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Timing and cause of early Late Pleistocene megadrought in eastern Africa

研究人员利用来自查拉湖(Lake Chala)的沉积数据重建了东赤道非洲的气候演变,揭示了高大气水分亏缺与阿拉伯海低温现象的独特汇合,在 110 至 97 千年以前引发了一场严重的特大干旱,尽管当时存在普遍的间冰期变暖趋势,但这可能触发了早期现代人类的扩散。

原作者: Verschuren D, Baxter AJ, Peterse F, Yin QZ, Van Daele M, Van der Meeren T, Wu ZP, Olago DO, Barker PA, Damste JSS

发布于 2026-07-03
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原作者: Verschuren D, Baxter AJ, Peterse F, Yin QZ, Van Daele M, Van der Meeren T, Wu ZP, Olago DO, Barker PA, Damste JSS

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明

大局观:“超级干旱”之谜

想象一下,远古时期的非洲就像一个巨大的舞台,早期人类曾生活其间。科学家们早已知晓,在13.5万年前到7万年前之间,这个舞台遭遇了几次大规模、持续数千年的干旱。这些“巨型干旱”极其严重,很可能迫使早期人类收拾行囊,离开非洲,向欧洲和亚洲迁徙。

但有一个谜题:为什么会发生这些干旱?

通常情况下,当世界变暖时(就像那时的情况),人们会预期会有强降雨和强劲的季风。这就像炎热的夏日:热空气可以容纳更多的水分,从而引发风暴。因此,科学家们感到困惑。为什么在温暖的同时,气候却能如此极端干燥?

侦探工作:查拉湖的日记

为了解开这个谜题,一组科学家前往了东非乞力马扎罗山附近的一个深湖——查拉湖(Lake Chala)。你可以把这座湖想象成一个巨大的天然硬盘,记录了过去17万年的天气变化。

他们不仅研究了泥土,还研究了生活在湖中的微小细菌的化石化细胞膜

  • 温度计: 这些细菌细胞膜的形状会随着水温的变化而改变。通过分析它们,研究团队建立了一个精确的过去温度计。
  • 雨量计: 他们还观察了不同类型细菌的比例。有些细菌喜欢深且平静的水域(这发生在湖水充盈时),而另一些则喜欢浅且受扰动的环境(这发生在湖水位降低时)。这告诉了他们降雨量与蒸发量之间的关系。

发现:一场“完美的干旱风暴”

数据揭示了在11万年前到9.7万年前期间,出现了一个特定的、令人恐惧的干旱期。这是该时期最严重的干旱。

以下是科学家发现的一种奇特的机制,我们用一个简单的类比来说明:

“热厨房与冷储藏室”类比
想象一下东非上空的空气是一个热厨房,而附近的海洋(阿拉伯海)是一个冷储藏室

  1. 热厨房: 陆地依然非常温暖,几乎和今天一样热。这种热空气就像一个饥渴的厨师,不断地索要水分(水蒸气)来为自己降温。
  2. 冷储藏室: 与此同时,由于世界开始向冰河时代滑落,海洋水温正在变冷(即储藏室正在变冷)。
  3. 错位: 通常情况下,热空气会像用吸管吸取水分一样从海洋中吸取水分。但由于海洋正在变冷,这根“吸管”失效了。寒冷的海洋无法提供足够的水分来满足那口渴的热空气。
  4. 结果: 空气保持干燥。东非的“短雨季”(冬季降雨)完全失败了。湖泊干涸,地面开裂,环境变成了沙漠。

研究表明,这是因为陆地仍“卡”在温暖的间冰期情绪中,而海洋已经开始向冰期“冷却”。这种冲突造成了巨大的水分亏缺。

时间线:三次干旱,一个杀手

研究发现,在此期间实际上有三次干燥期,但只有一个是真正的“巨型干旱”:

  1. 约13.6万年前: 一次干旱期,但并非最严重。
  2. 约11万年前至9.7万年前: 最严重的一次。 这是灾难性的事件,当时湖泊水位剧烈下降。这一时期很可能触发了人类的迁徙。
  3. 约8.5万年前至7.7万年前: 另一次干燥期,但程度不及第二次。

为什么这很重要

论文得出结论,这些干旱不仅仅是地球整体变冷的简单结果。相反,它们是由一种区域性错位引起的:陆地太热了,以至于冷却中的海洋无法跟上节奏。

这就像是用一根水流已经变细成涓涓细流的水管在给水桶注水,同时还有一个喷灯在加热这个水桶。水流根本跟不上消耗的速度,导致水桶枯竭。

这种灾难性的“配方”——温暖的陆地遇到冷却的海洋——只发生在东非特定的天气模式(季风)中。这解释了为什么这场干旱在这一特定地区如此严重,从而迫使我们的祖先离开家园并扩散到全球各地。

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