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Gli antichi fiumi rivelano molteplici inverdimenti nel deserto del Sahara

Gran parte del deserto del Sahara era verde migliaia di anni fa, come testimoniano le incisioni preistoriche nel deserto di giraffe, coccodrilli e una pittura rupestre dell’età della pietra di umani che nuotano. Recentemente, sono state ottenute informazioni più dettagliate da una combinazione di carote di sedimenti estratte dal Mar Mediterraneo e risultati dalla modellazione del clima computerizzata, che un team di ricerca internazionale, tra cui Tobias Friedrich, ricercatore oceanografico dell’Università delle Hawai’i a Mānoa, ha esaminato per la prima volta.

Gli strati del fondo marino raccontano la storia dei principali cambiamenti ambientali in Nord Africa negli ultimi 160.000 anni. Lo studio, co-autore di Friedrich e guidato da Cécile Blanchet del German Research Center for Geosciences GFZ, è stato pubblicato su Nature Geoscience .

Contesto climatico per popolazioni passate

Insieme al GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, un team di scienziati ha organizzato una crociera di ricerca nel Golfo della Sirte libico.

“Sospettavamo che quando il deserto del Sahara era verde, i fiumi attualmente asciutti sarebbero stati attivi e avrebbero portato particelle nel Golfo della Sirte”, ha detto Blanchet.

L’analisi di tali sedimenti aiuterebbe a comprendere meglio i tempi e le circostanze per la riattivazione di questi fiumi e fornirebbe un contesto climatico per lo sviluppo delle popolazioni umane del passato.

Utilizzando un metodo chiamato carotaggio a pistone, gli scienziati hanno premuto cilindri giganti nel fondo del mare e sono stati in grado di recuperare colonne di fango marino lunghe quasi 30 piedi.

Gli strati di fango contengono particelle di sedimenti e resti vegetali trasportati dal vicino continente africano, oltre a gusci di microrganismi che sono cresciuti nell’acqua di mare, raccontando la storia dei cambiamenti climatici nel passato.

“Combinando le analisi dei sedimenti con i risultati della nostra simulazione al computer, ora possiamo comprendere con precisione i processi climatici in atto per spiegare i drastici cambiamenti negli ambienti nordafricani negli ultimi 160.000 anni”, ha affermato Friedrich.

Il cambiamento climatico può stimolare le migrazioni

Da lavori precedenti, era già noto che diversi fiumi scorrevano episodicamente attraverso la regione, che oggi è una delle aree più aride della Terra. La ricostruzione senza precedenti del team copre continuamente gli ultimi 160.000 anni. Offre un quadro completo di quando e perché ci sono state piogge sufficienti nel Sahara centrale per riattivare questi fiumi.

“Abbiamo scoperto che sono i lievi cambiamenti nell’orbita terrestre e la crescita e il declino delle calotte polari a determinare l’alternanza di fasi umide con precipitazioni elevate e lunghi periodi di aridità quasi completa”, ha spiegato Blanchet.

I periodi fertili durarono generalmente cinquemila anni e l’umidità si diffuse nel Nord Africa fino alla costa mediterranea. Per le persone di quel tempo, ciò ha provocato drastici cambiamenti nelle condizioni di vita, che probabilmente hanno portato a grandi movimenti migratori in Nord Africa.

“Con il nostro lavoro, abbiamo aggiunto alcuni tasselli essenziali all’immagine dei passati cambiamenti del paesaggio sahariano che aiutano a comprendere meglio l’evoluzione umana e la storia della migrazione”, ha detto Blanchet. “La combinazione dei dati sui sedimenti con i risultati della simulazione al computer è stata fondamentale per capire cosa controllava la successione delle fasi umide e aride in Nord Africa nel passato. Ciò è particolarmente importante perché si prevede che questa regione sperimenterà intense siccità come conseguenza di cambiamento climatico indotto dall’uomo “.

Uno studio dimostra che il Sahara oscillava tra condizioni lussureggianti e desertiche ogni 20.000 anni, in sincronia con l’attività dei monsoni

Il deserto del Sahara è uno dei luoghi più aspri e inospitali del pianeta, coprendo gran parte del Nord Africa in circa 3,6 milioni di miglia quadrate di dune rocciose e battute dal vento. Ma non è stato sempre così desolato e arido. Pitture rupestri primitive e fossili scavati nella regione suggeriscono che il Sahara era una volta un’oasi relativamente verdeggiante, dove prosperavano insediamenti umani e una varietà di piante e animali.

Ora i ricercatori del MIT hanno analizzato la polvere depositata al largo della costa dell’Africa occidentale negli ultimi 240.000 anni e hanno scoperto che il Sahara, e il Nord Africa in generale, ha oscillato tra climi umidi e secchi ogni 20.000 anni. Dicono che questo pendolo climatico è principalmente guidato dai cambiamenti dell’asse terrestre mentre il pianeta orbita attorno al sole, che a loro volta influenzano la distribuzione della luce solare tra le stagioni: ogni 20.000 anni, la Terra oscilla da più luce solare in estate a meno e ancora.

Per il Nord Africa, è probabile che, quando la Terra è inclinata per ricevere la massima luce solare estiva con ogni orbita attorno al sole, questo aumento del flusso solare intensifica l’attività monsonica della regione, che a sua volta crea un Sahara più umido e “più verde”. Quando l’asse del pianeta oscilla verso un angolo che riduce la quantità di luce solare estiva in arrivo, l’attività dei monsoni si indebolisce, producendo un clima più secco simile a quello che vediamo oggi.

“I nostri risultati suggeriscono che la storia del clima nordafricano è prevalentemente questo ritmo di 20.000 anni, che va avanti e indietro tra un Sahara verde e secco”, dice David McGee, professore associato presso il Dipartimento di Terra, Atmosfera e Scienze Planetarie del MIT. “Riteniamo che questa sia una serie temporale utile da esaminare per comprendere la storia del deserto del Sahara e quali tempi avrebbero potuto essere buoni per gli esseri umani per stabilirsi nel deserto del Sahara e attraversarlo per disperdersi fuori dall’Africa, rispetto a tempi che sarebbero stati inospitali come oggi.”

McGee ei suoi colleghi hanno pubblicato i loro risultati oggi su Science Advances .

Uno schema sconcertante

Ogni anno, i venti da nord-est spazzano via centinaia di milioni di tonnellate di polvere sahariana, depositando gran parte di questo sedimento nell’Oceano Atlantico, al largo delle coste dell’Africa occidentale. Strati di questa polvere, accumulati nel corso di centinaia di migliaia di anni, possono servire come cronaca geologica della storia del clima del Nord Africa: strati densi di polvere possono indicare periodi aridi, mentre quelli contenenti meno polvere possono segnalare ere più umide.

Gli scienziati hanno analizzato le carote di sedimenti scavate dal fondo dell’oceano al largo della costa dell’Africa occidentale, alla ricerca di indizi sulla storia climatica del Sahara. Questi nuclei contengono strati di antichi sedimenti depositati nel corso di milioni di anni. Ogni strato può contenere tracce di polvere sahariana e resti di forme di vita, come i minuscoli gusci di plancton.

Le analisi passate di questi nuclei di sedimenti hanno portato alla luce uno schema sconcertante: sembrerebbe che il Sahara si sposti tra periodi umidi e secchi ogni 100.000 anni, un ritmo geologico che gli scienziati hanno collegato ai cicli dell’era glaciale della Terra, che sembrano anche andare e venire ogni 100.000 anni. Strati con una maggiore frazione di polvere sembrano coincidere con periodi in cui la Terra è ricoperta di ghiaccio, mentre strati meno polverosi compaiono durante i periodi interglaciali, come oggi, quando il ghiaccio si è in gran parte ritirato.

Ma McGee afferma che questa interpretazione dei nuclei di sedimenti irrita contro i modelli climatici, che mostrano che il clima sahariano dovrebbe essere guidato dalla stagione dei monsoni della regione, la cui forza è determinata dall’inclinazione dell’asse terrestre e dalla quantità di luce solare che può alimentare i monsoni. in estate.

“Siamo rimasti perplessi dal fatto che questo ritmo di 20.000 anni di insolazione estiva locale sembra che dovrebbe essere l’elemento dominante che controlla la forza dei monsoni, eppure nei registri di polvere si vedono cicli dell’era glaciale di 100.000 anni”, dice McGee.

Batte in sincronia

Per arrivare al fondo di questa contraddizione, i ricercatori hanno utilizzato le proprie tecniche per analizzare un nucleo di sedimenti ottenuto al largo delle coste dell’Africa occidentale da colleghi dell’Università di Bordeaux, che è stato perforato a pochi chilometri da carote in cui altri avevano precedentemente identificato un modello di 100.000 anni.

I ricercatori, guidati dalla prima autrice Charlotte Skonieczny, ex postdoc del MIT e ora professore all’Università Paris-Sud, hanno esaminato gli strati di sedimenti depositati negli ultimi 240.000 anni. Hanno analizzato ogni strato per rilevare tracce di polvere e misurato le concentrazioni di un raro isotopo del torio, per determinare la velocità con cui la polvere si stava accumulando sul fondo del mare.

Il torio è prodotto a velocità costante nell’oceano da quantità molto piccole di uranio radioattivo disciolto nell’acqua di mare e si attacca rapidamente ai sedimenti che affondano. Di conseguenza, gli scienziati possono utilizzare la concentrazione di torio nei sedimenti per determinare la velocità con cui la polvere e altri sedimenti si stavano accumulando sul fondo del mare in passato: durante i periodi di lento accumulo, il torio è più concentrato, mentre in periodi di rapido accumulo, il torio è diluito. Il modello emerso era molto diverso da quello che altri avevano trovato negli stessi nuclei di sedimenti .

“Quello che abbiamo scoperto è stato che alcuni dei picchi di polvere nei nuclei erano dovuti all’aumento della deposizione di polvere nell’oceano, ma altri picchi erano semplicemente dovuti alla dissoluzione dei carbonati e al fatto che durante le ere glaciali, in questa regione dell’oceano, l’oceano era più acido e corrosivo per il carbonato di calcio “, dice McGee. “Potrebbe sembrare che ci sia più polvere depositata nell’oceano, quando in realtà non c’è.”

Una volta rimosso questo effetto confuso, i ricercatori hanno scoperto che ciò che è emerso era principalmente un nuovo “ritmo”, in cui il Sahara oscillava tra climi umidi e secchi ogni 20.000 anni, in sincronia con l’attività monsonica della regione e il periodico ribaltamento della Terra.

“Ora possiamo produrre un disco che veda attraverso i pregiudizi di questi dischi più vecchi, e così facendo, racconta una storia diversa”, dice McGee. “Abbiamo ipotizzato che le ere glaciali siano state l’elemento chiave nel rendere il Sahara asciutto contro umido. Ora mostriamo che sono principalmente questi cambiamenti ciclici nell’orbita terrestre che hanno guidato periodi umidi rispetto a periodi secchi. Sembra un paesaggio così impenetrabile e inospitale , eppure è venuto e se n’è andato molte volte, e si è spostato tra praterie e un ambiente molto più umido, per poi tornare a climi secchi, anche negli ultimi 250.000 anni “.

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