东非并没有变得越来越干旱,所以不是干旱让我们的祖先离开森林? | Nature 论文推荐
主流观点认为非洲的气候正日益干旱,这一气候变化是促成人类先祖从森林进入草原的动力之一。如今,千辛万苦从数百米的马拉维湖下取出的土芯样品对这一观点提出了挑战。
东非卫星图像
现在普遍认为非洲大陆干旱日益严重,而这一说法正面临挑战。新研究发现,非洲的干旱情况在过去130万年中呈持续减弱趋势,整个大陆正处于周期10万年的干湿气候循环中。这一发现为人类进化理论中关键的“草原假说”添了新堵——草原假说认为,非洲大陆日益严重的干旱致使了人类的祖先走出森林进入草原。
匹兹堡大学的地理学和环境科学副教授 Josef Werne 与美国、澳大利亚、智利和荷兰的专家一起进行了该项研究。他们分析了马拉维湖(世界大湖之一,位于非洲东南部马拉维、莫桑比克和坦桑尼亚之间)底的土芯样本,得出了上述结论。该研究成果发表于《自然》杂志。(论文信息见文末)
Werne 解释说,之前认为非洲大陆日趋干旱是草原假说的原因,因此对非洲气候的研究多针对大陆北部地区开展。另外,研究者们所发现的10万年周期也与大冰期的开始和结束相吻合。
马拉维湖深度为700英尺(约213米),研究者通过游艇和改造钻探设备,成功的取到了380米深的土芯样品。他们对土芯使用了放射性碳、火山灰和磁极反转等方式进行年代测定,并寻找其中的“微体化石”指示的气温和降雨量的变化。
通过质谱法对单细胞微生物的膜脂分布的测量,可以得到气温变化的信息。根据草本和木本蜡叶化石中钙元素含量分布以及碳同位素成分的分析,可以得到降水情况。木本在湿润的环境中繁盛,而草本植物在干旱的环境中更加丰富。
通过分析气温记录和降水情况,研究团队得出的结论是:非洲大陆的东南部应是日益湿润,并确证了10万年的气候周期。
原文链接:http://phys.org/news/2016-10-team-southern-east-africa-wetter.html
论文基本信息
【题目】 A progressivelywetter climate in southern East Africa over the past 1.3 million years
【作者】 T. C. Johnson et al, ,
【期刊】Nature
【DOI】 10.1038/nature19065
【摘要】
African climate is generally considered to haveevolved towards progressively drier conditions over the past few million years,with increased variability as glacial–interglacialchange intensified worldwide, , .Palaeoclimate records derived mainly from northern Africa exhibit a100,000-year (eccentricity) cycle overprinted on a pronounced 20,000-year(precession) beat, driven by orbital forcing of summer insolation, global icevolume and long-lived atmospheric greenhouse gases.Here we present a 1.3-million-year-long climate history from the Lake Malawibasin (10°–14° S in eastern Africa), which displays strong 100,000-year (eccentricity)cycles of temperature and rainfall following the Mid-Pleistocene Transitionaround 900,000 years ago. Interglacial periods were relatively warm and moist,while ice ages were cool and dry. The Malawi record shows limited evidence forprecessional variability, which we attribute to the opposing effects of australsummer insolation and the temporal/spatial pattern of sea surface temperaturein the Indian Ocean. The temperature history of the Malawi basin, at least forthe past 500,000 years, strongly resembles past changes in atmospheric carbondioxide and terrigenous dust flux in the tropical Pacific Ocean, but not inglobal ice volume. Climate in this sector of eastern Africa (unlike northernAfrica) evolved from a predominantly arid environment with high-frequencyvariability to generally wetter conditions with more prolonged wet and dryintervals.
【论文连接】http://www.nature.com/nature/journal/v537/n7619/full/nature19065.html
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