Effet de pompe du Sahara

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Gravure rupestre de l'époque du Sahara vert (Tassili, Sahara central).

L'effet de pompe du Sahara[note 1] est une hypothèse visant à expliquer comment la flore et la faune ont migré entre l'Eurasie et l'Afrique via un pont terrestre dans la région du Levant. Elle expose que, au gré des changements climatiques, les périodes de pluies abondantes (périodes pluviales), qui durent plusieurs milliers d'années en Afrique, créent un « Sahara vert » abritant de grands lacs et des rivières permanentes[2], ce qui facilite les échanges d'animaux et de plantes puis d'Humains entre l'Afrique et l'Eurasie.

Les migrations le long des corridors fluviaux cessent durant une phase désertique, entre 1,8 et 0,8 Ma auparavant, lorsque le Nil connaît un cours irrégulier[3], voire cesse totalement de couler[4] à l'occasion du soulèvement géologique qui crée le « dôme nubien »[5],[6].

Mécanisme[modifier | modifier le code]

Durant les périodes climatiques humides, le Sahara (« Sahara vert ») et la péninsule arabique se transforment en savanes où la faune et la flore prospèrent[7]. Le Sahara connaît ainsi plusieurs successions de périodes humides suivies de périodes arides.

La dernière période aride interpluviale, qui perdure jusqu'à nos jours, correspond à la dernière phase de l'effet de pompe du Sahara ; elle est associée à une régression vers le sud de la mousson d'Afrique de l'Ouest. À partir de ce moment, l'évaporation excède les précipitations, le niveau de l'eau dans le lac Tchad baisse fortement[8] et les rivières deviennent des oueds.

La flore et la faune, jusque-là largement répandues dans le biome, se replient au nord dans le massif de l'Atlas, vers le sud dans ce qu'on appelle aujourd'hui l'Afrique de l'Ouest, vers l'est dans la vallée du Nil et, au-delà, traversant le Sinaï, vers l'Asie et enfin, vers le sud-est, sur les hauts-plateaux éthiopiens et au Kenya. Ces différents peuplements, sous des climats différents, conduisent, par le mécanisme d'adaptation, à une spéciation par distance ou spéciation allopatrique[9],[10].

Plio-Pléistocène[modifier | modifier le code]

Les migrations du Plio-Pléistocène en Afrique concernent les Caprinae, en deux vagues, il y a 3,2 et entre 2,7 et 2,5 Ma, Nyctereutes (Nyctereutes terblanchei) il y a 2,5 Ma, et Equus il y a 2,3 Ma. Hippotragus migre, il y a 2,6 Ma, de l'Afrique aux pentes de la chaîne des Siwaliks, dans l'Himalaya. Les bovidés asiatiques arrivent en Europe et en Afrique. Theropithecus régresse et on ne retrouve ses fossiles qu'en Europe et en Asie, tandis qu'Homo et Macaca colonisent de larges aires de répartition[11].

185 000–20 000 ans[modifier | modifier le code]

Il y a entre 133 et 122 000 ans, la partie méridionale du désert d'Arabie et du Sahara connaît le début du pluvial Abbassia, une période humide du fait de l'accroissement de la mousson dont les précipitations atteignent 100 à 200 mm/an, ce qui permet à la biota eurasienne d'arriver en Afrique et vice-versa[12]. La croissance des spéléothèmes (qui nécessite de l'eau de pluie) est constatée dans les grottes d'Hol-Zakh, Ashalim, Even-Sid, Ma'ale-ha-Meyshar, Ktora Cracks et Nagev Tzavoa (régions du Sinaï et du Néguev). Dans celles de Qafzeh et Es Skhul, les précipitations atteignent à cette époque 600 à 1 000 mm/an ; les restes qu'on y a trouvés sont ceux d'humains anatomiquement modernes, mais il semble que l'occupation humaine ait pris fin à la période aride qui suivit.

Les rivages de la Mer Rouge sont extrêmement arides avant 140 et après 115 000 ans. Des conditions légèrement plus humides apparaissent entre 90 et 87 000 ans, mais les précipitations restent dix fois inférieures à celles d'il y a 125 000 ans[12].

Dans le sud du désert du Néguev, les spéléothèmes ne connaissent aucune croissance entre 185 et 140 000 ans (SIO 6), entre 110 et 90 000 ans (SIO 5.4–5.2), non plus qu'après 85 000 ans et que durant la majeure partie de l'interglaciaire (SIO 5.1), la période glaciaire et l'Holocène. Cela suggère que le sud du Néguev est aride et parfois hyperaride à ces moments[12].

La voie côtière autour de la Méditerranée occidentale est peut-être ouverte à certains moments au cours de la dernière glaciation : les spéléothèmes croissent à Hol-Zakh et Nagev Tsavoa. La comparaison des spéléothèmes avec les horizons calciques montrent que les périodes humides ne durent que quelques dizaines ou centaines d'années[12].

De 60 à 30 000 ans, ce sont des conditions extrêmement sèches qui prévalent dans de nombreuses régions d'Afrique[13].

Dernier maximum glaciaire[modifier | modifier le code]

Un exemple de l'effet de pompe du Sahara se déroule durant le dernier maximum glaciaire, vers 22 ka BP. À ce moment, le désert du Sahara est plus étendu qu'il ne l'est actuellement, l'étendue des forêts tropicales est considérablement réduite[14] car les basses températures affaiblissent l'activité des cellules de Hadley et donc les précipitations[note 2]. Cette phase est associée à des taux élevés de poussières minérales soufflées par le vent, trouvées dans les carottes marines provenant du nord de l'Atlantique tropical.

Vers , la quantité de poussière dans les échantillons correspondant aux phases Bölling et Allerød décroît brutalement, ce qui indique des conditions nettement plus humides dans le Sahara, signe d'un événement de Dansgaard-Oeschger (un réchauffement soudain du climat, suivi d'un refroidissement plus lent). Ces conditions humides au Sahara et le climat de savane associé sont dus à une extension vers le nord de la zone de convergence intertropicale. Le climat connaît une courte sécheresse au Dryas récent. Les conditions humides culminent lors de l'optimum climatique de l'Holocène, vers , lorsque les températures aux moyennes latitudes sont deux à trois degrés plus élevées que dans le passé récent. L'analyse des dépôts sédimentaires du delta du Nil montre que beaucoup de ces sédiments proviennent du Nil Bleu, impliquant probablement de fortes précipitations sur les plateaux éthiopiens à la suite de l'intensification de la circulation atmosphérique de type mousson dans les régions subtropicales, affectant l'Inde, l'Arabie et le Sahara[15],[16]. Le lac Victoria ne devient que récemment la source du Nil Blanc, il est pratiquement à sec aux environs de 15 000 ans avant nos jours[17].

Un évènement de Heinrich (un refroidissement soudain suivi d'une lente remontée des températures), en lien avec le cycle de l'oscillation australe du courant El Niño, se manifeste par un déplacement vers le sud de la zone de convergence intertropicale. Le Sahara et l'Arabie s'assèchent rapidement et deviennent des déserts. En relation, le flux du Nil diminue nettement entre 2700 et [18]

La régression des écosystèmes est parfois aussi, au moins partiellement, attribuée à l'homme, entre 6000 et , par le surpâturage des prairies herbeuses[19].

Migrations humaines[modifier | modifier le code]

L'effet de pompe du Sahara est corrélé à de nombreuses vagues de migrations en provenance de l'Afrique[20],[21] : « Une autre diversité humaine, celle de la fin de la longue Préhistoire de l’Homme, se met en place au fil des changements climatiques, des migrations et des extinctions imposées à la fois par les rythmes et les effets plus intenses des glaciations[22]. »

Au Paléolithique inférieur, Homo ergaster/erectus se répand en Asie du Sud et du Sud-Ouest[23], probablement en deux vagues. Il diffuse l'Oldowayen, avec la technique des galets aménagés qui arrive jusqu'en Chine et en Inde, puis l'Acheuléen et la technique des bifaces qui atteint le sous-continent indien.

Au Paléolithique moyen, Homo heidelbergensis atteint le Moyen Orient et l'Europe de l'Ouest.

Représentation du modèle de dispersion australe, avec indication du développement ultérieur de trois haplogroupes mitochondriaux à partir de trois populations centrées respectivement sur le Proche-Orient, l'Inde et l'Asie orientale.

Au Paléolithique supérieur, l'homme anatomiquement moderne est le protagoniste de la séquence Out of Africa, première migration hors d'Afrique de l'Homme moderne il y a 80 000 ans voire 100 000 ans, suivie de la « dispersion australe » vers 70 000 ans.

L'Épipaléolithique, en lien avec une chute brutale des températures, l'événement climatique de 8200 BP, est le moment des migrations de locuteurs des langues afro-asiatiques, qui arrivent en Palestine.

Au Néolithique, l'événement climatique de 5900 BP, qui met fin à une période de Sahara vert, est corrélé avec l'afflux de populations, qui fuient la désertification du Sahara, dans la vallée du Nil ; il est peut-être aussi une cause indirecte de l'expansion bantoue.

Les Libou et les Mâchaouach attaquent l'Égypte à la fin du Nouvel Empire égyptien, ce qui marque le début de « l'effondrement de l'âge du bronze » en lien avec une sécheresse prolongée[24], et les chariots apparaissent au Sahara[25].

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. « Ce qu’on appelle l’« effet de pompe du Sahara » a influé sur l’évolution des communautés écologiques dans une période marquée par l’entrée dans les âges glaciaires. Pendant les périodes clémentes, le Sahara se couvre de savanes arborées autour d’un immense lac paléo-Tchad. Pendant les périodes froides, le désert s’étend. Les communautés écologiques sont repoussées à sa périphérie[1]. »
  2. Dans la zone de convergence intertropicale (ZCIT), les cellules de Hadley font monter l'air tropical humide jusqu'à la tropopause ; l'humidité se condense en pluie à l'équateur et le flux asséché converge ensuite vers les 20es parallèles nord et sud, y créant des conditions arides.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Dominique Garcia et Hervé Le Bras, Archéologie des migrations (colloque international « Archéologie des migrations », INRAP & musée national de l’Histoire de l’immigration, 12 et 13 novembre 2015), La Découverte - INRAP, , epub (ISBN 9782707199423), p. 59/503
  2. (en) Eduard Meine van Zinderen-Bakker, « A Late-Glacial and Post-Glacial Climatic Correlation between East Africa and Europe », Nature, vol. 194, no 4824,‎ , p. 201–203 (DOI 10.1038/194201a0, Bibcode 1962Natur.194..201V)
  3. (en) A.J. Williams et Michael R. Talbot, « Late Quaternary Environments in the Nile Basin », dans Henri J. Dumont (éd.), The Nile. Origin, Environments, Limnology and Human Use, Springer, (DOI 10.1007/978-1-4020-9726-3_4), p. 61
  4. (en) « Structural Controls Of The Egyptian Nile », Geological Society of America
  5. Joseph Ki-Zerbo (dir.), Histoire générale de l'Afrique, vol. 1 : Méthodologie et préhistoire africaine, UNESCO, , p. 407
  6. (en) « The River Nile », University of Texas
  7. (en) Jessica E. Tierney, Francesco S. R. Pausata et Peter B. deMenocal, « Rainfall regimes of the Green Sahara », Science Advances, vol. 3, no 1, e1601503,‎ (DOI 10.1126/sciadv.1601503)
  8. « Disparition d'une mer… naissance d'un désert », CNRS,
  9. (en) Duarte V. Gonçalves, José C. Brito, Pierre-André Crochet, Philippe Geniez, José M. Padial et D. James Harris, « Phylogeny of North African Agama lizards (Reptilia: Agamidae) and the role of the Sahara desert in vertebrate speciation », Molecular Phylogenetics and Evolution, vol. 64, no 3,‎ , p. 582-591 (lire en ligne)
  10. (en) Arun Durvasula, Andrea Fulgione, Rafal M. Gutaker, Selen Irez Alacakaptan, Pádraic J. Flood, Célia Neto, Takashi Tsuchimatsu, Hernán A. Burbano, F. Xavier Picó, Carlos Alonso-Blanco et Angela M. Hancock, « African genomes illuminate the early history and transition to selfing in Arabidopsis thaliana », PNAS,‎ (DOI 10.1073/pnas.1616736114)
  11. (en) J. K. Hughes, S. Elton et H. J. O'Regan, « Theropithecus and 'Out of Africa' dispersal in the Plio-Pleistocene », Journal of Human Evolution, vol. 54, no 1,‎ , p. 43–77 (DOI 10.1016/j.jhevol.2007.06.004)
  12. a b c et d (en) Anton Vaks, Miryam Bar-Matthews, Avner Ayalon, Alan Matthews, Ludwik Halicz et Amos Frumkin, « Desert speleothems reveal climatic window for African exodus of early modern humans », Geology, vol. 35, no 9,‎ , p. 831 (DOI 10.1130/G23794A.1, Bibcode 2007Geo....35..831V, lire en ligne)
  13. (en) Paul Mellars, « Why did modern human populations disperse from Africa ca. 60,000 years ago? A new model », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 103, no 25,‎ , p. 9381–9386 (DOI 10.1073/pnas.0510792103, lire en ligne)
  14. (en) Jonathan Adams, « Africa during the last 150,000 years », Environmental Sciences Division, ORNL Oak Ridge National Laboratory
  15. « Holocène », SagaScience, dossier climat, CNRS
  16. Charline Marzin, Variations des systèmes de mousson à l'Holocène dans le modèle de l'IPSL (thèse), Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, (lire en ligne)
  17. (en) J. C. Stager et T. C. Johnson, « The late Pleistocene desiccation of Lake Victoria and the origin of its endemic biota », Hydrobiologia, vol. 596,‎ , p. 5 (DOI 10.1007/s10750-007-9158-2)
  18. (en) William J. Burroughs, Climate Change in Prehistory: the end of the reign of chaos, Cambridge University Press,
  19. (en) Lorraine Boissoneault, « What Really Turned the Sahara Desert From a Green Oasis Into a Wasteland? », Smithsonian magazine,‎ (lire en ligne)
  20. (en) Stokes Stephen, « Chronology, Adaptation and Environment of the Middle Palaeolithic in Northern Africa: implications for the dispersal of anatomically modern humans », Human Evolution, Cambridge University
  21. (en) Alexander H. Harcourt, Humankind: how biology and geography shape human diversity, Pegasus Books,
  22. Dominique Garcia et Hervé Le Bras, Archéologie des migrations (colloque international « Archéologie des migrations », INRAP & musée national de l’Histoire de l’immigration, 12 et 13 novembre 2015), La Découverte - INRAP, , epub (ISBN 9782707199423), p. 64-65/503
  23. (en) Daniel L. Everett, How Language Began: The Story of Humanity's Greatest Invention, Liveright Publishing, (lire en ligne), p. 53
  24. « Des civilisations méditerranéennes détruites par la sécheresse il y a 3 200 ans », sur lemonde.fr,
  25. (en) Helen Anderson, « Chariots in Saharan Rock Art: an aesthetic and cognitive review », Journal of Social Archaeology, vol. 16, no 3,‎