Onderzoek onthult het mysterie van voormalige kratermeren in het hoogste gebergte van de Sahara

Inleiding tot de Era Kohor subkrater binnen de summit caldera van Emi Koussi, de hoogste berg in de Sahara, met een hoogte van 3.415 meter. Op de bodem van de krater zijn witte sedimenten te zien, wat zoutkorstjes zijn van een periode waarin het meer is opgedroogd.

Een interdisciplinair onderzoeksteam, geleid door wetenschappers van de Freie Universität Berlin en het Max Planck Instituut voor Meteorologie, heeft aangetoond hoe diepe meren meer dan 9.500 jaar geleden zijn ontstaan in de kraters van de Tibesti-bergen en daar meer dan 5.000 jaar hebben bestaan.

Hun studie werpt niet alleen licht op paleohydrologische veranderingen tussen de Tibesti, gelegen in het huidige Tsjaad, en de omliggende Saharavlaktes tijdens de Noord-Afrikaanse Humide Periode, maar toont ook het belang aan van hoog-resolutie paleoklimaatsimulaties. De studie, getiteld “Extreme neerslag in de mid-holoceen in de Tibesti, Centraal-Sahara”, is gepubliceerd in Nature Communications.

De grootste droge woestijn ter wereld, de Sahara, was duizenden jaren geleden aanzienlijk groener dan nu, zoals blijkt uit talrijke archeologische en paleobotanische ontdekkingen, evenals uit landschappen die ooit zijn gevormd door meren en rivieren.

In 1869 was de Duitse ontdekkingsreiziger Gustav Nachtigal de eerste Europeaan die verslag deed van een diepe krater op een hoogte van ongeveer 2.500 meter tijdens zijn expeditie naar het noordelijke deel van de Tibesti. De krater staat bekend als de Trou au Natron (“de natronput”) of in de lokale Teda-taal Doon Orei (“grote gat”).

Recente initiatieven, geleid door Stefan Kröpelin van de Universiteit van Keulen, hebben geleid tot een geologische verkenning van zowel de Trou au Natron in het noorden als de Era Kohor-krater in het zuiden, die zich binnen de 3.500 meter hoge Emi Koussi summit caldera bevindt. Onder uiterst uitdagende omstandigheden verzamelde het team sedimentmonsters van de voormalige meren en vervoerde deze naar Duitsland, waar onderzoekers geochemische technieken gebruikten om het sediment te analyseren in het Laboratorium voor Fysische Geografie, Freie Universität Berlin.

“Werken aan deze waardevolle monsters uit zulke afgelegen kraters was een fantastische kans om de timing en dynamiek van meren die vandaag niet meer bestaan te bepalen,” zegt Philipp Hoelzmann, geograaf aan de Freie Universität Berlin en een van de twee eerste auteurs van de nieuwe studie.

De onderzoekers evalueerden ook regionale paleoklimaatsimulaties van de Sahara en Sahel regio aan het Max Planck Instituut voor Meteorologie in Hamburg. De simulaties gebruiken een zeer hoge ruimtelijke resolutie van ongeveer 5 kilometer voor een tijdsperiode rond 7.000 jaar geleden.

“Voor het eerst waren we in staat om de steile orografie en de dynamiek van neerslag in de Tibesti in een klimaatmodel vast te leggen—iets dat eerder niet mogelijk was,” zegt Martin Claussen, hoofd van de modelleringsgroep aan het Max Planck Instituut voor Meteorologie.

De wetenschappers gebruikten vervolgens remote sensing en terreinanalyses om de hydrographie van het systeem te beoordelen en ontwikkelden een numeriek model van de evenwichtswaterbalans. Door deze nieuwe combinatie van proxygegevens, remote sensing, schattingen van de waterbalans en hoog-resolutie paleoklimaatsimulaties, konden ze aantonen dat de Tibesti-bergen ongeveer 7.000 jaar geleden minstens één orde van grootte meer neerslag ontvingen dan de omliggende vlaktes.

De bevindingen kwamen als een verrassing voor de onderzoekers, omdat ze aangeven dat dit te danken was aan de vochtige luchtmassa’s die door noordoostelijke winden uit het Middellandse Zeegebied werden aangevoerd—en niet, zoals eerder werd aangenomen, door de toen sterkere West-Afrikaanse moesson vanuit het zuiden. Deze luchtmassa’s zorgden ook voor neerslag die de kratermeren voedde als gevolg van de sterke orografische opheffing veroorzaakt door de Tibesti-bergen.

Deze studie benadrukt het belang van hoog-resolutie paleoklimaatsimulaties om hydrologische veranderingen in een opwarmend klimaat nauwkeurig weer te geven—niet alleen in de Sahara.