Когда Сахара была зеленой саванной: факторы и последствия

Сахара — самая большая в мире горячая пустыня, которая занимает около 8,6 миллионов квадратных километров в Северной Африке. Она известна своими жестокими условиями жизни, где температура может достигать 50 градусов Цельсия, а осадки — менее 100 миллиметров в год (20мм в центральной части). Но вы знали, что Сахара не всегда была такой сухой и безжизненной?

На самом деле, в прошлом Сахара переживала периоды, когда она превращалась в зеленую и плодородную саванну, полную растений и животных. Эти периоды называются африканскими влажными периодами, и они происходили примерно каждую 21 000 лет за последние восемь миллионов лет. Последний такой период был около 6 000-11 000 лет назад и длился несколько тысяч лет.

Как мы можем знать об этих древних изменениях климата? Одним из источников информации является наскальное искусство, которое оставили древние жители Сахары. Например, на плато Тассили-н-Аджер в Алжире находится самый большой в мире музей искусства под открытым небом, где выставлено более 15 000 гравюр и живописных произведений, некоторые из которых старше 11 000 лет. Эти изображения показывают, что в Сахаре жили слоны, жирафы, носороги, бегемоты и другие животные, которые сейчас не могут выжить в таких условиях. Это скальное искусство — важное свидетельство того, какой была Сахара в прошлом и как она изменилась с течением времени.

Другим источником информации являются геологические и палеоклиматические данные, которые можно получить из анализа морских и озерных осадков, почвы, пыли, пыльцы и других материалов. Эти данные позволяют установить, когда и как долго длились влажные периоды, какова была температура и осадки, какая растительность и животный мир существовали в Сахаре. Так, ученые обнаружили, что во время влажных периодов в Сахаре существовали лесистые саванные экосистемы и многочисленные реки и озера, которые сейчас исчезли.

Что же вызывало эти драматические изменения климата в Сахаре?

Ответ кроется в орбите Земли вокруг Солнца. Из-за гравитационного влияния Луны и других планет нашей солнечной системы орбита Земли не постоянна, а имеет циклические колебания на многотысячелетних временных масштабах. Эти колебания называются циклами Миланковича, и они влияют на количество энергии, которую Земля получает от солнца.

Существует три основных цикла Миланковича: эксцентриситет, наклонность и прецессия. Эксцентриситет определяет, насколько круглой или овальной является орбита Земли, и меняется на 100 000-летних циклах. Наклонность определяет, под каким углом наклонена ось Земли относительно плоскости орбиты, и меняется на 41 000-летних циклах. Прецессия определяет колебательные движения Земной оси, и меняется на 21 000-летних циклах.

Эти циклы влияют на сезонные контрасты, увеличивая или уменьшая разницу между летом и зимой в разных полушариях. В частности, прецессия влияет на то, как близко Северное полушарие находится к солнцу в летние месяцы. Когда Северное полушарие ближе к солнцу, лето становится более теплым, а воздух — более влажным. Это усиливает силу Западноафриканской муссонной системы, которая приносит дожди в Северную Африку. В результате Сахара зеленеет и расцветает. Когда же Северное полушарие дальше от солнца, лето становится более холодным и сухим, а муссон ослабевает. Тогда Сахара высыхает и становится пустыней.

Таким образом, прецессия является главным фактором, определяющим чередование влажных и аридных периодов в Сахаре. Но есть и другие факторы, которые влияют на климат в регионе. Одним из них являются ледяные щиты, которые покрывают полярные регионы во время ледниковых периодов. Ледяные щиты охлаждают атмосферу и противодействуют влиянию прецессии на муссон. Поэтому во время ледниковых периодов Сахара оставалась сухой и безжизненной.

Ледниковые периоды вызываются другим циклом Миланковича — эксцентриситетом. Когда орбита Земли более овальная, разница между ближайшим и самым отдаленным расстоянием до Солнца больше, в сравнении с периодом когда орбита более круглая. Это влияет на то, как сильно солнце нагревает Землю в разные времена года, и следовательно на то, как сильно ледяные щиты растут и тают. Таким образом, эксцентриситет косвенно влияет на влажные периоды в Сахаре через свое влияние на ледяные щиты.

Еще одним фактором, который влияет на климат в Сахаре, является растительность. Растительность не только является результатом изменения климата, но и его причиной. Растительность влияет на альбедо — отражательную способность поверхности Земли. Чем больше растительности, тем меньше альбедо, тем больше тепла поглощается Землей. Это усиливает муссон и поддерживает влажный период. Наоборот, чем меньше растительности, тем больше альбедо, тем меньше тепла поглощается Землей. Это ослабляет муссон и приводит к аридному периоду. Таким образом, растительность и климат взаимодействуют в обратной связи, которая может усиливать или смягчать влияние орбитальных циклов.

Зачем нам изучать прошлое Сахары?

Потому что это помогает нам понять настоящее и будущее. Сахара играет важную роль в глобальном климате и биосфере. Она влияет на циркуляцию атмосферы, на перенос пыли и влаги, на биоразнообразие и эволюцию видов, на миграцию и культуру человека. Изучая прошлые изменения Сахары, мы можем лучше понять, как она реагирует на современные климатические изменения, вызванные деятельностью человека, и какие последствия это может иметь для нас и для всей планеты.

Сахара действовала как врата, которые контролировали распространение видов между северной и субсахарской Африкой, а также внутри и за пределами континента. Когда Сахара была зеленой, это способствовало миграции и обмену генами между разными популяциями людей, животных и растений. Когда же Сахара представляет собой пустыню, это приводит к изоляции и дифференциации видов, а также к адаптации к новым условиям.