الصحراء الكبرى
المناخ > التصحر ومناخ ما قبل التاريخ

المقالات الرئيسة: الحقبة الإفريقية الرطبة ما قبل التاريخ في شمال إفريقيا
إحدى النظريات لتشكيل الصحراء هي أن الرياح الموسمية في شمال إفريقيا قد ضعفت بسبب التجلد خلال العصر الرباعي، التي بدأت قبل مليوني أو ثلاثة ملايين سنة. نظرية أخرى هي أن الرياح الموسمية ضعفت عندما جف بحر تيثس القديم خلال فترة التورتونية حوالي 7 ملايين سنة. شهد مناخ الصحراء تغيرات هائلة بين المناخ الرطب والجاف على مدى مئات الآلاف من السنين الماضية، يُعتقد أنه ناتج عن تغيرات طويلة الأجل في دورة المناخ في شمال إفريقيا حيث تغير مسار الرياح الموسمية فيها(20). تحدث هذه الدورة عن طريق دورة مدتها 41 000 عام يتغير فيها ميل الأرض بين 22 درجة و24.5 درجة. في الوقت الحاضر (2000)، نحن في فترة جفاف، لكن من المتوقع أن تصبح الصحراء خضراء مرة أخرى خلال 15 000 عام القادمة. عندما تكون الرياح الموسمية في شمال إفريقيا في أقوى هطول سنوي لها، يزداد الغطاء النباتي اللاحق في منطقة الصحراء، مما يؤدي إلى ظروف يشار إليها عادةً باسم «الصحراء الخضراء». بالنسبة للرياح الموسمية الضعيفة نسبيًا في شمال إفريقيا، فإن العكس هو الصحيح، أدى انخفاض هطول الأمطار السنوي وقلة الغطاء النباتي إلى مرحلة من دورة مناخ الصحراء المعروفة باسم «الصحراء القاحلة».
اقترح رودولف سبيتالر في أواخر القرن التاسع عشر فكرة أن التغييرات في التشمس (التسخين الشمسي) الناتجة عن التغيرات طويلة المدى في مدار الأرض هي عامل تحكم في التغيرات طويلة المدى في قوة أنماط الرياح الموسمية في جميع أنحاء العالم، اقترحت الفرضية رسميًا واختبرت لاحقًا من قبل عالم الأرصاد الجوية جون كوتزباخ في عام 1981. أصبحت أفكار كوتزباخ حول تأثيرات التشمس على أنماط الرياح الموسمية العالمية مقبولة على نطاق واسع اليوم باعتبارها المحرك الأساسي لدورات الرياح الموسمية طويلة الأجل. لم يُسمي كوتزباخ فرضيته رسميًا، وبالتالي يشار إليها هنا باسم «فرضية الرياح الموسمية المدارية» كما اقترحها روديمان في عام 2001.
خلال الفترة الجليدية الأخيرة، كانت الصحراء أكبر بكثير مما هي عليه اليوم، وتمتد جنوبًا إلى ما وراء حدودها الحالية.
جلبت نهاية الفترة الجليدية المزيد من الأمطار إلى الصحراء، من حوالي 8000 قبل الميلاد إلى 6000 قبل الميلاد، ربما بسبب مناطق الضغط المنخفض فوق الصفائح الجليدية المنهارة في الشمال. جفت الصحراء الشمالية بمجرد زوال الغطاء الجليدي. في جنوب الصحراء، تغلبت الرياح الموسمية في البداية على اتجاه الجفاف، والتي جلبت الأمطار إلى الشمال أكثر مما هي عليه اليوم. بحلول عام 4200 قبل الميلاد تقريبًا، تراجعت الرياح الموسمية جنوبًا إلى ما هي عليه اليوم تقريبًا، مما أدى إلى التصحر التدريجي للصحراء. أصبحت الصحراء الآن جافة كما كانت منذ حوالي 13 000 عام.
بحيرة تشاد هي بقايا بحر داخلي سابق، بحيرة تشاد القديمة العملاقة، والذي كانت موجودةً خلال الفترة الإفريقية الرطبة. كانت بحيرة تشاد العملاقة، في أقصى حد لها، في وقت ما قبل 5 000 قبل الميلاد، هي الأكبر من بين أربعة بحيرات قديمة صحراوية، ويُقّدر أنها غطت مساحة 350 000 كم2.
تصف نظرية مضخة الصحراء  هذه الدورة. خلال فترات الصحراء الرطبة أو الصحراء الخضراء، تكون الصحراء أرض سافانا العشبية والنباتات والحيوانات المختلفة أكثر شيوعًا. بعد فترات الجفاف البينية، تعود منطقة الصحراء بعد ذلك إلى الظروف الصحراوية وتضطر النباتات والحيوانات إلى التراجع شمالًا إلى جبال الأطلس، أو جنوبًا إلى غرب إفريقيا، أو شرقًا إلى وادي النيل. هذا يفصل السكان من بعض الأنواع في المناطق مع مختلف المناخات، وإجبارهم على التكيف، وربما مما أدى إلى انتواع متباين الموطن.
يُقترح أيضًا أن البشر سرّعوا فترة الجفاف من 6 000 إلى 2 500 قبل الميلاد وذلك بقيام الرعاة بالرعي الجائر للأراضي العشبية المتاحة.
اكتُشف نمو معادن الكهوف (13) في كهوف هول-زاخ وأشاليم وابن سيد ومعالي ها ميشار وشقوق كتورة وكهف تزافوا النقب، وأماكن أخرى بصحراء النقب، وسمح بتتبع هطول الأمطار في عصور ما قبل التاريخ. كان الطريق الساحلي للبحر الأحمر جافًا للغاية قبل 140 وبعد 115 ألف سنة(14). تظهر الظروف الرطبة قليلاً عند 90-87 ألف عام، لكنها لا تزال تعادل عُشر هطول الأمطار حوالي 125 ألف سنة. في جنوب صحراء النقب، لم تنمو معادن الكهوف  بين 185 و140 ألف سنة (مراحل النظائر البحرية 6)، و110-90 (مراحل النظائر البحرية 5.4-5.2)، ولا بعد 85 ألف سنة ولا خلال معظم الفترة بين الجليدية (مراحل النظائر البحرية 5.1)، الفترة الجليدية والهولوسين. يشير هذا إلى أن جنوب النقب كان جافًا إلى شديد الجفاف في هذه الفترات.
خلال الذروة الجليدية الأخيرة (LGM) كانت الصحراء الكبرى أكثر اتساعًا مما هي عليه الآن مع تقلص مساحة الغابات الاستوائية بشكل كبير، كما أدت درجات الحرارة المنخفضة إلى تقليل قوة حجيرة هادلي. تسببت هذه الحجيرة المناخية في ارتفاع الجو في نطاق التقارب بين المدارين (ITCZ) وجلب الأمطار إلى المناطق المدارية، بينما تدفق الهواء النازل الجاف، عند حوالي 20 درجة شمالًا، إلى خط الاستواء وجلب الظروف الصحراوية إلى هذه المنطقة. ارتبطت الفترة بمعدلات عالية من الغبار المعدني الناجم عن الرياح، وتوجد مستويات الغبار هذه كما هو متوقع في النوى البحرية من شمال المحيط الأطلسي الاستوائي. لكن حوالي 12,500 قبل الميلاد انخفضت كمية الغبار في النوى في بولينغ / أليرود مرحلة فجأة، وتظهر فترة من الظروف الأكثر رطوبة في الصحراء، مما يدل على حدث دانسغارد-أويشجر  (DO)(15). بدأت الظروف الصحراوية الرطبة في حوالي 12500 قبل الميلاد، مع امتداد نطاق التقارب بين المدارين شمالًا في نصف الكرة الشمالي في الصيف، جلبت الظروف الرطبة والندية ومناخ السافانا إلى الصحراء، والتي(16) بلغت ذروتها خلال المرحلة المناخية القصوى للحرارة الهولوسينية عند 4000 قبل الميلاد عندما يبدو أن درجات الحرارة في خطوط العرض المتوسطة كانت بين درجتين وثلاث درجات أكثر دفئا مما كانت عليه في الماضي القريب.. يُظهر أيضًا تحليل الرواسب المترسبة في الدلتا على نهر النيل أن هذه الفترة كانت بها نسبة أعلى من الرواسب القادمة من النيل الأزرق، مما يشير إلى ارتفاع هطول الأمطار أيضًا في المرتفعات الإثيوبية. كان السبب الرئيسي في ذلك هو دوران موسمي أقوى في جميع أنحاء المناطق شبه الاستوائية، مما أثر على الهند والجزيرة العربية والصحراء. صارت بحيرة فيكتوريا مؤخرًا مصدرًا للنيل الأبيض وجفت بالكامل تقريبًا حوالي 15 ألف سنة.
أدت الحركة المفاجئة اللاحقة لـنطاق التقارب بين المدارين جنوبًا مع حدث هاينريش (17)، المرتبط بالتغيرات مع دورة تذبذب النينو الجنوبي، إلى تجفيف سريع في المناطق الصحراوية والعربية، والتي سرعان ما أصبحت صحراءً. ويرتبط هذا بانخفاض ملحوظ في حجم فيضانات النيل بين 2700 و2100 قبل الميلاد.