在一項可能有助於科學家更好地預測氣候變化步伐的發現中，發表在《科學》雜誌上的研究表明，撒哈拉沙漠，這個面積與美國一樣大，從大西洋延伸到紅海，橫跨北非的地區，是如何在數千年間從富饒變成貧瘠的。
科學家們透過分析從沙漠中最後一個活著的湖泊之一的底部鑽取的沉積物樣本，窺探了撒哈拉沙漠蔥鬱的過去。這些樣本揭示了長期以來不為人知的秘密，即隨著季風雨向南退入非洲大陸，耐旱物種是如何取代熱帶動植物的。
在撒哈拉沙漠這樣荒涼的地方找到如此詳細的檔案是出乎意料的。“這是同類記錄中唯一的，”研究報告的共同作者，布朗大學地質科學助理教授詹姆斯·羅素說。
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研究人員在查德北部約阿湖的樣本中發現了花粉、藻類、昆蟲、沙子和礦物質的碎片，他們確定這些碎片在過去6000年中積累成薄層。
“這就像看樹木年輪，”主要研究作者，德國科隆大學史前考古研究所的地球考古學家斯特凡·克勒佩林說。“這些層為我們提供了詳細的季節性資訊，甚至可以確定一個物種是哪一年引入的。”
撒哈拉沙漠最初的綠化發生在約10500年前，並且持續繁茂了數千年。（史前人類留下的鱷魚和長頸鹿的洞穴壁畫證明了這裡曾經是熱帶草原般的氣候。）
就像簡報中的幻燈片一樣，沉積層揭示了這些溼潤的條件是如何變化的，並將約阿湖變成了一個孤立的綠洲。大約在5500年前仍然豐富的熱帶植物和常綠灌木開始衰退，因為該地區在接下來的1000年中逐漸乾涸。乾旱持續下去，到公元前700年，像耐寒的金合歡樹這樣的沙漠植物點綴著現在乾涸的景觀。
撒哈拉沙漠整體氣候的這種逐漸轉變與一種常見的理論相矛盾，即該地區在幾百年內迅速乾涸，併為全球變暖引發的潛在重新綠化提供了線索，克勒佩林說。
資料還證實，降雨量下降是該地區變成塵土飛揚的荒地的主要原因。根據沉積物樣本，研究人員確定約阿湖的水在約4000年前突然變得非常鹹。他們推測，鹽度飆升是因為先前將鹽分從湖中排出的河流隨著降雨量的減少而消失了。這一突發事件表明，相對較小的事件——例如降雨量的輕微滑動——可能會產生巨大的影響。
“這就像轉動雨水的旋鈕，但翻轉湖泊的開關，”賓夕法尼亞州立大學地球科學教授理查德·艾利說，他沒有參與這項研究。
這種臨界點的跨越，可能透過一系列區域性事件導致一個地區氣候的快速變化，已經引發了人們對撒哈拉沙漠以南半乾旱地區薩赫勒沙漠蔓延的擔憂。科學家們擔心，失控的“正反饋”迴圈已經發生，其中一個事件加強或強化下一個事件，植物越少導致降雨越少，導致植物更少，依此類推。
克勒佩林說，新的發現將幫助氣候學家微調他們的計算機模型——他說這些模型對撒哈拉沙漠發生的事情是錯誤的——從而更準確地預測全球變暖的影響。