Analyse zet vraagtekens bij oude droogte van het klimaat in Noord-Afrika, roept nieuwe vragen op over de vroege menselijke evolutie

Onderzoek onthult stabiliteit van neerslagpatronen in Noord-Afrika

Een studie onder leiding van onderzoekers van Brown University heeft aangetoond dat de neerslagpatronen in Noord-Afrika tussen de 3,5 en 2,5 miljoen jaar geleden grotendeels stabiel bleven. Deze periode is cruciaal in de klimaathistorie van de aarde, toen het noordelijke halfrond afkoelde en gebieden zoals Groenland permanent begleden werden.

De nieuwe bevindingen, gepubliceerd in Science Advances, dagen de lang aangehouden interpretaties van de klimaathistorie van Noord-Afrika uit. Eerdere studies suggereerden dat de regio tijdens deze periode aanzienlijk droger werd. De timing van deze droogte komt overeen met het verschijnen van de eerste bekende leden van het geslacht Homo in het fossielenarchief, wat leidde tot speculaties dat deze droogte een belangrijke evolutionaire rol kan hebben gespeeld aan de vooravond van de menselijke afstamming.

In tegenstelling tot eerdere studies, analyseerde dit onderzoek echter een directere proxy voor neerslag: wasachtige stoffen van terrestrische vegetatie. “Planten produceren deze wassen tijdens het zomerse groeiseizoen, waardoor ze een directe indicatie geven van de zomerse neerslag in de tijd,” zegt Bryce Mitsunaga, die het onderzoek leidde tijdens zijn promotieonderzoek aan de Brown University en nu postdoctoraal onderzoeker is aan Harvard. “We ontdekten dat de neerslagcycli niet veel veranderden, zelfs niet toen er grote veranderingen in temperatuur en glaciatie plaatsvonden.”

Eerdere aanwijzingen voor droogte in Noord-Afrika kwamen van stofafzettingen in oceaansedimentkernen van de West-Afrikaanse kust. Oceaansedimenten bewaren fossiele micro-organismen, plantenmateriaal en andere markers die wetenschappers helpen om het klimaat door de tijd heen te volgen.

Onderzoekers hadden vastgesteld dat de hoeveelheid continentaal stof in de monsters dramatisch toenam in monsters die dateren van 3,5 tot 2,5 miljoen jaar geleden, een periode die bekend staat als de Pliocene-Pleistocene overgang. Deze toename in stof werd geïnterpreteerd als een uitbreiding van de Sahara, veroorzaakt door afnemende zomerregens.

In deze nieuwe studie analyseerden de onderzoekers zorgvuldig de wasachtige stoffen in dezelfde kernen waar het stof werd aangetroffen. De wasachtige stoffen behouden de isotopische handtekening van het water dat planten opnemen terwijl ze groeien, en die handtekening varieert met de hoeveelheid neerslag die valt.

De analyse van de wasstoffen onthulde geen significante droogtetrend aan de Pliocene-Pleistocene grens. De patronen van zomerse neerslag bleven aan beide zijden van de grens grotendeels stabiel, wat aangeeft dat de neerslagpatronen in Afrika grotendeels ongewijzigd bleven door de veranderingen in het wereldklimaat die zich op dat moment voordeden.

Het onderzoek suggereert dat het stof in eerdere studies te wijten is aan andere factoren dan veranderingen in neerslag, mogelijk veranderingen in windpatronen of -intensiteit.

De bevindingen hebben verschillende implicaties voor het begrijpen van zowel het verleden als de toekomst van het klimaat, zeggen de onderzoekers. De kooldioxide niveaus aan de Pliocene-Pleistocene grens worden gedacht vergelijkbaar te zijn met de huidige niveaus, hoewel ze in tegengestelde richtingen bewegen (toenemend nu en afnemend toen).

“Als we kunnen zien hoe het wereldklimaat invloed had op de watercyclus in dit tijdperk, kan dit onze voorspellingen over toekomstige neerslag in deze al watergestresste regio verbeteren,” aldus Mitsunaga.

Jim Russell, professor aan de Brown University en senior auteur van de studie, voegde eraan toe dat de resultaten nieuwe vragen oproepen over de klimaathistorie van Noord-Afrika en de implicaties voor de menselijke evolutie. De timing van de vermeende droogte in Afrika komt overeen met het verschijnen van vroege mensachtigen in het fossielenarchief, waaronder Homo habilis en Paranthropus, wat leidt tot de speculatie dat drogere omstandigheden aanpassingen voor rechtop lopen in een nieuwe voedselverzamelingsomgeving zouden hebben aangedreven. Maar het ontbreken van een droogtetrend aan de Pliocene-Pleistocene grens compliceert dit verhaal.

“Dit vraagt om nieuw onderzoek om te bepalen wanneer en waarom het klimaat en de omgevingen van Afrika overgingen naar een droger staat en nieuwe theorieën om onze afstamming te begrijpen,” zei Russell.