop van 41.000 jaar verandert de helling van de aardas (ook wel afwijking). Declinatie- en kantelcycli zijn verantwoordelijk voor de ijstijden van de afgelopen 2,4 miljoen jaar.

De derde Milankovitch-cyclus is Het initiatief. Dit heeft te maken met de schommeling van de aarde om haar as, die varieert op een tijdschaal van 21.000 jaar. De gelijkenis tussen de precessiecyclus en de timing van natte perioden suggereert dat precessie de dominante drijfveer is. Het initiatief heeft invloed op de seizoensvariaties, waardoor deze op het ene halfrond groter worden en op het andere halfrond kleiner. Tijdens de warmere zomers op het noordelijk halfrond veroorzaakte de daaropvolgende toename van de zomerneerslag in Noord-Afrika een natte fase, waardoor de vegetatie zich over de regio verspreidde.

Doorbuiging en ijskappen

In ons onderzoek hebben we ook vastgesteld dat natte perioden niet voorkwamen tijdens ijstijden, toen grote ijskappen een groot deel van de poolgebieden bedekten. Dit komt omdat deze enorme ijskappen de atmosfeer koelden. Afkoeling ging het effect van precessie tegen en onderdrukte de uitbreiding van het Afrikaanse moessonsysteem.

IJstijden worden aangedreven door de excentriciteitscyclus, die bepaalt hoe ver de baan van de aarde rond de zon draait. Onze resultaten laten daarom zien dat excentriciteit indirect de omvang van natte perioden beïnvloedt via het effect ervan op ijskappen. Dit benadrukt voor het eerst een belangrijke link tussen deze afgelegen gebieden op hoge breedtegraden en de tropen.

De woestijn dient als toegangspoort. Het controleert de verspreiding van soorten tussen Noord- en Sub-Sahara-Afrika, en binnen en buiten het continent. De poort was open als de woestijn groen was, en gesloten als de woestijn zwart was. Onze resultaten onthullen de gevoeligheid van deze poort voor de baan van de aarde rond de zon. Ze laten ook zien dat ijskappen op hoge breedtegraden de verspreiding van soorten tijdens ijstijden in de afgelopen 800.000 jaar mogelijk hebben beperkt.

Ons vermogen om Afrikaanse natte perioden te modelleren helpt ons de afwisseling van natte en droge fasen te begrijpen. Dit heeft ernstige gevolgen gehad voor de verspreiding en evolutie van soorten, inclusief mensen, binnen en buiten Afrika. Bovendien biedt het een hulpmiddel voor het begrijpen van toekomstige vergroening als reactie op de klimaatverandering en de gevolgen ervan voor het milieu.

In de toekomst kunnen verfijnde modellen mogelijk bepalen hoe de klimaatopwarming de regenval en de vegetatie in de Sahara-regio zal beïnvloeden, en de bredere gevolgen voor de samenleving.