El Sahara Verde

Durante el Holoceno, el Sáhara experimentó un período de mayor humedad, conocido como el "Sáhara Verde", donde la región se transformó en un ambiente similar a una sabana con lagos y vegetación. Era una región significativamente más húmeda que hoy en día, con vegetación abundante y cuerpos de agua que permitían el asentamiento de comunidades humanas. Estas condiciones crearon un ecosistema de sabana que facilitó el desarrollo de culturas que representaban su entorno en arte rupestre.

Esto permitió que comunidades de pastores y cazadores-recolectores se asentaran y prosperaran, practicando la domesticación de ganado y creando asentamientos complejos. Sin embargo, a partir del 5300 a.C., comenzó un proceso de desertificación que obligó a estas comunidades a migrar hacia el valle del Nilo, contribuyendo significativamente al surgimiento de las primeras culturas egipcias.

Muchas de las bases de la civilización egipcia, incluyendo sus creencias religiosas y estructuras sociales, tienen sus raíces en las sociedades que habitaban el "Sáhara Verde" antes de la desertificación. A medida que el clima se volvió más árido, comenzó una progresiva desertificación que transformó el Sáhara en el desierto actual. Este cambio forzó el desplazamiento de comunidades hacia áreas más habitables, como los márgenes del Nilo y otras zonas fértiles. La transición climática no solo transformó el paisaje, sino que también impulsó el movimiento de estas comunidades hacia el valle del Nilo, facilitando la emergencia de la civilización egipcia. 

 Restos de un lago seco del Holoceno

En el período final de la regionalización del Holoceno medio (5300-3500 a. C.), podemos observar pruebas claras de una desecación gradual del Desierto Occidental. Las poblaciones comenzaron a retirarse hacia el sur, el este y la zona de Gilf Kebir y Gebel Uwaiynat. Esto se debió probablemente a un cambio en la estacionalidad de las lluvias. Las lluvias de invierno, que probablemente caían por la noche, creaban más humedad que las lluvias monzónicas de verano del Holoceno temprano, que caían durante el día y se evaporaban con una rapidez comparable. La retirada gradual de las poblaciones trashumantes del Sahara Oriental fue aproximadamente contemporánea con los inicios de la vida sedentaria y las primeras comunidades neolíticas en el valle del Nilo. Estas se concentraron en las áreas de Faiyum y Merimde en la parte norte del valle del Nilo y Badari en el sur (Alto Egipto). Estos asentamientos comienzan alrededor del 5000 a. C. Muchos aspectos sociales y religiosos de la antigua civilización egipcia pueden haber sido introducidos por comunidades que venían del desierto occidental. 

El año 3500 a. C. representa un punto de inflexión definitivo en la historia de la ocupación del desierto occidental egipcio, cuando las ocupaciones permanentes cesaron definitivamente y solo unas pocas poblaciones trashumantes lograron sobrevivir durante algunos siglos más.

 Fig 1. Mapa que muestra la desecación gradual del desierto occidental entre el 7.000 y el 3.500 a.C. Nótese el desplazamiento gradual de los asentamientos del oeste al este, hacia el valle del Nilo.

 Fig. 2. Gráfico que muestra el cambio climático en dos áreas diferentes: Abu Ballas y Gilf Kebir en el Desierto occidental.

 Arte rupestre y su relación con el "Sáhara Verde"

Se han encontrado pinturas y grabados en piedra en multitud de localizaciones en lo que hoy es el desierto del Sahara; Estas muestran animales que ya no se encuentran en el Sáhara debido a la aridez actual, como jirafas, elefantes y antílopes. Esto evidencia un entorno mucho más húmedo en el pasado. Las pinturas y grabados reflejan la adaptación de las comunidades a las condiciones cambiantes. Por ejemplo, las representaciones de ganado sugieren una transición hacia prácticas pastorales como respuesta a la desertificación. 

 Fig. 3. La más grande de las jirafas dabous, Níger.

Se han encontrado Imágenes de fauna y pastoreo, representaciones de jirafas y bovinos en contextos estilizados ilustran el ambiente del "Sáhara Verde". Escenas dinámicas, composiciones que muestran actividades humanas como danzas o ceremonias rituales resaltan el vínculo entre las comunidades y su entorno. 

 Fig 4. Cambios climáticos del Holoceno en el Sahara central reconstruidos a partir de los registros paleohidrológicos; también se informan cambios culturales (las sombras indican el evento de 8.200 años calibrados antes del presente y la aridez del Holoceno medio).

Características climáticas del Sahara Verde

Durante algunos períodos secos, el norte de África emitió más del doble de polvo que en la actualidad. A través de sus muestras, los investigadores confirmaron que el Período Húmedo Africano comenzó y terminó de manera muy abrupta, consistente con hallazgos previos. Sin embargo, encontraron que hace 6.000 años, hacia el final de este período, las emisiones de polvo eran una quinta parte de las actuales y mucho menores de lo estimado anteriormente. 

Durante la primera mitad del Holoceno (hace entre 11.000 y 5.000 años), el hemisferio norte experimentó un fortalecimiento del régimen monzónico, las reconstrucciones climáticas son bastante consistentes con un reverdecimiento de la región del Sahara, respaldado por los archivos paleoclimáticos que también muestran que este período húmedo africano (AHP, por sus siglas en inglés) estuvo acompañado de cambios en las condiciones climáticas de las latitudes medias y altas. Sin embargo, aun existen inconsistencias en las reconstrucciones del clima del Holoceno medio (MH, por sus siglas en inglés) respecto a las latitudes medias, y las simulaciones de modelos ofrecen un soporte limitado para reducir estas discrepancias. 

Además de la climatología del Sahara, interesa conocer el resto de patrones climáticos en el resto del mundo en aquella época y su interacción con el llamada “Sahara Verde”, para ello, se han utilizado un conjunto de simulaciones realizadas con un modelo climático para investigar el impacto, hasta ahora inexplorado, del reverdecimiento del Sahara en la circulación atmosférica de las latitudes medias durante el Holoceno medio. Las simulaciones numéricas muestran que el reverdecimiento del Sahara tiene un impacto durante todo el año en las principales características de la circulación en el hemisferio norte, especialmente durante el verano boreal (cuando se desarrolla el monzón africano). 

Entre los hallazgos clave se incluye un desplazamiento hacia el oeste de la circulación global de Walker, lo que conduce a modificaciones en la corriente en chorro del Atlántico Norte durante el verano y en la del Pacífico Norte durante el invierno. Además, el reverdecimiento del Sahara modifica la circulación sinóptica atmosférica sobre el Atlántico Norte, intensificando el efecto del forzamiento orbital en la transición de fase de la Oscilación del Atlántico Norte, de predominantemente positiva a negativa, en invierno y verano. Aunque la prescripción de vegetación en el Sahara no mejora la concordancia entre los datos proxy y los modelos, este estudio proporciona la primera restricción sobre la influencia del reverdecimiento del Sahara en las latitudes medias del norte, abriendo nuevas oportunidades para comprender las anomalías climáticas del Holoceno medio en regiones como América del Norte y Eurasia. 

Durante el Holoceno temprano y medio (hace entre 11.000 y 5.000 años), el solsticio de verano ocurrió cerca del perihelio de la órbita terrestre, lo que provocó un aumento de la insolación durante el verano boreal y modificaciones consecuentes en la estacionalidad climática. Este período se conoce a menudo como el "óptimo térmico del Holoceno", un tiempo caracterizado por notables cambios climáticos y ambientales en los trópicos, así como en latitudes medias y altas. 

El hemisferio norte experimentó un refuerzo del régimen monzónico global evidente en África, lo que dio lugar al llamado Período Húmedo Africano (AHP, por sus siglas en inglés) y al consecuente reverdecimiento del Sahara. En las latitudes medias, los registros paleoclimáticos sugieren una evolución climática compleja, que incluye un enfriamiento gradual en el noreste del Atlántico, en contraste con un calentamiento en el Atlántico subtropical occidental, el Mediterráneo oriental y el norte del Mar Rojo desde el Holoceno temprano hasta el medio. Estos cambios estuvieron acompañados por fases predominantemente negativas de la Oscilación Ártica y la Oscilación del Atlántico Norte (AO y NAO, respectivamente). 

Los registros proxy también indican desviaciones climáticas específicas por región en comparación con el clima preindustrial: el este de América del Norte y Escandinavia probablemente experimentaron condiciones más cálidas y secas; Europa occidental probablemente tuvo inviernos más fríos y veranos más cálidos; Europa central probablemente vivió un calentamiento general; el Mediterráneo probablemente experimentó condiciones más frías y lluviosas; y Asia central probablemente tuvo un aumento de las precipitaciones anuales, inviernos más cálidos y veranos más fríos (Fig. 5). Sin embargo, la interpretación de estos cambios climáticos, particularmente en lo que respecta a los patrones de temperatura y precipitación (según lo indicado por los proxies), parece potencialmente inconsistente con los cambios sugeridos en la circulación atmosférica. Por ejemplo, un este de América del Norte más seco, una Escandinavia más cálida y un Mediterráneo más frío serían inconsistentes con un cambio de fase positiva a negativa en la NAO/AO. 

Además, existen diferencias en la estimación tanto del momento como de la magnitud del máximo térmico del Holoceno en las latitudes medias y altas. En este contexto, los modelos climáticos tienen dificultades para definir las condiciones climáticas asociadas con el óptimo térmico del Holoceno. En las regiones monzónicas del norte, los aumentos de precipitación suelen subestimarse, mientras que el calentamiento veraniego en latitudes medias y altas tiende a sobreestimarse. Para explicar las limitaciones de los modelos climáticos al representar el clima del Holoceno medio, varios estudios han señalado el papel de la vegetación, junto con otros retroalimentadores en las latitudes tropicales y altas, en la modulación de la respuesta climática al forzamiento orbital. 

En particular, el notable reverdecimiento del Sahara influyó tanto en los climas regionales como globales durante el Holoceno medio. Los estudios de modelado han demostrado que la consecuente reducción del albedo y las emisiones de polvo, junto con un mayor reciclaje de agua asociado con una mayor cobertura vegetal, fueron factores clave para mantener el régimen monzónico africano intensificado durante el AHP reforzando el sistema monzónico global y modificando la actividad de los ciclones tropicales y la variabilidad de la Oscilación del Sur de El Niño (ENSO, por sus siglas en inglés) Sin embargo, aunque los modelos paleoclimáticos sobre el reverdecimiento del Sahara se han centrado principalmente en su impacto en los trópicos y subtrópicos, los estudios sobre las respuestas climáticas en latitudes medias aún son limitados. 

El objetivo de este artículo es estudiar el impacto del reverdecimiento del Sahara en la circulación atmosférica de latitudes medias en el hemisferio norte y la variabilidad climática asociada durante el Holoceno medio (MH, por sus siglas en inglés). Para ello, se utiliza un modelo climático para investigar los mecanismos subyacentes relevantes. Además, se evalúa un acuerdo entre los datos proxy y el modelo en latitudes medias que considere un Sahara verde con emisiones reducidas de polvo. Este estudio se centra en el análisis de las estaciones de invierno (de diciembre a febrero, DJF) y verano (de junio a agosto, JJA) en el hemisferio norte. 

 Fig. 5. Comparación de las reconstrucciones de modelos y proxy. Cambios en la temperatura de invierno (a, b), la temperatura de verano (c, d) y la precipitación anual (e, f) entre las simulaciones MHPMIP y PI (a, c, e) y entre la simulación de MH del Sahara verde (MHGS) y la simulación PI(b, d, f). El sombreado de color indica anomalías que son significativas en el nivel de confianza del 95 % basado en una prueba t de Student. Los puntos rellenos representan sitios proxy y su firma MH en relación con la simulación PI. Los puntos rojos indican una firma más cálida, los puntos azules indican una firma más fría, los puntos marrones indican una firma más seca, los puntos verdes indican una firma más húmeda y los puntos grises indican que no hay cambios o una firma no concluyente.

 Respuesta climática al reverdecimiento del Sáhara en el hemisferio norte 

En esta sección se presentan las respuestas climatológicas estacionales de la temperatura cerca de la superficie, la precipitación y la circulación atmosférica durante el invierno boreal (DEF) y el verano boreal (JJA). Estas respuestas, derivadas de las modificaciones en los parámetros orbitales, así como de la combinación de estos con el reverdecimiento prescrito del Sáhara. Como consecuencia de los cambios en los parámetros orbitales, el hemisferio norte muestra temperaturas a 2 metros significativamente más cálidas en ambas estaciones y simulaciones (Figs. 5a–d y 6). Este calentamiento es notablemente más pronunciado cuando se prescribe el reverdecimiento del Sáhara, tanto en invierno como en verano (Figs. 5a–d y 6). 

Invierno (DEF): El calentamiento alcanza su máximo en la región ártica, presumiblemente debido a una pérdida de hielo marino (Fig. 5a y b). La reducción del albedo asociada con la cobertura vegetal aumenta el forzamiento radiativo en la región del Sáhara, resultando en un efecto de calentamiento en los trópicos del norte (Figs. 5a–b y 6a). 

Verano (JJA): El hemisferio norte experimenta un calentamiento uniforme, que se extiende desde las regiones polares hasta los subtrópicos (Figs. 5c–d y 6b). 

Áreas relacionadas y efectos regionales

El reverdecimiento del Sáhara modifica sustancialmente las interacciones entre la radiación, el albedo y la circulación atmosférica, amplificando los cambios climáticos en estas zonas. 

 Figura 6. Cambios en la media latitudinal climatológica de la temperatura a 2 m en las simulaciones MHPMIP (líneas amarillas) y MHGS (líneas verdes) en relación con la simulación PI, junto con los cambios en la simulación MHGS en relación con la simulación MHPMIP (líneas negras), en (a) invierno boreal y (b) verano. Las líneas más gruesas indican anomalías que son significativas en el nivel de confianza del 95 % según la prueba t de Student.

 Figura 7. Cambios en la media latitudinal climatológica de la precipitación en las simulaciones MHPMIP (líneas amarillas) y MHGS (líneas verdes) en relación con la simulación PI, junto con los cambios en la simulación MHGS en relación con la simulación MHPMIP (líneas negras), en (a) invierno boreal y (b) verano. Las líneas más gruesas indican anomalías que son significativas en el nivel de confianza del 95 % según la prueba t de Student.

 Enfriamiento y respuesta climática asociada al monzón africano

 El enfriamiento superficial asociado con la intensificación del monzón africano es visible en el norte de África en ambas simulaciones, siendo más pronunciado en la simulación MHGS (Fig. 5c y d). 

Precipitación en el hemisferio norte

Latitudes medias a altas: Tanto en invierno como en verano, se observa un aumento significativo de la precipitación en ambas simulaciones del Holoceno Medio (MH), intensificado cuando se prescribe el reverdecimiento del Sáhara (Figs. 5e–f y 7). Este aumento en la precipitación se relaciona con una desaceleración del flujo de vientos del oeste en la alta troposfera en los subtrópicos, junto con un refuerzo en las latitudes medias (Fig. 8). En los trópicos del norte, la precipitación también se incrementa significativamente en ambas simulaciones, con un Sáhara verde resultando en un aumento adicional respecto a la simulación MHPMIP (Figs. 5e–f y 7). Región monzónica: Ambas simulaciones muestran una intensificación del régimen monzónico boreal durante el verano, acompañado por un desplazamiento hacia el norte de la franja de precipitaciones (Figs. 5e–f y 7). 

Respuestas estacionales de precipitación

Invierno: 

Se observan anomalías secas significativas en Asia central. En contraste, se presentan anomalías húmedas significativas en las altas latitudes de América del Norte y Eurasia. Estas anomalías están dispersas en la simulación MHPMIP pero son más generalizadas en la simulación MHGS (Fig. 4a y b). El Sáhara verde compensa las anomalías secas simuladas en el norte de África tropical en la simulación MHPMIP (Fig. 4a y b). 

Verano: 

Ambas simulaciones MH muestran anomalías húmedas en la región monzónica, el Atlántico Norte tropical y el Pacífico ecuatorial (Fig. 4c y d). La respuesta es más fuerte en la simulación MHGS debido al efecto del reverdecimiento del Sáhara sobre el monzón africano (Fig. 4c y d). 

Dinamismo atmosférico y corrientes en chorro 

Corrientes en chorro

En Norte América, se intensifica y zonaliza el chorro asociado al final de la trayectoria de tormentas del Pacífico Norte en ambas simulaciones MH en comparación con PI (Fig. 5a). En el Atlántico Norte, al oeste de Eurasia, se registra un ligero debilitamiento de los vientos del oeste en latitudes medias, junto con una intensificación leve en las latitudes subpolares (Fig. 5b), sugiriendo posibles modificaciones en los patrones de circulación. 

Efectos del Sáhara verde

 Aunque el reverdecimiento del Sáhara no influye significativamente en la dinámica invernal del chorro más allá de los cambios inducidos por los parámetros orbitales, su impacto es notable en la respuesta monzónica veraniega, incluyendo: Secado significativo en latitudes subtropicales en el Pacífico Norte, el Atlántico Norte y otras áreas cercanas. 

 Figura 8. Cambios en la precipitación (mm/día) en las simulaciones (a, c) MHPMIP y (b, d) MHGS con respecto a la simulación PI en (a, b) invierno y (c, d) verano. Solo se muestran las áreas con anomalías de precipitación estadísticamente significativas, estimadas mediante una prueba t de Student con un nivel de confianza del 95%. Los contornos rojos y azules indican cambios positivos y negativos, respectivamente, en la velocidad del viento zonal a 300 hPa (m/s).

 Bibliografía:

Mid-Holocene climate at mid-latitudes: assessing the impactof Saharan greening 

Barta, M. (2010): Swimmers in the Sand. On the Neolithic Origins of Ancient Egyptian Mythology and Symbolism.

 Prague:Dryada.  Huyge, D.; Van Noten, F.; Swinne, D. (eds.) (2012): The Signs of Which Times? Chronological and Palaeoenvironmental Issues in the Rock Art of Northern Africa. Brussels: Royal Academy for Overseas Sciences.

 A ‘green’ Sahara was far less dusty than today