9 тысяч лет назад Сахара была цветущей саванной. Но она может снова зазеленеть
Плато Тассили Н'Аджер в Алжире — крупнейший национальный парк Африки. На его обширных территориях среди скал из песчаника находится огромный музей под открытым небом. В нем более 15 000 наскальных изображений, древнейшим из которых 11 000 лет. Это — уникальная этнологическую и климатическая летопись региона.
Удивительно, что на этих многочисленных изображениях нарисован не засушливый и бесплодный ландшафт сегодняшнего Тассили-Н'Аджер, а картины саванны, населенной слонами, жирафами, носорогами и бегемотами. Это наскальное искусство убедительно показывает, что в прошлом климат Сахары был совершенно другим.
На этих рисунках изображен период примерно 6000–11000 лет назад. Это так называемая Зеленая Сахара во время влажного климатического периода Северной Африки. Существуют многочисленные климатологические свидетельства, что в этот период Сахара поддерживала экосистемы лесистых саванн, и на территории нынешних Ливии, Нигера, Чада и Мали были речные системы и озера.
Зеленые холмы Сахары
Анализируя морские и озерные отложения, ученые выявили более 230 зеленых периодов в истории Сахара. Они возникают примерно каждые 21 000 лет за последние 8 миллионов лет. Эти события создавали своего рода коридоры, которые повлияли на распространение и эволюцию видов, включая миграцию древних людей из Африки.
Такое резкое озеленение требует крупномасштабной реорганизации атмосферной системы Земли, чтобы оросить этот засушливый сегодня регион. Но большинство климатических моделей не смогли смоделировать эти события.
Команда из университетов Хельсинки, Бристоля и Бирмингема решила эту трудную задачу. Ученые построили климатическую модель, которая достаточно точно имитирует атмосферную циркуляцию над Сахарой.
Климатологи выяснили, почему Северная Африка зеленеет каждые 21 000 лет. Это вызвано прецессией Земли (прецессия — медленное движение вращающегося твердого тела, при котором его ось вращения описывает конус). При таком изменении освещенность Северного полушария периодически повышается в летние месяцы.
Это небольшое изменение приводит к более теплому лету в Северном полушарии, а более теплый воздух способен удерживать больше влаги. Западноафриканские муссоны усиливаются и смещают пояс дождей на север из тропиков. Количество осадков в Сахаре увеличивается. Саванны, луга и даже леса распространяются от тропиков до самого Средиземноморья, обеспечивая обширную среду обитания для растений и животных.
Изменение орбиты Земли
Тот факт, что более влажные периоды в Северной Африке повторяются примерно каждые 21 000 лет, дает ключ к пониманию того, что их вызывает: изменения на орбите Земли. Из-за гравитационного воздействия Луны и других планет нашей солнечной системы орбита Земли вокруг Солнца меняется. Она имеет циклические вариации в многотысячелетних временных масштабах. Эти орбитальные циклы называются циклами Миланковича: они влияют на количество энергии, которую Земля получает от Солнца.
В 100 000-летних циклах форма земной орбиты (или эксцентриситет) меняется от круглой до овальной, а в 41 000-летних циклах меняется наклон земной оси. Циклы эксцентриситета и наклона ответственны за ледниковые периоды последних 2,4 миллиона лет.
Третий цикл Миланковича – прецессия. Речь идет о колебании Земли вокруг своей оси, которое меняется в масштабе 21 000 лет. Сходство между циклом прецессии и временем влажных периодов указывает на то, что прецессия является их доминирующей движущей силой. Прецессия влияет на сезонные контрасты температур, увеличивая их в одном полушарии и уменьшая в другом. Во время более теплого лета в Северном полушарии последующее увеличение летних осадков в Северной Африке могло бы инициировать влажную фазу, что и привело бы к распространению растительности по всему региону.
Эксцентриситет, ледниковые щиты и глобальное потепление
Ученые установили, что влажные периоды не наблюдались во время ледниковых периодов, когда ледниковые щиты покрывали большую часть полярных регионов. Это происходило потому, что эти огромные массы льда сильно охлаждали атмосферу. Похолодание противодействовало влиянию прецессии и подавляло расширение африканской муссонной системы.
Ледниковые периоды обусловлены циклом эксцентриситета, который определяет изменение орбиты Земли вокруг Солнца. Исследование показывает, что эксцентриситет косвенно влияет на величину влажных периодов через его влияние на ледяной покров.
Результаты ученых демонстрируют чувствительность Сахары к изменениям климата. Это важно для понимания последствий современного глобального потепления. Более высокие температуры могут повлиять на муссоны и сместить их на север. Таким образом Сахара может снова зазеленеть.