Egykoron zöld szavana, most pedig száraz sivatag

Ha Kr. e. 6000 körül átsétáltunk volna a mai Algériai Szahara területén, fel sem ismertük volna a terepet. A ma több ezer kilométer hosszan elnyúló dűnék nem léteztek. A száraz sziklafennsíkokat fű és cserjék borították. A folyók évezredek óta völgyeken folytak keresztül.

A mega-Csád-tó rendszer, amely ma már csak kis maradványként létezik Csád, Niger, Nigéria és Kamerun határán, akkora volt, mint a mai Kaszpi-tenger – nagyjából 360 000 négyzetkilométernyi állóvíz. Vízilovak hemperegtek a sekély tavakban, zsiráfok legelésztek a fákon. Elefántok, orrszarvúak, őstulok, antilopok és krokodilok népesítették be a zöld és jól öntözött ökoszisztémát, amelyet a geológusok ma Afrikai Nedves Korszaknak, vagy köznyelven Zöld Szaharának neveznek.

Ennek az elveszett világnak a legszembetűnőbb bizonyítéka nem a geológiai leletekben, hanem magának a Szaharának a sziklafalain található. Több tízezer festmény és metszet maradt fenn olyan lelőhelyeken, mint Tassili n'Ajjer Algériában, Gabal El Uweinat a líbiai-egyiptomi-szudáni határon, az Acacus-hegység Líbiában és a Tibesti-hegység Csádban. A képek, amelyeket az afrikai nedves időszakot és annak végét átélt embereknek tulajdonítanak, vízilovakat ábrázolnak itatóhelyeken, zsiráfokra vadászó férfiakat, szarvasmarha-csordákat, tavakban úszókat, valamint a pásztorkodó falusi élet jeleneteit. A Nature Scitable Zöld Szaharáról szóló hivatkozása szerint Peter deMenocal és Jessica Tierney paleoklimatológusok munkásságára támaszkodva a német felfedező, Heinrich Barth volt az első európai, aki az 1800-as évek közepén találkozott ezzel a sziklarajzzal, és naplóiban megjegyezte, hogy a festmények „egy olyan életállapotról tanúskodnak, amely nagyon különbözik attól, amit ma ezeken a régiókon megszoktunk látni”.

Az afrikai humid időszak nem véletlen volt. A Föld Nap körüli pályájának geometriájában bekövetkezett lassú változások kiszámítható következménye volt. Az NOAA paleoklimatológiai szakirodalma szerint az afrikai humid időszak végét a releváns keringési ciklus a napéjegyenlőségek precessziója jelenti, amelynek periódusa körülbelül 23 000 év. A ciklus lassan eltolja a Föld perihéliumának – a Naphoz legközelebb eső pontjának – időzítését az évszakokhoz képest. Körülbelül 11 000 évvel ezelőtt a perihélium egybeesett az északi félteke nyarával, ami az északi trópusokon körülbelül 7 százalékkal több nyári napsugárzást eredményezett, mint ma. A fokozott nyári felmelegedés megerősítette az afrikai monszunt, amely nedvességet vont el észak felé az Egyenlítői Atlanti-óceán felől, és a csapadékövet mélyen a mai Szahara területére tolta. Az afrikai humid időszak csúcspontján a régióban hullott csapadék körülbelül tízszerese volt a mainak.

Ugyanaz a keringési ciklus, amely a Zöld Szaharát okozta, véget vetett annak is. Ahogy a precesszió lassan eltolta a perihélium időzítését, az északi félteke nyári napsugárzása több ezer év alatt fokozatosan csökkent. A monszun gyengült, a csapadéköv dél felé húzódott vissza. Körülbelül 5000-6000 évvel ezelőtt a keringési kényszer visszatért nagyjából a modern értékekhez, és Észak-Afrika éghajlata kezdett visszatérni a hosszú távú száraz alapállapotához.

A pályakényszer fokozatosan változott, de az ökológiai következmények talán nem változtak. Az a kérdés, hogy a Zöld Szahara milyen gyorsan omlott össze valójában sivataggá, az elmúlt 25 évben heves tudományos vita tárgyát képezte, és nincs végleges konszenzus. Jessica Tierney és kollégái által 2013-ban végzett, óceáni üledékmagokból származó porfelméréses adatok elemzése szerint a Nyugat-Afrika partjainál található Atlanti-óceán üledékmintái a szél által hordott por mennyiségének hirtelen növekedését mutatják, amely nagyjából 5000 évvel ezelőtt kezdődött – összhangban azzal a gyors átmenettel, amelyet az afrikai nedves időszak népszerű keretezése feltételez. A porfelmérés egyes értelmezései szerint a vegetatív állapotokról a sivatagi körülményekre való átmenet egy-két évszázadon belül, egyes helyeken esetleg gyorsabban is bekövetkezett.

Egy egymással versengő értelmezés, amelyet Stefan Kröpelin és kollégái 2008- ban publikáltak a Science folyóiratban, azt állítja, hogy a megszűnés lényegesen fokozatosabb volt. A Kröpelin-csapat pollen- és mikrofosszíliák adatait elemezte egy üledékmagból Észak-Csádban – ez az egyik kevés olyan hely, ahol folyamatos tóülepedések húzódnak a teljes holocén korban. Adataik azt mutatják, hogy a gyep- és faborítás fokozatosan csökkent körülbelül 6000 és 2700 évvel ezelőttről, a modern sivatagi ökoszisztéma pedig csak a későbbi időpontban alakult ki teljesen. Következtetésük az volt, hogy „a mai sivatagi ökoszisztéma és regionális szélrendszer körülbelül 2700 naptári évvel a jelen előtt alakult ki”, és hogy a megszűnés „fokozatos, nem pedig hirtelen” volt. A két nézet közötti összeegyeztetés regionális lehet. A Szahara egyes területei, különösen a nyugati és középső régiók, ahonnan a porfeljegyzések származnak, gyorsabban átalakulhattak. A keleti Szahara, ahol a Kröpelin-magokat gyűjtötték, lassabban átalakulhatott. Mindkét megállapítás empirikusan helyes lehet egyszerre.

Az elsivatagosodás gyorsabban mehetett végbe, mint ahogy azt a pályakényszer önmagában előrejelzi, egy visszacsatolási hurokban rejlik, amit a klímatudósok vegetáció-albedó csatolásnak neveznek. A növényzettel borított szárazföldi felszínek sötétek és elnyelik a napsugárzást, felmelegítve a helyi légkört és konvektív csapadékot termelve. A kopár sivatagi felszínek világosak és visszaverőek, visszaküldik a napsugárzást az űrbe és elnyomják a helyi csapadékot. Ahogy az afrikai monszun gyengült, a szaharai növényzet egyes foltjai először elpusztultak; a hátrahagyott kopár talaj több napfényt vert vissza, csökkentette a helyi párolgást és konvekciót, és felgyorsította a közeli, még növényzettel borított területek kiszáradását. Amint a visszacsatolási hurok elindult, az egész rendszert sokkal gyorsabban „zöld” állapotból „sivatagos” állapotba taszíthatta, mint ahogy az alapul szolgáló pályakényszer változott.

Ez a fajta visszacsatolás-vezérelt fordulópont az afrikai humid időszak történetének egyik legaggasztóbb aspektusa kortárs szemszögből. A Szahara átalakulása nem volt lassú és zökkenőmentes. Legalábbis egyes régiókban úgy tűnik, hogy egy nemlineáris kaszkádon keresztül zajlott, amelyben a fokozatos külső kényszer hirtelen ökoszisztéma-összeomlást okozott. A modern éghajlati rendszerben potenciális fordulópontokat – az amazonasi esőerdőt, az északi-sarki tengeri jeget, a nyugat-antarktiszi jégtakarót – vizsgáló klímatudósok gyakran a Zöld Szahara megszűnését említik az ilyen kaszkád legtisztább paleoklimatikus példájaként.

Azok az emberek, akik átélték a Zöld Szahara végét, jelentős régészeti leleteket hagytak maguk után, amelyeket a történészek és a régészek még mindig dolgoznak a megértésén. A szarvasmarha-tenyésztés, amelyet Kr. e. 7000 és 6000 között vezettek be a régióba, egyre nehezebbé vált fenntartani a csapadékmennyiség csökkenésével. A népesség több irányba vándorolt ​​ki a szárazodó Szaharából. Jelentős mennyiségű régészeti bizonyíték arra utal, hogy ezek közül a menekült népességek közül néhány keletre, a Nílus-völgybe költözött, ahol hozzájárultak ahhoz a népességkoncentrációhoz, amely végül az ókori egyiptomi civilizáció Kr. e. 3500 körüli felemelkedéséhez vezetett. Más szóval, a Szaharából való kivándorlás az ókori világ első nagy civilizációjának egyik alapvető mozgatórugója lehetett.

A ma is fennmaradt sziklarajzok az elveszett ökoszisztéma legláthatóbb maradványai. Csak Tassili n'Ajjerben a régészek körülbelül 15 000 különálló metszetet és festményt katalogizáltak, amelyek az i. e. 12 000-től az afrikai nedves időszak végéig és a modern száraz Szahara korai szakaszáig terjednek. Néhány festmény olyan állatokat – vízilovakat, elefántokat, zsiráfokat – ábrázol, amelyek több mint 5000 éve nem voltak jelen a régióban. A viszonylag száraz környezetben sziklafalakra készített festmények figyelemre méltóan jó állapotban maradtak fenn; a rajtuk ábrázolt tavak és állatok azonban nem. A Szahara ma a világ legnagyobb forró sivataga, Észak-Afrika mintegy 9,2 millió négyzetkilométerét borítja, és jelenleg évszázadonként körülbelül 10 százalékos ütemben terjeszkedik dél felé. A Zöld Szahara minden rendelkezésre álló jel szerint végül visszatér – a keringési ciklusoknak megfelelően –, de erre még további 12 000-15 000 évig várni kell – olvasható a Spacedaily oldalán.