Epizodyczne uzupełnianie jezior na Saharze, takich jak Sebkha el Melah w 2024 r., ilustruje jej bardziej ekologiczną przeszłość i pomaga badaczom badać historyczne zmiany klimatyczne.
Te spostrzeżenia dotyczące historii klimatu Sahary podkreślają złożoność przewidywania jej przyszłości w ocieplającym się świecie.
Starożytna Zielona Sahara
Około 11 000 do 5 000 lat temu, w okresie Afrykański okres wilgotnySahara była znacznie bardziej wilgotna i bardziej zielona niż obecnie. Dowody geologiczne i archeologiczne sugerują, że obszary obecnie porośnięte rozległymi wydmami były niegdyś domem dla roślinności, terenów podmokłych i prawdopodobnie nawet duże jeziora.
We wrześniu 2024 r. ślady tej starożytnej, bardziej zielonej Sahary pojawiły się na krótko po tym, jak pozatropikalny cyklon sprowadził ulewne opady deszczu do części północnej Afryki. Spływ burzy częściowo wypełnił kilka normalnie suchych, efemerycznych jezior na pustyni.
Uchwycenie zmian: zdjęcia satelitarne Sebkha el Melah
NASASatelita Landsat 9 wykonał zdjęcie (powyżej, poniżej) jednego z takich jezior, Sebkha el Melah w Algierii, 29 września 2024 r. za pomocą instrumentu OLI-2 (Operational Land Imager-2). Znajduje się wzdłuż Pasmo Ougarty i zasilany przez Oued Saoura, rzekę o charakterze przerywanym (znaną również jako wyschnięte koryto rzeki), jezioro zaczęło się wypełniać połowa września. Poprzednie zdjęcie z 12 sierpnia (powyżej, u góry) pokazuje dno jeziora pokryte solą, zanim opady deszczu zmieniły ten obszar.
Według stanu na 16 października woda pokrywała 191 kilometrów kwadratowych (74 mil kwadratowych) do głębokości 2,2 metra (7,2 stopy), a Sebkha el Melah była wypełniona mniej więcej w jednej trzeciej, powiedział Moshe Armon, starszy wykładowca na Uniwersytecie Hebrajskim w Jerozolimie . Armon obliczył te wartości, korzystając ze zdjęć satelitarnych zasięgu wody, takich jak powyższe, wraz z a trójwymiarowa mapa batymetrii jeziora na podstawie obserwacji ICESat-2. Od czerwca 2000 roku tylko dwa inne deszcze spowodowały zwiększenie objętości jezior – o jeden cal 2008 i jeden w 2014– powiedział Armon.
Rzadkość i znaczenie wydarzeń związanych z uzupełnianiem jezior
Wypełnianie jeziora na Saharze to „rzadkie, w dużej mierze nieudokumentowane, przejściowe zjawisko” – zauważyła Joëlle Rieder, koleżanka Armona, w Badanie 2024 w którym szczegółowo opisano częstotliwość uzupełniania jeziora od 2000 r. W tej części Algierii znajduje się niewiele naziemnych stacji pogodowych, dlatego badacze wykorzystali dane dotyczące opadów pochodzące z zintegrowanego wyszukiwania wielosatelitarnego NASA (IMERG) oraz dane z ponownej analizy pogody ERA5 z Centrum Europejskiego dla średnioterminowych prognoz pogody (EMCWF) w celu zbadania warunków meteorologicznych wymaganych do wypełnienia jeziora.
Spośród setek opadów, które dotknęły zlewnię Sebkha el Melah od 2000 r., tylko sześć dostarczyło wystarczającą ilość wody, aby rozpocząć jego napełnianie. Wszystko to wymagało długotrwałego działania cyklony pozatropikalne który spowodował szczególnie obfite opady deszczu, gdy wilgotne tropikalne powietrze unosiło się nad górami, jest to proces zwany wyciąg orograficzny.
Obserwacje satelitarne wskazują, że gdy Sebkha el Melah się zapełni, woda może się tam gromadzić. Po napełnieniu w 2008 r. całkowite wyschnięcie zajęło aż do 2012 r. „Jeśli nie będzie więcej opadów, całkowite wyparowanie na głębokości 2,2 metra, tak jak obecnie, zajmie około roku” – powiedział Armon.
Perspektywa historyczna na nadzienia Desert Lake
Armon i inni naukowcy śledzą epizody wypełniania jezior po części dlatego, że pozostają pytania zarówno dotyczące przeszłości, jak i przyszłości regionu. Pomimo dowodów wskazujących, że Sahara była bardziej wilgotna w afrykańskim okresie wilgotnym, stopień wilgotności pozostaje przedmiotem debaty naukowej. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy zwracają uwagę na pustynne jeziora, takie jak Sebkha el Melah, ponieważ działają one trochę jak gigantyczne „wskaźniki deszczu”, które dostarczają wskazówek na temat wzorców opadów w przeszłości – wyjaśnił Armon.
Jednym z wyzwań dla badaczy zajmujących się tym tematem jest to, że modele symulujące wcześniejsze warunki klimatyczne mają trudności z odtworzeniem opadów niezbędnych do wypełnienia tylu jezior saharyjskich, ile zdaniem geologów występowało w afrykańskim okresie wilgotnym. Doprowadziło to niektórych badaczy do sugestii, że albo Sahara faktycznie nie było tak deszczowo i zielono jak sądzą eksperci od paleoklimatu, lub że w modelach czegoś brakuje – wyjaśnił Armon.
„Proponujemy trzecią opcję: ekstremalne opady deszczu, takie jak ten we wrześniu na północno-zachodniej Saharze, mogły w przeszłości występować częściej” – powiedział Armon. „Biorąc pod uwagę czas wysychania jezior, zdarzenia te mogły być na tyle powszechne, że jeziora były częściowo wypełnione przez długie okresy – nawet lata lub dziesięciolecia – bez częstych opadów”.
Projekcje klimatyczne i niepewność dla Sahary
Jest to ogólnie przyjęte przez paleoklimatologów małe zmiany orbit zwany Cykle Milankovicia były kluczowymi czynnikami wpływającymi na afrykański okres wilgotny, ponieważ spowodowały niewielkie zmiany w rozkładzie promieniowania słonecznego i zmiany siły i pozycji monsunu północnoafrykańskiego. Mniej jasne jest, czy i w jakim stopniu Sahara może zazielenić i wspierać długotrwałe jeziora w przyszłych stuleciach i tysiącleciach, jako że skutki emisję gazów cieplarnianych I zmiany klimatyczne nakładają się na cykliczne skutki cykli Milankovitcha.
Projekcje z Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu (IPCC) wskazują, że podczas gdy w niektórych częściach Sahary opady deszczu będą większe w miarę wzrostu globalnej temperatury, w innych częściach może wystąpić ich mniej. „Ale niepewność tych prognoz jest większa niż przewidywane zmiany” – powiedział Armon. „To, co stanie się na Saharze, pozostaje bardzo niejasne, ale mamy nadzieję, że w końcu lepiej zrozumiemy przyszłość Sahary, badając wydarzenia związane z wypełnianiem jezior”.
Zdjęcia z Obserwatorium Ziemi NASA wykonane przez Michalę Garrison na podstawie danych Landsat z US Geological Survey.
