使用化石植物分子追踪绿色撒哈拉

研究人员开发了一个新概念来解释被称为绿​​色撒哈拉沙漠的现象。他们证明，只有在两个重叠的雨季下才能在撒哈拉沙漠中形成永久的植被覆盖。不来梅大学海洋环境科学中心 MARUM 的 Enno Schefuß 博士、蒙彼利埃大学的 Rachid Cheddadi 博士及其同事现已在PNAS杂志上发表了他们的研究。

撒哈拉并不总是被沙子和岩石覆盖。在 14,500 到 5,000 年前的这段时间里，北非的大片地区人口更加稠密，而今天有沙漠的地方土地是绿色的，植被丰富。各种岩画遗址都证明了这一点，不仅描绘了长颈鹿和鳄鱼，甚至还描绘了人们在“游泳者洞穴”中游泳。这个时期被称为绿色撒哈拉或非洲湿润时期。到目前为止，研究人员一直假设必要的降雨是通过增强的夏季季风从热带带来的。季风的北移归因于地球倾斜轴的旋转，大约每 25,000 年就会在北非产生更高水平的太阳辐射。然而，气候模型无法模拟植物生长足以创造一个绿色的撒哈拉沙漠，雨水仅源于夏季季风。科学家们确信，当时北非的永久性植被无法用每年一个雨季来解释。

MARUM 的 Enno Schefuß 博士和蒙彼利埃大学(法国)的 Rachid Cheddadi 博士与一个国际研究小组一起分析了从沉积物核心中提取的花粉和叶蜡，以重建植被覆盖度和降雨量。过去的。核心是从摩洛哥高阿特拉斯山脉的蒂斯利特湖中提取的。植物的化石成分，如花粉和难降解的植物分子，就像在海洋沉积物中一样沉积在湖泊中。这些能够识别过去的植被类型和气候条件。

“我们的结果非常清楚，”Enno Schefuß 解释说，“虽然叶蜡表明非洲湿润期降雨量增加，但花粉明确表明植被是地中海的，而不是亚热带甚至热带的。” 地中海植物可以在夏季忍受干旱条件，只要它们在冬季获得充足的雨水。“这强烈表明需要重新考虑之前研究的季风重建。”

基于这些发现，Schefuß 和他的同事开发了一个新概念来解释绿色撒哈拉沙漠。绿色撒哈拉时期，夏季季风增强并北移，必定是冬季西风带南移，为北非带来冬季降水。该团队随后使用机械植被模型从 Tislit 记录测试了他们过去的气候重建。“我们在撒哈拉沙漠的北缘有冬雨，在南缘有季风，在这两个地区之间，两个雨系统的重叠为那里提供了夏季和冬季的降雨，尽管相当稀少，”Rachid Cheddadi 解释说. 植被模型模拟清楚地表明，在这种气候情景下形成了绿色撒哈拉沙漠。连续的植被覆盖只能在两个季节的降水中形成;在短暂的雨季之后，植物将无法在长时间的干燥阶段存活下来。

Schefuß 和他的同事将他们的结果描述为解释绿色撒哈拉沙漠成因的气候研究范式变化。其意义不仅包括更好地了解过去的气候条件，还包括对该地区未来气候和植被趋势的预测的改进，以及对聚落模式和迁徙路线的考古研究的贡献。

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