celle de l’Algérie Plateau du Tassili N’Ajjer est le plus grand parc national d’Afrique. Parmi ses vastes formations de grès se trouve peut-être le plus grand musée d’art du monde. Plus de 15 000 gravures et peintures y sont exposées, certaines vieilles de 11 000 ans selon des techniques de datation scientifique, représentant un témoignage ethnologique et climatologique unique de la région.
Curieusement, cependant, ces images ne représentent pas le paysage aride et aride qui est présent aujourd’hui dans le Tassili N’Ajjer. Au lieu de cela, ils représentent une savane vibrante habitée par des éléphants, des girafes, des rhinocéros et des hippopotames. Cet art rupestre est un témoignage important des conditions environnementales passées qui prévalaient dans le Sahara, la plus grande région du monde. désert chaud.
Ces images représentent une période il y a environ 6 000 à 11 000 ans appelée la Sahara vert ou période humide nord-africaine. Il existe une climatologie répandue preuve qu’au cours de cette période, le Sahara abritait des écosystèmes de savane boisée et de nombreux fleuves et lacs dans ce qui est aujourd’hui la Libye, le Niger, le Tchad et le Mali.
Ce verdissement du Sahara ne s’est pas produit une seule fois. En utilisant des sédiments marins et lacustres, les scientifiques ont identifié plus de 230 de ces verdissements se sont produits environ tous les 21 000 ans au cours des huit derniers millions d’années. Ces événements de verdissement ont fourni des couloirs de végétation qui ont influencé la répartition et l’évolution des espèces, y compris les migrations hors d’Afrique des anciens humains.
Ces verdissements spectaculaires auraient nécessité une réorganisation à grande échelle du système atmosphérique pour apporter des pluies dans cette région hyper aride. Mais la plupart des modèles climatiques n’ont pas été capables de simuler l’ampleur de ces événements.
En tant qu’équipe de modélisateurs climatiques et d’anthropologues, nous avons surmonté cet obstacle. Nous avons développé un modèle climatique qui simule plus précisément la circulation atmosphérique sur le Sahara et les impacts de la végétation sur les précipitations.
Nous avons identifié pourquoi l’Afrique du Nord est devenue verte environ tous les 21 000 ans au cours des huit derniers millions d’années. Cela a été causé par des changements dans l’orbite terrestre précession— la légère oscillation de la planète lors de sa rotation. Cela rapproche l’hémisphère nord du soleil pendant les mois d’été.
Cela a provoqué des étés plus chauds dans l’hémisphère nord et un air plus chaud est capable de retenir plus d’humidité. Cela a intensifié la force du système de mousson ouest-africain et déplacé la ceinture pluviale africaine vers le nord. Cette augmentation des précipitations sahariennes a entraîné la propagation de la savane et des prairies boisées à travers le désert, des tropiques à la Méditerranée, offrant ainsi un vaste habitat aux plantes et aux animaux.
Nos résultats démontrent la sensibilité du désert du Sahara aux changements climatiques passés. Ils expliquent comment cette sensibilité affecte les précipitations en Afrique du Nord. Ceci est important pour comprendre les implications du changement climatique actuel (lié aux activités humaines). Des températures plus chaudes à l’avenir pourraient également renforcer la force de la mousson, avec des conséquences à la fois locales et mondiales.
L’orbite changeante de la Terre
Le fait que les périodes les plus humides en Afrique du Nord se reproduisent tous les 21 000 ans environ est un indice important sur leur cause : les variations de l’orbite terrestre. En raison des influences gravitationnelles de la Lune et d’autres planètes de notre système solaire, l’orbite de la Terre autour du Soleil n’est pas constante. Il présente des variations cycliques sur des échelles de temps de plusieurs milliers d’années. Ces cycles orbitaux sont appelés Cycles de Milankovitch; ils influencent la quantité d’énergie que la Terre reçoit du soleil.
Sur des cycles de 100 000 ans, la forme de l’orbite terrestre (ou excentricité) se déplace entre circulaire et ovale, et sur des cycles de 41 000 ans, l’inclinaison de l’axe de la Terre varie (appelée obliquité). Les cycles d’excentricité et d’obliquité sont responsables des périodes glaciaires des 2,4 millions d’années passées.
Le troisième cycle de Milankovitch est précession. Il s’agit de l’oscillation de la Terre sur son axe, qui varie sur une échelle de temps de 21 000 ans. La similitude entre le cycle de précession et le calendrier des périodes humides indique que la précession est leur moteur dominant. La précession influence les contrastes saisonniers, les augmentant dans un hémisphère et les réduisant dans un autre. Durant les étés plus chauds de l’hémisphère Nord, une augmentation conséquente des précipitations estivales en Afrique du Nord aurait déclenché une phase humide, entraînant la propagation de la végétation dans toute la région.
L’excentricité et les calottes glaciaires
Dans notre étude, nous avons également identifié que les périodes humides ne se produisaient pas pendant les périodes glaciaires, lorsque de grandes calottes glaciaires recouvraient une grande partie des régions polaires. En effet, ces vastes calottes glaciaires refroidissaient l’atmosphère. Le refroidissement a contré l’influence de la précession et supprimé l’expansion du système de mousson africain.
Les périodes glaciaires sont régies par le cycle d’excentricité, qui détermine la circulaire de l’orbite terrestre autour du soleil. Nos résultats montrent donc que l’excentricité influence indirectement l’ampleur des périodes humides via son influence sur les calottes glaciaires. Cela met en évidence, pour la première fois, un lien majeur entre ces latitudes lointaines et les régions tropicales.
Le Sahara fait office de porte. Il contrôle la dispersion des espèces entre l’Afrique du Nord et l’Afrique subsaharienne, ainsi qu’à l’intérieur et à l’extérieur du continent. La porte était ouverte lorsque le Sahara était vert et fermée lorsque les déserts régnaient. Nos résultats révèlent la sensibilité de cette porte à l’orbite terrestre autour du soleil. Ils montrent également que les calottes glaciaires des hautes latitudes pourraient avoir restreint la dispersion des espèces au cours des périodes glaciaires des 800 000 dernières années.
Notre capacité à modéliser les périodes humides africaines nous aide à comprendre l’alternance de phases humides et arides. Cela a eu des conséquences majeures sur la dispersion et l’évolution des espèces, y compris les humains, à l’intérieur et à l’extérieur de l’Afrique. En outre, il fournit un outil pour comprendre le futur verdissement en réponse au changement climatique et à son impact environnemental.
Des modèles raffinés pourraient, à l’avenir, être en mesure d’identifier la manière dont le réchauffement climatique influencera les précipitations et la végétation dans la région du Sahara, ainsi que ses implications plus larges pour la société.
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