Kokolitofory - mali bohaterowie mórz i oceanów

Kokolitofory (Coccolithophores), to tajemnicze morskie żyjątka, które wpływają na klimat na Ziemi bardziej niż Wam się wydaje.

Ciepłe bajorko Darwina

Wygląda na to, że Darwin i tym razem miał rację. Ciepłe bajorka w pobliżu źródeł hydrotermalnych są lepszym środowiskiem do powstania życia niż okolice dna oceanów w pobliżu tzw. ventów

Mech i wielkie wymieranie

Pierwsze mchy pojawiły się na lądzie w ordowiku. Uruchomiona przez nie reakcja hydrolizy krzemianów doprowadziła do zlodowacenia i wielkiego wymierania.

Zagłuszanie oceanu

Ocean pełen jest dźwięków. Trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów i odgłosy zwierząt. Coraz częściej jednak słychać hałas ludzkich urządzeń. Hałas, który zabija wieloryby.

Kleszcze i niesporczaki w kosmosie

Nie są tak odporne jak bakterie, a jednak. Niesporczaki i kleszcze są w stanie przetrwać podróż międzygwiezdną i zasiedlić kosmos.

wtorek, 30 kwietnia 2013

Pszczelarze również zabijają pszczoły

Batalia o życie pszczół zakończyła się zwycięstwem pszczelarskiego lobby. Zakazano stosowania szkodliwych pestycydów - donosi ogólnopolski portal. Tymczasem prawda jest bardziej skomplikowana. Pszczelarze również zabijają pszczoły, podając im, w zamian za podebrany wcześniej miód jego substytuty zawierające cukry proste (syrop glukozowo-fruktozowy).

Nie jest to czcza gadanina, tylko wyniki badań opublikowanych parę dni temu w poważnym czasopiśmie naukowym, do jakich zalicza się PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America czyli Rozprawy Państwowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych.

Problemy z pszczołami w dużych pasiekach notowano już parę lat temu w Stanach Zjednoczonych. Z biegiem czasu okazało się, że zjawisko pomoru pszczelego ma o wiele szerszy zasięg i dotyczy także Europy. Nie znano dokładnie przyczyn tego zjawiska a pszczelarze i tzw. ekolodzy szybko znaleźli, jak się zdaje, winnych. "Nieoceniony" Onet.pl donosi:
Jako główne przyczyny wymierania pszczół wymienia się pasożyty, zmiany klimatu i chemizację rolnictwa. Tę ostatnią naukowcy wskazują jako szczególnie istotną. Spośród wielu chemicznych środków stosowanych w rolnictwie, jako wyjątkowo niebezpieczne dla pszczół wskazuje się pestycydy z grupy neonikotynoidów.
W tym samym tekście pszczelarze utyskują, że w tym roku zginęła conajmniej 1/5 pszczelich rodzin. Problem dotyczy oczywiście nie tylko pszczelarzy, którzy żyją ze sprzedaży miodu, ale także nas wszystkich, gdyż pszczoły zapylają większość kwiatów roślin spożywanych przez człowieka. Zresztą, można samemu poczytać o apokaliptycznej wizji świata bez pszczół.
Ni ma miodu ;( (Photo Credit: Max xx via Compfight cc)
Jednak w świetle badań entomologów z University of Illinois (Mao et al., 2013) prawda prezentuje się nieco bardziej skomplikowanie. Większość dowodów pszczelarskiej zbrodni wskazuje na stosowanie przetworzonych produktów hydrolizy węglowodanów, czyli cukrów prostych, którymi karmione są pszczoły pozbawione przez człowieka miodu. Wiadomo jednak, że pszczoły karmi się cukrem od czasów, kiedy cukier jest tańszy od miodu. Dlaczego więc dopiero teraz nastąpił pszczeli kolaps?

Prawdopodobnie jest to związane z wprowadzaniem coraz to nowych generacji środków ochrony roślin. Jak już wspomniałem, wcześniej cukier nie szkodził pszczołom, gdyż nie były narażone na kontakt z nowymi rodzajami pestycydów. Ich układ odpornościowy radził sobie doskonale jeszcze w latach 70-tych ze stosowanymi wówczas środkami ochrony roślin. Obecnie sobie nie radzi a zastępowanie miodu fruktozą prowadzi do spadku odporności pszczół i ich chorób czy pomoru.

Jako największy problem i główną przyczyną obecnego wymierania pszczół wskazuje się na ich zmniejszony kontakt z para izomerem kwasu kumarowego. p-Kwas kumarowy znajduje się w ściankach pyłku roślin, a nie w nektarze, który przyciąga pszczoły. Podczas zbierania nektaru, pyłek wraz z p-kwasem kumarowym przyczepia się do odnóży pszczół, i w dużym skrócie mówiąc, przyczynia się do jej detoksykacji. Tymczasem karmienie pszczół fruktozą przez pszczelarzy i tym samym odciąganie ich od pyłku roślinnego ogranicza kontakt z kumaryną i spadek odporności pszczół.
Ziarna pyłku roślin (fot. L. Howard, Darmouth College)
Może dodawać pyłek do cukru i w ten sposób ratować pszczoły?

Źródła:
Mao, W., Schuler, M., & Berenbaum, M. (2013). Honey constituents up-regulate detoxification and immunity genes in the western honey bee Apis mellifera Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1303884110

Fot. w nagłówku: pszczoła oblepiona pyłkiem - Photo Credit: Gustavo (lu7frb) via Compfight cc  


piątek, 26 kwietnia 2013

Dlaczego gupiki wyskakują z akwarium?

Gupiki lubią wyskakiwać ponad wodę. W naturze jest to dla nich szalenie ważne, jednak w warunkach domowego akwarium może skończyć się lądowaniem na śmiercionośnym, suchym dywanie. Daphne Soares, która przez gupiki zmarnowała kubek mrożonej herbaty, postanowiła dowiedzieć się, co skłania gupiki do skakania. Za pomocą kamery szybkoklatkowej sfilmowała gupiki i przeanalizowała dokładnie, jak to się dzieje, że gupik potrafi tak wysoko skakać. Razem z Hilary S. Bierman doszły też do wniosków dlaczego gupiki skaczą.

Gupiki czyli pawie oczka (Poecilia reticulata) to chyba jedne z najpopularniejszych rybek akwariowych. Niedoświadczonym akwarystom zdarza się jednak po powrocie do domu zastać gupiki na podłodze. Jaka siła każe gupikom wyskakiwać z akwarium? I jak one to robią?

Z analizy obrazu kamery szybkoklatkowej (high speed camera) wynika, że gupiki nie wyskakują z akwarium przypadkowo. One przygotowują się do skoku ponad powierzchnię wody. Wygląda to jak start do rozbiegu w skoku wzwyż. Gupik, który zamierza skoczyć, zatrzymuje się, następnie cofa się wolno mniej więcej o długość ciała jakby nabierał rozpędu, poczym gwałtownie rusza do przodu i wyskakuje ponad wodę. Czegoś takiego nie notowano jeszcze u skaczących ryb.
W ten sposób gupiki potrafią wyskoczyć na wysokość 8 długości swojego ciała z prędkością grubo ponad 1 m/s (4 stopy na sekundę).
Wykres zależności prędkości gupika od wysokości skoku (A); głębokości zanurzenia do wysokości skoku ponad wodę - korelacja ujemna (B) oraz długości rozpędu, czyli cofnięcia się przed skokiem, do wysokości skoku - korelacja dodatnia (B) (Soares & Bierman, 2013).
W artykule opublikowanym w PLOS One badaczki dochodzą do wniosku, że gupiki nie skaczą bez sensu. One mają w tym swój cel. Jest nim, ewolucyjnie wykształcona, zdolność do pozyskiwania nowych terytoriów dostępnych w górę biegu strumieni (w tym przypadku chodzi o dzikie gupiki z Trynidadu). Każdy gupik, któremu uda się wyskoczyć powyżej progu, do wyższej partii strumienia, zapewnia sobie wody wolne od konkurentów z własnego gatunku oraz wolne od drapieżników wyspecjalizowanych w polowaniu na gupiki. W ten sposób gupiki zapewniają sobie zdolność do ekspansji. Taka strategia pozwala także gupikom zachować duża zmienność genetyczną.

video
Sekwencja ruchów gupika przed skokiem. Obejrzyj parę razy (to tylko 3 sek.) i zwróć uwagę na początkowe cofnięcie przed skokiem (Soares & Bierman, 2013)

Dla porządku dodam, że gupiki bywają wprowadzane także do wód dzikich w celu zwalczania larw komarów. Podobno można się na nie natknąć w Czechach czy na Słowacji. W warunkach naturalnych występują na Karaibach oraz w dorzeczu Orinoko i Amazonki.

Aha, a o co chodziło z tą mrożoną herbatą? Daphne Soares od kilku lat bada ewolucyjne zmiany w pniu mózgu gupików. I w czasie tych badań gupik wyskoczył z akwarium, prosto do kubka z ice-tea. To podobno skłoniło ją do rozwiązania zagadki gupiczych (gupikowych?) skoków.

Źródła:
Soares, D., & Bierman, H. (2013). Aerial Jumping in the Trinidadian Guppy (Poecilia reticulata) PLoS ONE, 8 (4) DOI: 10.1371/journal.pone.0061617

fot. w nagłówku:  Photo Credit: Wolfgang_44 via Compfight cc

wtorek, 23 kwietnia 2013

Mikroraptor polował także na ryby

Microraptor gui, opierzony, czteroskrzydlaty dinozaur z grupy dromeozaurów był wielbicielem ryb. Wszystko wskazuje na to, że ryby mogły być jednym z głównych składników jego pożywienia. 

Microraptor gui jest jednym z ciekawszych przedstawicieli dromeozaurów. Cechą dla niego charakterystyczną są upierzone kończyny przednie i tylnie, które pomogały mu w szybowaniu. Mikroraptor miał zatem cztery skrzydła.

Jego znakomicie zachowane szkielety znajdowane są w osadach dolnej kredy w północno-wschodnich Chinach. Stanowisko geolgiczne dostarcza także mnóstwo innych okazów, reprezentujących wspólnie tzw. ekosystem Jehol. Doskonały stan zachowania mikroraptorów pozwala na zaglądanie im do wnętrza przewodu pokarmowego, co jest nie lada gratką dla paleodietetyków.

Z zawartości niestrawionej do końca treści pokarmowej dowiedzieliśmy się, że mikroraptor polował na ptaki oraz małe ssaki. Prawdopodobnie ofiary znajdowały się na drzewach w momencie ataku. Tym razem jednak w treści żoładka mikroraptora odnaleziono fragmenty ryb kostnych (Xing et al., 2013).
Szkielet mikroraptora z niestrawionym pokarmem (A). Na obrazku (C) strzałkami zaznaczono dwa rybie kręgi; na (D) widać przednie zęby wygięte ku przodowi (wg Xing et al., 2013).
Mikroraptor prawdopodobnie latał także nad lustrem wody i wyławiał ryby pojawiające się przy powierzchni. Cechy szkieletu, a szczególnie uzębienia, mikroraptora wskazują na to, że ryby musiały być jednym z podstawowych składników diety tego uskrzydlonego gada. Szczegółowe analizy uzębienia mikroraptora wykazały, że zęby miały gładkie powierzchnie ze zredukowanym w stosunku do innych dromeozaurów dodatkowymi ząbkami. Podobne zęby posiadają spinozaury, które uważa się za przedstawicieli rybożerców. Ponadto, część przednich zębów była wygięta ku przodowi, a dwa, najbardziej wysunięte ku przodowi prawdopodobnie wystawały poza linię zgryzu. Bardzo przypomina to cechy uzębienia współczesnych rybożerców np. innych ryb, ptaków czy krokodyli.
Mikroraptor rozprawia się z rybką na brzegu (rys. Emily Willoughby).

Można oczywiście założyć, że ryba była już martwa i leżała na brzegu, albo nawet na drzewie, ale to tylko takie gdybanie.  

Źródła:
Xing, L., Persons, W., Bell, P., Xu, X., Zhang, J., Miyashita, T., Wang, F., & Currie, P. (2013). PISCIVORY IN THE FEATHERED DINOSAUR Evolution DOI: 10.1111/evo.12119

fot. w nagłówku Photo Credit: EMW2011 via Compfight cc  

czwartek, 18 kwietnia 2013

Życie powstało 10 mld lat temu - tak wynika z prawa Moore'a

Jeśli ewolucja życia odpowiada prawu Moore'a, to życie musiało zaistnieć zanim powstała Ziemia. Tak przynajmniej wynika z wyliczeń genetyków - Alexeia Sharova i Richarda Gordona.

Prawo Moore'a, jak sama nazwa wskazuje, zostało zdefiniowane przez założyciela firmy Intel, Gordona Moore'a, który zauważył, że liczba tranzystorów w układzie scalonym podwaja się co 12 miesięcy. W związku z tym, liczba tranzystorów w mikrochipach rośnie w sposób wykładniczy. Co ciekawe, obserwacji tych dokonał już w połowie lat 60-tych, a sama prawidłowość została przeniesiona także na inne urządzenia elektroniczne. Szczególnie na pojemność dysków czy wielkość pamięci operacyjnej. Zmianie ulegał jedynie czas potrzebny do podwojenia. Obecnie, wynosi podobno 24 miesiące.
Dociekliwym polecam wyliczenie czasu powstania pierwszego mikrochipu na podstawie liczby tranzystorów obecnych we współczesnych układach scalonych. Powinno wyjść ok. 1960 roku, czyli właśnie wtedy, kiedy powstał pierwszy układ scalony.
Prawo Moore'a - liczba tranzystorów w czasie. Ponieważ skala na osi pionowej jest logarytmiczna, korelacja jest liniowa a nie wykładnicza (fig. Wgsimon BY-SA)
Powyższe prawo Moore'a zostało zaadoptowane do wyliczenia początków tworzenia się biologicznej złożoności. Sharov i Gordon wyliczyli, że genetyczna złożoność organizmów podwaja się co 376 mln lat. Umieścili to na wykresie, gdzie złożoność genetyczna przedstawiona jest w skali logarytmicznej. Linia korelacji (regresji) genetycznej złożoności przecina się z osią czasu ok. 9,7 mld lat temu. Zatem, to byłby czas powstania pierwszej pary nukleotydów czyli powstania życia (samoreplikujących się cząsteczek).
Linia regresji dla głównych form życia na Ziemi przecina się z osią czasu na liczbie 9,7 mld (fig. Sharov & Gordon, 2013).
Gdyby to była prawda, to okazuje się, że potrzeba było 5 mld lat do powstania komórek o bakteryjnym stopniu skomplikowania genetycznego. Ponadto, środowisko powstania życia było zupełnie różne od ziemskiego (Ziemia powstanie dopiero za 5 mld lat przecież). Ale jeszcze ciekawsze jest to, że przed bakteriami znanymi z ziemskich osadów prekambru nie było w naszym Wszechświecie innych, bardziej złożonych form życia. Tym bardziej inteligentnych istot, które mogłyby odwiedzić młodą Ziemię i "zaszczepić" na niej życie.

Przy okazji autorzy rozprawiają się także z równaniem Drake'a, które wyliczało prawdopodobną liczbę cywilizacji technologicznych w naszej Galaktyce. Takie cywilizacje po prostu dopiero powstają, podobnie do ziemskiej. Jednocześnie, w takich cywilizacjach możemy zaobserwować przyspieszanie złożoności poprzez dodanie systemów opracowywania informacji, np. książki, komputery czy internet. W rezultacie postęp technologiczny umożliwia podwajanie złożoności co ok. 20 lat.

No i powraca oczywiście teoria panspermii, tym razem w nowej odsłonie.

Źródła:
Alexei A. Sharov, & Richard Gordon (2013). Life Before Earth arXiv arXiv: 1304.3381v1
fot. w nagłówku Photo Credit: jurvetson via Compfight cc

sobota, 13 kwietnia 2013

Alpejskie lodowce znikają na naszych oczach

Połowa kwietnia, w Alpach jeszcze ponad 3 metry śniegu a tu niespodzianka. W 2012 roku 98% austriackich lodowców znacznie stopniało. Najwięcej cofnął się, leżący w masywie Grossglockner, lodowiec Pasterze - ponad 97 metrów. To dotychczasowy rekord rocznego topnienia lodowców w austriackich Alpach.

Wnioski oparto na pomiarach rozmiarów 95 lodowców. Spośród nich, 93 lodowce cofnęły się średnio o 17.4 metra a tylko 2 nie zmieniły swoich rozmiarów. Rekordowy wynik zaniku lodu odnotowano na wspomianym już lodowcu Pasterze - 97.3 metra, co jest największym cofnięciem się lodowca od czasu rozpoczęcia pomiarów w 1879 roku. Poprzednio notowano znacznie mniej, pomiary mieściły się w granicach -24.7 do -40.3 metra. Z pozostałych lodowców, lodowiec Gepatschferner w dolinie Kaunertal cofnął się o 72.7 metra a Waxeggkees o 52 metry.
Zanik lodowca Waxeggkees widoczny na zdjęciach z lat 1929-2012 (wg www.gletscherarchiv.de)
Dla porównania, w 2011 roku austriackie lodowce cofnęły się średnio o 17 metrów; w 2010, tylko o 14 metrów. Powody cofania się lodowca, generalnie rzecz biorąc, ograniczają się do jednego: więcej stopniało latem niż napadało zimą. Austriackie Towarzystwo Alpejskie uważa, że stoi za tym wzrost średniorocznych temperatur. Okazuje się, że nawet zwiększone opady śniegu nie niwelują wzrostu temperatur. Zima 2011/12 była cieplejsza o 1.3oC od średniej długoterminowej, a lato o 2.2oC.
Szwajcarskie lodowce Tschierva i Roseg też topnieją (wg www.gletscherarchiv.de)
Bardzo pouczające jest przestudiowanie wykresu pokazującego ruch lodowców od 1879 r. (rysunek poniżej). Widać, że tempo cofania się lodowców stale się zwiększa. Jedynie w latach 1970-1991 mieliśmy częściowy przyrost lodu w Alpach. Pewnym pocieszeniem dla miłośników lodu może być ogólny trend spadkowy tempa cofania się lodowców alpejskich notowany w ciągu ostatnich 20 lat.
Tempo cofania się lodowców w Alpach (na czerwono). Niebieski oznacza przyrost, szary - brak zmian (wg OeAV)
Prognozy są takie, że lodowce nadal będą znikać w Alpach w podobnym tempie. Być może jesteśmy ostatnim pokoleniem, które doświadczy ich obecności. Oczywiście, ciekawe jak na tym tle zapisze się rok 2013, który, przynajmniej z polskiej perspektywy, zaczął się bardzo mroźnie i śniegowo.

---------
ps. lodowiec Pasterze czyta się paster-ze ;)

Źródła:
Oesterreichischer Alpenverein (OeAV) - Starker Gletscherrückgang in Österreich
[html] [pdf]

Das Gletscherarchiv

fot. w nagłówku: lodowiec Pasterze - widoczna tablica wskazująca pozycję lodowca w 1980 r. Photo Credit: Joachim Götz via Compfight cc

niedziela, 7 kwietnia 2013

Zielona Sahara, czyli jak powstał starożytny Egipt

Przy okazji przedłużającej się zimy i dyskusji na temat zmian klimatu warto uzmysłowić sobie, że wpływ na te zmiany ma bardzo wiele czynników i tak naprawdę, to nie wiemy jak będzie w Polsce za 50 czy 100 lat. Jedyne co możemy zrobić to przyglądać się zmianom z przeszłości i wyciągać wnioski na przyszłość. To takie okrągłe zdanie, z którego nic nie wynika, m.in. dlatego, że wachlarz przyczyn i skutków jest ogromny. Przykładem niedawnych zmian klimatycznych, których do końca jeszcze nie rozszyfrowaliśmy jest tzw. wilgotny okres afrykański, który związany był z holoceńskim optimum klimatycznym.

Być może niektórzy pamiętają film "Angielski pacjent", który rozpoczyna się sceną malowania sylwetek pływaków, znanych z jaskini, w której umiera później główna bohaterka. Jaskinia Pływaków (Cave of Swimmers) położona jest w pd.-zach. Egipcie, na płaskowyżu Gilf Kebir, w pobliżu granicy z Libią. Oprócz wspomnianych pływaków, wśród rysunków naskalnych pełno jest zwierząt, w tym słoni, żyraf, antylop, bydła i kóz. No i łowców. Jaskinię odkrył w 1933 r. podróżnik węgierski László Almásy, który napisał później, że rysunki obrazują bujne życie, które kiedyś kwitło na tym pustynnym płaskowyżu. Jednak przed wojną brakowało ludziom wyobraźni i wiedzy na temat zmian klimatu, więc sugestie Almásy'ego traktowano jako jego fantazje. Wydawało się przecież niemożliwe, żeby największa pustynia świata była nie tak dawno rajskim ogrodem.
Swimmer's cave (Photo Credit: Paul Ealing 2011 via Compfight cc)
Ale takich scen jak na płaskowyżu Gilf Kebir jest na Saharze więcej. W połowie XIX w. niemiecki badacz Afryki, Heinrich Barth, podróżując z Trypolisu do Timbuktu natknął się jako pierwszy Europejczyk na saharyjskie petroglify. Wspominał później, że przedstawione na nich bogactwo życia ogromnie kontrastowało z bezludnym krajobrazem pustyni. Podobnie jak niemal sto lat później, Barthowi również trudno było wyobrazić sobie, że Sahara wyglądała kiedyś zupełnie inaczej.
Ennedi w Czadzie (Photo Credit: marches-lointaines.com via Compfight cc)
Dzisiaj wiemy, że petroglifów na Saharze przedstawiających bogaty świat zwierzęcy jest bardzo dużo. Właściwie to należy uznać, że Sahara jest największym na świecie skupiskiem rysunków naskalnych. Wszystkie pochodzą sprzed ok. 9-6 tys. lat temu i wszystkie pokazują Saharę jako bujną sawannę lub zakrzewiony step. Dziś wiemy także, że petroglify pokazują prawdę. Sahara była kwitnącą krainą 7 tysięcy lat temu. Archeolodzy nazywają ten okres neolitem subpluwialnym, albo mokrą czy też zieloną Saharą. Geolodzy lub geografowie umieszczają te wydarzenia w holocenie.
Świat petroglifów Gilf Kebir i obecnej Sahary.

Holocen rozpoczął się wraz z końcem ostatniego glacjału. Było to ok. 10-11 tys. lat temu i holocen, jak na razie, trwa do dziś. Holocen oczywiście nie był klimatycznie jednorodny i mamy w nim kilka okresów cieplejszych i zimniejszych. Pomijając obecne zmiany, które nawet w skali holocenu są bardzo krótkie, najcieplejszy okres nazywany atlantyckim przypada na czas od 8 000 do 5 000 lat temu, czyli na wspomniane wydarzenia wilgotnego okresu afrykańskiego.

Z badań osadów jeziornych rozmieszczonych na Saharze wiemy, że poziom wód w okresie atlantyckim był znacznie wyższy, a samych jezior było też więcej. Dla przykładu, wysychające dziś jezioro Czad było wtedy większe od Morza Kaspijskiego (miało ponad 400 tys. km2). Takich megajezior było na Saharze kilka: megajezioro Fezzan w Libii, megajeziora Chotts w Algierii czy megajezioro Turkana.  

Wilgotna Sahara przypominała leżący na południe od niej Sahel, pokryty sawanną. Zamieszkiwały ją liczne zwierzęta, łącznie z wymarłym żyrafowatym siwaterium czy pelorowisem, reprezentującym dzikie bydło. Wierzyć się nie chce, ale suchy dzisiaj jak pieprz masyw Tibesti pokrywały lasy dębowe i orzechowe. Rosły także lipy, olchy i wiązy, a u podnóża tego wulkanicznego masywu drzewa oliwne i jałowce. Doliny wypełniały rzeki pełne ryb. Krajobrazu dopełniali zaś łowcy-zbieracze, którzy w wolnych chwilach, popasając rysowali na skalnych ścianach saharyjską sielankę.

Badania przybrzeżnych osadów Atlantyku wykazały też, że wilgotna Sahara dostarczała znacznie mniej pyłu, co dowodzi istnienia zwartej pokrywy roślinnej znacznie zmniejszającej erozję eoliczną. Z zapisu w rdzeniach z dna oceanicznego wiemy też, że Sahara wyschła nagle. W przeciągu 100-200 lat zaczęła dostarczać tyle pyłu pustynnego co dzisiaj. Środowisko wilgotnej sawanny zastąpione zostało wybitnie suchą pustynią. Podobnie było też na Półwyspie Arabskim.

Wykresy zmian w ciągu ostatnich 20 tys. lat:
A) ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi;
B) poziom wód w jeziorach afrykańskich;
C) ilość wody wypływającej z Nilu;
D) ilość pyłu w osadzie z rdzenia oceanicznego pobranego u wybrzeży Mauretanii;
E) zmiany w składzie izotopu wodoru wosku roślinnego z jeziora Tanganika (deMenocal & Tierney, 2012).
Jak do tego wszystkiego doszło? Zazielenienie Sahary związane jest z przesunięciem się strefy monsunów bardziej na północ od równika, w ten sposób, że swoim zasięgiem objęły Saharę. Pokrywa się to z okresem maksimum nasłonecznienia wyliczonym dla 20oN na podstawie zmian parametrów orbity Ziemi. Orbita Ziemi ulega cyklicznym zmianom przebiegającym w trzech podstawowych cyklach, tzw. cyklach Milankovicia: cyklu ekscentryczności (ok. 400 lub 100 tys. lat), cyklu nachylenia ekliptyki (ok. 40 tys. lat) oraz cyklu precesji (ok. 26 tys. lat). W przypadku wilgotnego okresu afrykańskiego, mamy zaznaczony silny wpływ precesji Ziemi na ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi.

Ennedi - pozostała namiastka zielonej Sahary
(Photo Credit: _desertsky via Compfight cc)
Obliczono, że ok. 10 tys. lat temu, wraz z początkiem holocenu, na 20oN dostarczane było ok. 480 W/m2 energii słonecznej. Obecnie jest to ok. 450 W/m2.Większenie nasłonecznie i wydłużone lato powodowało zwiększenie się różnicy temperatur pomiędzy lądem a oceanem. Latem Sahara nagrzewała się szybciej i mocniej od oceanu co wytwarzało szeroki pas niskiego ciśnienia nad lądem, zasysający wilgotne powietrze znad tropikalnego Atlantyku. W efekcie, letnie monsuny zasilały w wodę olbrzymie połacie północnej Afryki. Oczywiście, zimą występował odwrotny efekt, gdyż lądy szybciej wychładzają się od oceanu (bezwładność cieplna). Proste modele uwzględniające tylko oddziaływanie atmosfery pokazują, że zwiększenie letniego nasłonecznienia o 7% (czyli tyle ile podczas okresu atlantyckiego) spowodowało zwiększenie opadów monsunowych w Afryce o co najmniej 17%.

Przedstawione powyżej wykresy wyraźnie pokazują, że zmiany na Saharze miały gwałtowny charakter. Przejście od trwającego ponad 5 tys. lat okresu wilgotnego do suchego trwało zaledwie nieco ponad 100 lat (3-4 pokolenia ludzkie). Z zielonej krainy nie zostało nic, oprócz petroglifów. Ludność, która zamieszkiwała Saharę musiała przemieścić się w inne, bardziej przyjazne miejsca. Część z nich znalazała się w dolinie Nilu i dała początek cywilizacji starożytnego Egiptu. I to jest największa nauka na przyszłość - nic nie jest wieczne i do niczego nie należy się przyzwyczajać.

Źródła:
fot. w nagłówku: pteroglify z Gilf Kebir. Photo Credit: Paul Ealing 2011 via Compfight cc

deMenocal, P., Ortiz, J., Guilderson, T., Adkins, J., Sarnthein, M., Baker, L., & Yarusinsky, M. (2000). Abrupt onset and termination of the African Humid Period: Quaternary Science Reviews, 19 (1-5), 347-361 DOI: 10.1016/S0277-3791(99)00081-5

deMenocal, P. B. & Tierney, J. E., 2012. Green Sahara: African Humid Periods Paced by Earth's Orbital Changes. Nature Education Knowledge 3(10):12.