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消逝的古海,年迈的撒哈拉

古地中海的萎缩“蒸干”了北非大地,撒哈拉沙漠的历史向后延伸一倍。

托马斯·桑勒

根据《自然》杂志2014年9月18日的一份研究报告,撒哈拉沙漠的年龄可能比科学家们预想的还要早数百万年。研究团队对古气候进行了重建,结果表明,700万年之前,随着古地中海的萎缩,撒哈拉沙漠开始形成。

“我们没有预料到海退现象将会产生如此大的影响,确实让人感到惊奇,”该项研究的牵头作者,挪威卑尔根比耶克内斯气候研究中心的研究员张中石(Zhongshi Zhang)称:“这完全颠覆了很多人对于撒哈拉形成的认知。”

大多数科学家们之前认为,撒哈拉的干旱气候不会超过200万年至300万年。那个时候,北半球的冰期改变了大气环流模式,吸干了非洲北部的水分。然而并不是所有专家都对此认同,张中石和同事们揭示出,在这之前的数百万年里,在夏季风的作用下,海洋逐渐萎缩,受此影响,非洲北部的降雨量从这时起就已经开始减少了。

这样说来,撒哈拉的形成年代与黑猩猩和人类产生血缘隔离的年代十分接近,该研究的合著者、法国伊维特河畔吉夫环境气候科学实验室的地球科学家吉勒斯·拉姆施泰因(Gilles Ramstein)介绍道。

图片权利和来源(IMAGE CREDIT):Scott Presly/FLICKR (CC By 2.0)

吸干榨尽 该项模拟研究表明,特提斯海最初与印度洋和大西洋相连,但是随着非洲大陆和欧洲大陆的合拢,特提斯海逐渐萎缩。而特提斯海的萎缩导致了撒哈拉沙漠的形成。红色区域表示逐渐扩大的干旱性气候。

大约2亿年前,盘古大陆解体,非洲大陆和欧洲大陆之间的裂隙逐渐扩大,形成了一片汪洋大海,被称为特提斯海。大约1亿年后,两个大陆开始合拢,特提斯海开始收缩。直到距今550万年之前,特提斯海进一步萎缩,分裂成了如今的地中海、里海和黑海。

通过对大气气候进行模拟,张中石和同事们研究特提斯海的萎缩导致的气候变化情况。在特提斯海的昌盛期,周边大陆与海水表面之间的冷热温差使高空中形成了一条传送带,通过夏季风的作用将热带大西洋的水分传输到整个非洲北部。

研究人员解释道,随着特提斯海逐渐萎缩,裸露地表逐渐增多,水分传输带的作用也开始减弱,这直接导致了撒哈拉地区的降雨量逐年减少。日积月累,这些地区就成了沙漠。

这项研究成果为几年前的一项发现提供了有力的证据。2006年,科学家们在乍得发现了石化的沙丘。而它附近的化石表明,沙丘的年代应该在700万年之前。当时,这项发现引起了激烈的争论,却缺乏有说服力的解释。张中石表示:“现在我们终于提出了一项机理,能够解释这个沙丘古老的年代了。”

然而,针对2006年的这项发现还存在一项争议,还是未能解释清楚。“这仅仅是基于一丁点地质学证据提出的数学猜测,”德国科隆大学的地质学家斯蒂芬·克勒珀林(Stefan Kröpelin)表示:“一个沙丘根本不能叫作沙漠,更何况这还是世界上最大的热带沙漠。”

不过,暂且不管撒哈拉沙漠到底何时形成,逐渐萎缩的特提斯海可能确实使得非洲北部的气候变得不稳定。拉姆施泰因解释,这种不稳定性可以帮助我们理解另一项内容。我们都知道由于地球倾角和轨道的周期性变化,地表获得的太阳辐射量也在发生细微的渐变。而现在我们可以理解,为什么这种微小的变化会引起撒哈拉沙漠产生以几千年为周期的干湿演替变化。

拉姆施泰因进一步介绍道,北非的这种周期性气候变化以及撒哈拉的形成过程,可能会影响人类的早期进化以及之后在这个区域的迁移过程。

但是美国麻省理工大学的古气候学家大卫·麦基(David McGee)却反驳称,大尺度的气候变化所产生的任何影响都很难确定。早期的原始人类可能居住在小尺度的环境气候当中,比如湖岸边混杂着森林的草原。这种小气候与其所在区域的支配性气候有着本质不同。

“这些小尺度的环境气候对于这样一种气候模型来说确实是一个限制,”麦基表示:“虽然这项工作提出了一项理论,解释了700万年之前非洲气候变化的缘由,但是它与我们早期祖先的活动状况并没有直接关联。” rywrJuW+/LGN01KePI0nG+ZoIw2m52XJ+9TELWBhWemY+r08rDOdsJjAfmsQyx9T

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