Une équipe de recherche interdisciplinaire dirigée par des scientifiques de Freie Universität Berlin et du Max Planck Institute for Meteorology a montré à quel point les lacs sont profonds il y a plus de 9 500 ans dans les cratères des montagnes Tibesti et y existait depuis plus de 5000 ans.
Leur étude met non seulement la lumière sur les changements paléohydrologiques entre le Tibesti, situé dans le Tchad actuel et les plaines sahariennes environnantes pendant la période humide d'Afrique du Nord, mais montre également l'importance des simulations de paléoclimat à haute résolution. L'étude « Mid-Holocène Extreme Precipitation in the Tibesti, Central Sahara » est publiée dans Communications de la nature.
Le plus grand désert sec du monde, le Sahara, était nettement plus vert il y a quelques milliers d'années qu'aujourd'hui, comme en témoignent de nombreuses découvertes archéologiques et paléobotaniques ainsi que par des paysages qui étaient autrefois façonnés par les lacs et les rivières.
En 1869, l'explorateur allemand Gustav Nachtigal a été le premier Européen à rendre compte d'un cratère profond à une altitude d'environ 2 500 mètres lors de son expédition dans la partie nord du Tibesti. Le cratère est connu comme le trou au natron (« la fosse Natron ») ou dans la langue teda locale Doon Orei (« Big Hole »).
Plus récemment, Stefan Kröpelin (Université de Cologne) a lancé une exploration géologique du trou au natron au nord et du cratère de l'ère Kohor au sud, situé dans la caldeira du sommet Emi Koussi de 3 500 mètres de haut. Dans des conditions extrêmement difficiles, l'équipe a collecté des échantillons de sédiments dans les anciens lacs et les a transportés en Allemagne, où les chercheurs pourraient utiliser des techniques géochimiques pour analyser les sédiments au Laboratoire de la géographie physique, Freie Universität Berlin.
« Travailler sur ces échantillons précieux de ces cratères éloignés a été une opportunité fantastique de déterminer le calendrier et la dynamique des lacs qui n'existent plus aujourd'hui », explique Philipp Hoelzmann, géographe de Freie Universität Berlin et l'un des deux premiers auteurs de la nouvelle étude.
S'appuyant sur ces résultats, les chercheurs ont également évalué les simulations régionales du paléoclimat de la région du Sahara et du Sahel à l'Institut Max Planck pour la météorologie à Hambourg. Les simulations utilisent une résolution spatiale très élevée d'environ 5 kilomètres pour une tranche de temps il y a environ 7 000 ans.
« Pour la première fois, nous avons pu capturer l'orographie abrupte et la dynamique des précipitations dans le Tibesti dans un modèle climatique – quelque chose qui n'avait pas été possible auparavant », explique Martin Claussen, chef du groupe de modélisation du Max Planck Institute for Meteorology.
Les scientifiques ont ensuite utilisé la télédétection et l'analyse du terrain pour évaluer l'hydrographie du système et développé un modèle numérique de l'équilibre hydrique à équilibre. Grâce à cette nouvelle combinaison de données proxy, de télédétection, d'estimations de la balance hydrique et de simulations de paléoclimat à haute résolution, ils ont pu montrer qu'il y a environ 7 000 ans, les montagnes Tibesti ont reçu au moins un ordre de grandeur plus de précipitations que les plaines environnantes.
Les résultats ont été surprise, les chercheurs ont noté, car ils indiquent que cela était dû aux masses aériennes humides apportées par les vents nord-est de la région méditerranéenne – et non, comme cela le supposait précédemment, par la mousson ouest-africaine d'alors du sud. Ces masses d'air ont également produit des précipitations qui ont nourri les lacs de cratère à la suite du fort soulèvement orographique causé par les montagnes Tibesti.
Cette étude met en évidence l'importance des simulations de paléoclimat à haute résolution pour refléter avec précision les changements hydrologiques dans un climat de réchauffement – non seulement au Sahara.
