撒哈拉沙漠曾經是一片綠色的大草原 研究解釋了為什麽。信用:uux.cn/CC0公共領域
（神秘的地球uux.cn）據對話（愛德華·阿姆斯特朗）：阿爾及利亞的Tassili N'Ajjer高原是非洲最大的國家公園。在其巨大的砂岩地層中，可能有世界上最大的藝術博物館。那裏展出了15，000多幅蝕刻畫和油畫，根據科學年代測定技術，有些已有11，000年之久，代表了該地區獨特的人種和氣候記錄。
然而，奇怪的是，這些圖像並沒有描繪出今天塔西裏恩阿傑爾的幹旱、貧瘠的景觀。相反，他們描繪了一個充滿活力的草原，居住著大象、長頸鹿、犀牛和河馬。這種岩石藝術是世界上最大的炎熱沙漠撒哈拉過去環境條件的重要記錄。
這些圖像描繪了大約6000-11000年前的綠色撒哈拉或北非潮濕時期。有廣泛的氣候學證據表明，在此期間，撒哈拉支持了樹木繁茂的大草原生態係統，以及現在的利比亞、尼日爾、乍得和馬裏的眾多河流和湖泊。
撒哈拉的綠化不是一次發生的。利用海洋和湖泊沉積物，科學家們已經確定了230多種這種綠色化現象，這些現象在過去的800萬年中大約每21000年發生一次。這些綠化事件提供了植被走廊，影響了物種的分布和進化，包括古代人類走出非洲的遷徙。
這些引人注目的綠化需要大規模的大氣係統重組才能給這個極度幹旱的地區帶來雨水。但是大多數氣候模型都無法模擬這些事件有多劇烈。
作為一個氣候建模師和人類學家團隊，我們已經克服了這個障礙。我們開發了一個氣候模型，更準確地模擬了撒哈拉上空的大氣環流和植被對降雨的影響。
我們確定了為什麽在過去的800萬年裏，北非大約每21000年就變綠一次。這是由地球軌道進動的變化引起的——地球旋轉時的輕微擺動。這使得北半球在夏季更靠近太陽。
這導致北半球夏季變暖，溫暖的空氣能夠保持更多的水分。這加強了西非季風係統的強度，並使非洲雨帶北移。這增加了撒哈拉的降雨量，導致從熱帶到地中海的熱帶草原和樹木繁茂的草原在沙漠中蔓延，為植物和動物提供了廣闊的棲息地。
我們的結果證明了撒哈拉沙漠對過去氣候變化的敏感性。他們解釋了這種敏感性如何影響整個北非的降雨量。這對於理解當今氣候變化(由人類活動驅動)的含義非常重要。未來氣溫升高也可能增強季風強度，對當地和全球都有影響。
地球變化的軌道
事實上，北非的多雨期大約每21000年重複一次，這是一個很大的線索，說明了它們的成因:地球軌道的變化。由於月球和太陽係其他行星的引力影響，地球圍繞太陽的軌道不是恒定的。它在幾千年的時間尺度上有周期性的變化。這些軌道周期被稱為米蘭科維奇周期；它們影響著地球從太陽獲得的能量。
在100，000年的周期中，地球軌道的形狀(或偏心率)在圓形和橢圓形之間變化，在41，000年的周期中，地軸的傾斜度變化(稱為傾角)。偏心率和傾角周期是過去240萬年冰河時代的驅動力。
第三個米蘭科維奇周期是歲差。這關係到地球在其軸上的擺動，這種擺動在21000年的時間尺度上變化。歲差周期和濕潤時期時間的相似性表明歲差是它們的主要驅動力。歲差影響季節對比，在一個半球增加季節對比，在另一個半球減少季節對比。在北半球較溫暖的夏季，北非夏季降雨量的相應增加將引發一個潮濕階段，導致整個地區的植被蔓延。
偏心率和冰原
在我們的研究中，我們還發現冰河時期並沒有出現潮濕期，當時大麵積的冰川覆蓋了極地的大部分地區。這是因為這些巨大的冰蓋冷卻了大氣。冷卻抵消了歲差的影響，抑製了非洲季風係統的擴張。
冰河期是由偏心周期驅動的，偏心周期決定了地球圍繞太陽的軌道有多圓。因此，我們的發現表明，偏心率通過對冰蓋的影響間接影響了濕潤期的大小。這第一次強調了這些遙遠的高緯度和熱帶地區之間的主要聯係。
撒哈拉充當了一扇大門。它控製著北非和撒哈拉以南非洲之間以及非洲大陸內外的物種擴散。當撒哈拉是綠色的時候，大門是敞開的，當沙漠盛行的時候，大門是關閉的。我們的結果揭示了這個星門對地球繞太陽軌道的敏感性。他們還表明，在過去80萬年的冰川時期，高緯度冰蓋可能限製了物種的擴散。
我們模擬非洲濕潤時期的能力有助於我們理解濕潤和幹旱階段的交替。這對包括人類在內的物種在非洲內外的擴散和進化產生了重大影響。此外，它提供了一個工具，以了解未來的綠化，以應對氣候變化及其環境影響。
未來，精確的模型可能能夠確定氣候變暖將如何影響撒哈拉地區的降雨和植被，以及對社會的更廣泛影響。

(责任编辑：寧波市)