Il deserto del Sahara è uno dei più aspri, luoghi più inospitali del pianeta, copre gran parte del Nord Africa in circa 3,6 milioni di miglia quadrate di rocce e dune battute dal vento. Ma non era sempre così desolato e arido. Pitture rupestri primitive e fossili scavati nella regione suggeriscono che il Sahara era un tempo un'oasi relativamente verdeggiante, dove prosperavano gli insediamenti umani e una varietà di piante e animali.

Ora i ricercatori del MIT hanno analizzato la polvere depositata al largo delle coste dell'Africa occidentale negli ultimi 240 anni, 000 anni, e scoprì che il Sahara, e del Nord Africa in generale, ha oscillato tra climi umidi e secchi ogni 20, 000 anni. Dicono che questo pendolo climatico sia guidato principalmente dai cambiamenti dell'asse terrestre mentre il pianeta orbita attorno al sole, che a loro volta influenzano la distribuzione della luce solare tra le stagioni, ogni 20, 000 anni, la Terra oscilla da più luce solare in estate a meno, e ritorno.

Per il Nord Africa, e 'probabile che, quando la Terra è inclinata per ricevere la massima luce solare estiva con ogni orbita attorno al sole, questo aumento del flusso solare intensifica l'attività dei monsoni della regione, che a sua volta rende più umido, Sahara più “verde”. Quando l'asse del pianeta oscilla verso un angolo che riduce la quantità di luce solare estiva in arrivo, l'attività dei monsoni si indebolisce, producendo un clima più secco simile a quello che vediamo oggi.

"I nostri risultati suggeriscono che la storia del clima nordafricano è prevalentemente questo 20, battito di 000 anni, andando avanti e indietro tra un Sahara verde e arido, "dice David McGee, professore associato presso il Dipartimento della Terra del MIT, Scienze dell'atmosfera e planetarie. "Riteniamo che questa sia una serie temporale utile da esaminare per comprendere la storia del deserto del Sahara e quali tempi avrebbero potuto essere buoni per gli umani per colonizzare il deserto del Sahara e attraversarlo per disperdersi dall'Africa, contro tempi che sarebbero inospitali come oggi".

McGee e i suoi colleghi hanno pubblicato oggi i loro risultati in Progressi scientifici .

Uno schema sconcertante

Ogni anno, venti da nord-est spazzano centinaia di milioni di tonnellate di polvere del Sahara, depositando gran parte di questo sedimento nell'Oceano Atlantico, al largo delle coste dell'Africa occidentale. Strati di questa polvere, costruito nel corso di centinaia di migliaia di anni, può servire come cronaca geologica della storia climatica del Nord Africa:strati spessi di polvere possono indicare periodi aridi, mentre quelli che contengono meno polvere possono segnalare epoche più umide.

Gli scienziati hanno analizzato i nuclei di sedimenti scavati dal fondo dell'oceano al largo della costa dell'Africa occidentale, per indizi sulla storia climatica del Sahara. Questi nuclei contengono strati di antichi sedimenti depositati nel corso di milioni di anni. Ogni strato può contenere tracce di polvere sahariana così come resti di forme di vita, come i minuscoli gusci di plancton.

Le analisi passate di questi nuclei di sedimenti hanno portato alla luce uno schema sconcertante:sembrerebbe che il Sahara si sposti tra periodi umidi e secchi ogni 100, 000 anni:un ritmo geologico che gli scienziati hanno collegato ai cicli dell'era glaciale della Terra, che sembrano andare e venire anche ogni 100, 000 anni. Gli strati con una frazione maggiore di polvere sembrano coincidere con periodi in cui la Terra è ricoperta di ghiaccio, considerando che durante i periodi interglaciali compaiono strati meno polverosi, come oggi, quando il ghiaccio si è ampiamente ritirato.

Ma McGee dice che questa interpretazione dei nuclei di sedimenti è contraria ai modelli climatici, che mostrano che il clima sahariano dovrebbe essere guidato dalla stagione dei monsoni della regione, la cui forza è determinata dall'inclinazione dell'asse terrestre e dalla quantità di luce solare che può alimentare i monsoni in estate.

"Siamo rimasti perplessi dal fatto che questo 20, Il battito di 000 anni dell'insolazione estiva locale sembra che dovrebbe essere la cosa dominante nel controllo della forza dei monsoni, eppure nei record di polvere si vedono cicli dell'era glaciale di 100, 000 anni, " dice McGee.

Battiti in sincronia

Per andare a fondo di questa contraddizione, i ricercatori hanno utilizzato le proprie tecniche per analizzare un nucleo di sedimento ottenuto al largo della costa dell'Africa occidentale dai colleghi dell'Università di Bordeaux, che è stato perforato a pochi chilometri da carote in cui altri avevano precedentemente identificato un 100, modello di 000 anni.

I ricercatori, guidato dalla prima autrice Charlotte Skonieczny, un ex postdoc del MIT e ora professore all'Università Paris-Sud, esaminati strati di sedimenti depositati negli ultimi 240, 000 anni. Hanno analizzato ogni strato alla ricerca di tracce di polvere e misurato le concentrazioni di un raro isotopo di torio, per determinare la velocità con cui la polvere si stava accumulando sul fondo del mare.

Il torio è prodotto a velocità costante nell'oceano da piccolissime quantità di uranio radioattivo disciolto nell'acqua di mare, e si attacca rapidamente ai sedimenti che affondano. Di conseguenza, gli scienziati possono utilizzare la concentrazione di torio nei sedimenti per determinare la velocità con cui la polvere e altri sedimenti si accumulavano sul fondo del mare in passato:durante i periodi di lento accumulo, il torio è più concentrato, mentre nei momenti di rapido accumulo, il torio è diluito. Il modello emerso era molto diverso da quello che altri avevano trovato negli stessi nuclei di sedimenti.

"Abbiamo scoperto che alcuni dei picchi di polvere nei nuclei erano dovuti all'aumento della deposizione di polvere nell'oceano, ma altri picchi erano semplicemente dovuti alla dissoluzione dei carbonati e al fatto che durante le ere glaciali, in questa regione dell'oceano, l'oceano era più acido e corrosivo per il carbonato di calcio, "Dice McGee. "Potrebbe sembrare che ci sia più polvere depositata nell'oceano, quando davvero, non c'è."

Una volta che i ricercatori hanno rimosso questo effetto confondente, hanno scoperto che ciò che è emerso era principalmente un nuovo "beat, " in cui il Sahara oscillava tra clima umido e clima secco ogni 20, 000 anni, in sincronia con l'attività monsonica della regione e l'inclinazione periodica della Terra.

"Ora possiamo produrre un disco che veda attraverso i pregiudizi di questi vecchi dischi, e così facendo, racconta una storia diversa, "Dice McGee. "Abbiamo ipotizzato che le ere glaciali siano state la cosa fondamentale nel rendere il Sahara asciutto contro bagnato. Ora mostriamo che sono principalmente questi cambiamenti ciclici nell'orbita terrestre che hanno guidato i periodi umidi contro quelli secchi. Sembra un tale impenetrabile, paesaggio inospitale, eppure è andata e venuta molte volte, e spostato tra praterie e un ambiente molto più umido, e ritorno ai climi secchi, anche nell'ultimo quarto di milione di anni".