The carbon isotopic composition of individual plant leaf waxes (a proxy for C3 vs. C4 vegetation) in a marine sediment core collected from beneath the plume of Sahara-derived dust in northwest Africa reveals three periods during the past 192,000 years when the central Sahara/Sahel contained C3 plants (likely trees), indicating substantially wetter conditions than at present. Our data suggest that variability in the strength of Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) is a main control on vegetation distribution in central North Africa, and we note expansions of C3 vegetation during the African Humid Period (early Holocene) and within Marine Isotope Stage (MIS) 3 ( 50–45 ka) and MIS 5 ( 120–110 ka). The wet periods within MIS 3 and 5 coincide with major human migration events out of sub-Saharan Africa. Our results thus suggest that changes in AMOC influenced North African climate and, at times, contributed to amenable conditions in the central Sahara/Sahel, allowing humans to cross this otherwise inhospita- ble region.
Titre de l'article
Phases humides dans la région du Sahara/Sahel et modes de migration humaine en Afrique du Nord
Phases humides dans la région du Sahara/Sahel et modes de migration humaine en Afrique du Nord
Introduction à l'article
Le désert du Sahara est connu pour avoir eu des fluctuations hydrologiques permettant la présence de végétation. Au début de l'Holocène le Sahara été recouvert de végétation contenant des forêts, des prairies et des lacs permanents. Puis, vers 5500 an (5,5 ka) le Sahara se transforma en désert hyper aride. Sur les échelles des temps orbitales, la précession explique les changements dans la mousson africaine, eux mêmes reliés aux fluctuations hydrologiques de l'Afrique du Nord. Les transitions abruptes, enregistrées par des proxies marins et terrestres, ne peuvent cependant pas être expliquées uniquement par les cycles de Milankovitch. La végétation et les températures de surfaces des mers (SST) sont deux paramètres souvent mis en avant pour expliquer ces changements abruptes. Cependant peu d'analyses sur la végétation sont faites dans cette région, permttant de confirmer les modèles et évaluer les rétroactions entre le couvert végétal, le forçage orbital et les SST.
Le désert du Sahara est connu pour avoir eu des fluctuations hydrologiques permettant la présence de végétation. Au début de l'Holocène le Sahara été recouvert de végétation contenant des forêts, des prairies et des lacs permanents. Puis, vers 5500 an (5,5 ka) le Sahara se transforma en désert hyper aride. Sur les échelles des temps orbitales, la précession explique les changements dans la mousson africaine, eux mêmes reliés aux fluctuations hydrologiques de l'Afrique du Nord. Les transitions abruptes, enregistrées par des proxies marins et terrestres, ne peuvent cependant pas être expliquées uniquement par les cycles de Milankovitch. La végétation et les températures de surfaces des mers (SST) sont deux paramètres souvent mis en avant pour expliquer ces changements abruptes. Cependant peu d'analyses sur la végétation sont faites dans cette région, permttant de confirmer les modèles et évaluer les rétroactions entre le couvert végétal, le forçage orbital et les SST.
Expériences de l'article
Les auteurs pratiquent un carottage sédimentaire marin au large des cotes de la Guinée sur le plateau continental africain (09°09.96 N, 17°39.81 O; 3,057-m de profondeur) recoupant les 192 ka passés. Ce site reçoit la poussière du centre de l'Afrique du Nord grâce à un vent venant de l'Est (AEJ) permettant la reconstitution de la végétation. Ils mesurent la composition isotopique du carbone (δ13C) dans deux chaines de n-alcanes, composées de 29 (C29) et 31 (C31) atomes de carbone, toutes deux issues des feuilles de plantes. Deux types de plantes existent, les C3 et les C4, qui pratiquent la photosynthèse en deux processus distincts influençant le δ13C (δ13C issu de plantes C4 > δ13C issu de plantes C3). On observe actuellement que les plantes C3, plus communes, régissent le système photosynthétique des arbres, des graminées de la saison fraiche alors que les plantes C4 représente les graminées et les carex des saisons chaudes. La mesure du δ13C n-alkane permet donc de retracer la végétation du Sahara.
Les auteurs pratiquent un carottage sédimentaire marin au large des cotes de la Guinée sur le plateau continental africain (09°09.96 N, 17°39.81 O; 3,057-m de profondeur) recoupant les 192 ka passés. Ce site reçoit la poussière du centre de l'Afrique du Nord grâce à un vent venant de l'Est (AEJ) permettant la reconstitution de la végétation. Ils mesurent la composition isotopique du carbone (δ13C) dans deux chaines de n-alcanes, composées de 29 (C29) et 31 (C31) atomes de carbone, toutes deux issues des feuilles de plantes. Deux types de plantes existent, les C3 et les C4, qui pratiquent la photosynthèse en deux processus distincts influençant le δ13C (δ13C issu de plantes C4 > δ13C issu de plantes C3). On observe actuellement que les plantes C3, plus communes, régissent le système photosynthétique des arbres, des graminées de la saison fraiche alors que les plantes C4 représente les graminées et les carex des saisons chaudes. La mesure du δ13C n-alkane permet donc de retracer la végétation du Sahara.
Résultats de l'article
Les résultats mettent à jour 3 périodes humides (120-110ka, 50-45ka et 12-7ka) et 2 périodes hyper-arides (170-135ka et 67-55ka). La période humide africaine est reliée à des forages orbitaux, cependant les deux périodes plus anciennes sont en contradiction avec ces paramètres. Un phénomènes capable d'expliquer ces changements brutaux résiderait dans la modification des courants océaniques Nord Atlantique (AMOC). La modification des AMOC joue sur la ceinture de pluie intertropicale. Une diminution de l'AMOC, réduit la formation d'eau profonde froide, refroidit la région de l'Atlantique Nord et assèche la zone Saharienne. D'autre part les auteurs, grâce à leurs carottes marines, peuvent également retracer les températures de surfaces des mers (SST) en faisant un lien de transfert entre quantité de Foraminifères et TMS. Quand les SST sont plus élevées, à cause d'un renforcement des AMOC, les conditions hygrométriques sont plus favorables dans le Sahara.
Les résultats mettent à jour 3 périodes humides (120-110ka, 50-45ka et 12-7ka) et 2 périodes hyper-arides (170-135ka et 67-55ka). La période humide africaine est reliée à des forages orbitaux, cependant les deux périodes plus anciennes sont en contradiction avec ces paramètres. Un phénomènes capable d'expliquer ces changements brutaux résiderait dans la modification des courants océaniques Nord Atlantique (AMOC). La modification des AMOC joue sur la ceinture de pluie intertropicale. Une diminution de l'AMOC, réduit la formation d'eau profonde froide, refroidit la région de l'Atlantique Nord et assèche la zone Saharienne. D'autre part les auteurs, grâce à leurs carottes marines, peuvent également retracer les températures de surfaces des mers (SST) en faisant un lien de transfert entre quantité de Foraminifères et TMS. Quand les SST sont plus élevées, à cause d'un renforcement des AMOC, les conditions hygrométriques sont plus favorables dans le Sahara.
Rigueur de l'article
L'article fait appel à la pluridisciplinarité et permet de produire un proxie unique permettant un bon enregistrement (pas de hiatus) retraçant bien la végétation aux vue des événement déjà décrits dans la littérature.
L'article fait appel à la pluridisciplinarité et permet de produire un proxie unique permettant un bon enregistrement (pas de hiatus) retraçant bien la végétation aux vue des événement déjà décrits dans la littérature.
Ce que cet article apporte au débat
Cette étude de paléo-botanique dans la région du desert du Sahara permet de montrer que :
Cette étude de paléo-botanique dans la région du desert du Sahara permet de montrer que :
Figure
Wet phases in the Sahara/Sahel region and human migration patterns in North Africa
Wet phases in the Sahara/Sahel region and human migration patterns in North Africa
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