O Deserto do Saara já foi uma savana verde - nova pesquisa explica como

Curiosamente, porém, essas imagens não retratam a paisagem árida que está presente hoje em Tassili N'Ajjer. Em vez disso, retratam uma savana vibrante habitada por elefantes, girafas, rinocerontes e hipopótamos. Esta arte rupestre é um registro importante das condições ambientais passadas que prevaleceram no Saara, hoje o maior deserto quente do mundo.

Essas imagens retratam um período de aproximadamente 6.000 a 11.000 anos atrás, chamado de Saara Verde ou Período Úmido do Norte da África. Existem evidências climatológicas generalizadas de que durante este período o Saara abrigou ecossistemas de savana arborizada e numerosos rios e lagos onde hoje são a Líbia, o Níger, o Chade e o Mali.

Esse "esverdiamento" do Saara não aconteceu apenas uma vez. Utilizando sedimentos marinhos e lacustres, os cientistas identificaram mais de 230 deles, que ocorrem aproximadamente a cada 21.000 anos durante os últimos oito milhões de anos. São eventos que forneceram novos corredores de vegetação e influenciaram a distribuição e evolução de espécies, incluindo as migrações de humanos antigos para fora da África.

O surgimento destas áreas verdes teriam exigido uma reorganização em grande escala do sistema atmosférico para trazer chuvas para esta região hiperárida. Mas, a maioria dos modelos climáticos não conseguiu simular o quão dramáticos foram estes acontecimentos.

Como uma equipe de modeladores climáticos e antropólogos, superamos esse obstáculo. Desenvolvemos um modelo climático que simula com mais precisão a circulação atmosférica sobre o Saara e os impactos da vegetação nas chuvas.

Identificamos por que o norte da África tornou-se verde aproximadamente a cada 21 mil anos nos últimos oito milhões de anos. Foram mudanças na precessão orbital da Terra - a ligeira oscilação do planeta durante a rotação. Isso aproxima o Hemisfério Norte do Sol durante os meses de verão.

A alteração causa verões mais quentes no Hemisfério Norte, e o ar mais quente é capaz de reter mais umidade, o que intensificou a força do sistema de monções da África Ocidental e deslocou o cinturão de chuva africano para o norte. Assim, aumentaram as chuvas no Saara, resultando na propagação de savanas e pastagens arborizadas por todo o deserto, dos trópicos ao Mediterrâneo, proporcionando um vasto habitat para plantas e animais.

Nossos resultados demonstram a sensibilidade do Deserto do Saara às mudanças climáticas do passado e explicam como esta sensibilidade afeta as chuvas no norte de África. Isto é importante para compreender as implicações das atuais alterações climáticas (impulsionadas pelas atividades humanas). As temperaturas mais altas no futuro também poderão aumentar a força das monções, com impactos locais e globais.

A mudança da órbita da Terra

O fato de os períodos mais húmidos no Norte de África terem ocorrido a cada 21 000 anos ou mais é uma grande pista sobre a sua causa: variações na órbita da Terra. Devido às influências gravitacionais da Lua e de outros planetas do nosso sistema solar, a órbita da Terra em torno do Sol não é constante. Possui variações cíclicas em escalas de tempo de vários mil anos. Esses ciclos orbitais são denominados ciclos de Milankovitch; eles influenciam a quantidade de energia que a Terra recebe do sol.

Em ciclos de 100.000 anos, o formato da órbita da Terra (ou excentricidade) muda entre circular e oval, e em ciclos de 41.000 anos o a inclinação do eixo da Terra varia (denominada obliquidade). Os ciclos de excentricidade e obliquidade são responsáveis ​​por impulsionar as eras glaciais dos últimos 2,4 milhões de anos.

O terceiro ciclo de Milankovitch é a precessão. Isto diz respeito à oscilação da Terra no seu eixo, que varia numa escala de tempo de 21.000 anos. A semelhança entre o ciclo de precessão e o tempo dos períodos úmidos indica que a precessão é o seu fator dominante. A precessão influencia os contrastes sazonais, aumentando-os num hemisfério e reduzindo-os noutro. Durante os verões mais quentes do Hemisfério Norte, um consequente aumento nas chuvas de verão no Norte de África teria iniciado uma fase húmida, resultando na propagação da vegetação por toda a região.

Excentricidade e as camadas de gelo

Em nosso estudo também identificamos que os períodos úmidos não ocorreram durante as eras glaciais, quando grandes mantos de gelo glaciais cobriam grande parte das regiões polares. Isso ocorre porque essas vastas camadas de gelo resfriaram a atmosfera. O arrefecimento contrariou a influência da precessão e suprimiu a expansão do sistema de monções africano.

As eras glaciais são impulsionadas pelo ciclo de excentricidade, que determina quão circular é a órbita da Terra em torno do sol. Assim, as nossas descobertas mostram que a excentricidade influencia indiretamente a magnitude dos períodos húmidos através da sua influência nas camadas de gelo. Isto destaca, pela primeira vez, uma importante ligação entre estas regiões distantes de alta latitude e tropicais.

O Saara funciona como um portão. Controla a dispersão de espécies entre o norte e a África Subsaariana, e dentro e fora do continente. O portão estava aberto quando o Saara estava verde e fechado quando prevaleciam os desertos. Os nossos resultados revelam a sensibilidade desta porta à órbita da Terra em torno do Sol. Eles também mostram que as camadas de gelo em altas latitudes podem ter restringido a dispersão de espécies durante os períodos glaciais dos últimos 800 mil anos.

A nossa capacidade de modelar os períodos húmidos africanos ajuda-nos a compreender a alternância das fases húmidas e áridas. Isto teve consequências importantes para a dispersão e evolução das espécies, incluindo os humanos, dentro e fora de África. Além disso, fornece uma ferramenta para compreender a futura ecologização em resposta às alterações climáticas e ao seu impacto ambiental.

Modelos refinados poderão, no futuro, ser capazes de identificar como o aquecimento climático influenciará as chuvas e a vegetação na região do Saara, e as implicações mais amplas para a sociedade.

*Edward Armstrong é Pesquisador de pós-doutorado, Universidade de Helsinque. Seu artigo foi originalmente publicado (em inglês) no site The Conversation