В дождях древней Сахары были виноваты растения

Учёные из Швеции и США при помощи принципиально нового метода изучили, каковы были условия в "зелёной Сахаре" — районе, который сейчас является пустыней, а 5–11 тысяч лет назад был саванной. По полученным ими данным впервые удалось достоверно определить размах озеленения нынешней пустыни и понять, насколько больше осадков в ней выпадало. С практической точки зрения работа интересна тем, что позволяет увереннее прогнозировать, как будут эволюционировать земные пустыни в будущем в связи с глобальным потеплением. Соответствующая статья опубликована в Science Advances. 

На протяжении десятилетий отдельные свидетельства указывали на то, что 5–11 тысяч лет назад, во время более тёплого, чем сегодня, климата, Сахара была более зелёной. Однако точно определить территориальные и временные рамки "зелёной Сахары" очень трудно. Чтобы понять, какими были осадки, надо изучать озёрные отложения, которые легко корректно датировать: они минимально перемешиваются в сравнении с грунтом на суше. Однако озёра в разных частях Сахары исчезали и появлялись в разное время. К тому же в действительно сухой период их во многих местах часто вообще не было.

Исследователи подошли к вопросу неожиданным образом. Они стали искать следы климата в этом районе на морском дне у западного берега Африки — от Марокко до Сенегала. Собирая морские отложения, они находили там следы эпикутикулярного воска. Многие из нас видели его как тонкий белесоватый налёт на свежих огурцах и сливах. Когда климат в основном сухой, воск становится плотнее и слегка меняет состав, чтобы лучше препятствовать испарению влаги с растений. Проанализировав изменения состава воска из морских отложений, учёные выяснили, где и в каком количестве выпадали осадки над Сахарой в последние тысячи лет.

Как оказалось, 5–11 тысяч лет назад как минимум до 31-го градуса северной широты (Марокко и Алжир) на территории Сахары выпадало в десять раз больше осадков, чем сейчас (25–100 миллиметров сегодня и 250–1000 миллиметров в прошлом). Это довольно значительный уровень: минимальный соответствует Волгоградской области, а максимальный — в 1,5 раза больше, чем в Санкт-Петербурге. Лишь около 8 000 лет назад по каким-то причинам количество осадков на примерно тысячу лет уменьшилось, но потом вновь восстановилось. 5 тысяч лет назад оно уменьшилось куда сильнее, причём обратно уже не вернулось.

Авторы работы отмечают, что ни одна существующая климатическая модель не показывает для Сахары возможности таких осадков в указанный период времени. Это довольно тревожный момент. Именно на основе климатических моделей сегодня прогнозируется будущее земных пустынь и засушливых областей. Они же лежат и в основе предсказаний опустынивания при дальнейшем развитии глобального потепления. А это значит, что ряд наших прогнозов может быть в корне неверным.

Исследователи полагают, что зелёная, вопреки всем моделям, Сахара прошлого была результатом действия сложных обратных связей. Речь идёт о влиянии растительности. Когда растения покрывают какой-то район, они резко увеличивают потерю почвой лишней влаги при дождях, расширяя устьица и ускоренно теряя воду, и так же сильно замедляют потерю почвой воды при дефиците осадков. В засушливое время растения сужают устьица, затеняют почву своими листьями, а их корневая система не даёт земле быстро растрескиваться и терять воду испарением через трещины. Кроме того, пыльца растений может служить центрами конденсации влаги в облаках, что будет вызывать дожди там, где без пыльцы небо осталось бы ясным.

Современные климатические модели такие обратные связи учитывают плохо, потому что они зависят от большого числа неизвестных переменных — например, видов растений, произраставших в той или иной местности в прошлом или, в случае предсказания грядущего климата, в будущем.