研究表明，氣候在人類從非洲遷徙的過程中起到了至關(guān)重要的作用 _氣候

研究地點的植被圖。東地中海ODP 160航段966和967站點的研究巖心地圖，包括非洲大陸東北部和leaf wax shed的河流部分，即尼羅河流域，以藍(lán)色突出顯示，包括生物群落、湖泊和河流。鳴謝:通信地球與環(huán)境(2023) 。DOI: 10.1038/s43247-023-01034-7
據(jù)奧胡斯大學(xué)（Jeppe Kyhne Knudsen）：大約600萬年前，在非洲東部的森林深處，發(fā)生了一件驚人的事情。黑猩猩，我們在動物界的近親，向一個方向進(jìn)化，而我們最早的祖先向另一個方向延續(xù) 。
在接下來的幾百萬年里，早期人類和黑猩猩之間的差異越來越大。我們的祖先從樹上爬下來，開始用兩條腿直立行走，從而解放了雙手來操作工具。
這是一個發(fā)展的開始，以人類征服了地球的大部分而告終。
大約210萬年前，第一批人類——直立人——從非洲遷徙而來。旅程經(jīng)過了非洲東北部和中東——今天主要被沙漠覆蓋的地區(qū)——然后到達(dá)歐洲和亞洲。
長期以來，研究人員一直在猜測直立人如何穿越干燥無情的沙漠，那里既沒有食物，也沒有水和樹蔭。
奧爾胡斯大學(xué)的新研究表明，直立人離開非洲時可能沒有走過沙漠，雷切爾·盧皮恩解釋說，她是新結(jié)果背后的研究人員之一。這篇論文發(fā)表在《通信地球與環(huán)境》雜志上。
“我們知道撒哈拉的氣候會有周期性的變化。我們稱這種現(xiàn)象為“綠色撒哈拉”或“非洲濕潤時期”在綠色時期，沙漠顯著縮?。⒆湮嗨樸諼頤墻裉煸詼撬南∈韃菰木骯? ，”她說。
“我們的研究結(jié)果表明，撒哈拉沙漠，確切地說是在第一個直立人遷移的時期，比我們研究的450萬年中的任何時候都更綠。因此，他們最有可能走出非洲，穿過綠色走廊。”
征服世界的物種
第一批直立人出現(xiàn)在200多萬年前的非洲東部。
直立人是第一個學(xué)會用石頭鑿斧子的原始人類。這些斧子很可能被用作武器來打倒獵物并從骨頭上割肉。他們可能也是最早學(xué)會如何控制火的人。
直立人比現(xiàn)代人略矮，但肌肉更發(fā)達(dá) 。他們有更寬的臀部和細(xì)長的頭骨。此外，他們的大腦明顯更小——大約只有我們的一半大。
在超過150萬年的時間里，直立人在全球大部分地區(qū)生活和傳播。從非洲到歐洲，穿過亞洲，穿過馬六甲海峽，到達(dá)印度尼西亞的幾個島嶼。這使得直立人成為最長壽的人類物種。我們的物種，智人，大約在30萬年前進(jìn)化。
海底揭示了過去的氣候
正如我們今天所知，撒哈拉正處于干旱期。這一時期的持續(xù)時間各不相同，但大約每20 ， 000年，該大陸經(jīng)歷了一個完整的周期，其間有一個雨季和一個旱季。這些雨季就是雷切爾·盧皮恩所說的“非洲潮濕期”
“潮濕的綠色時期變得多潮濕，各不相同。事實上，還有另外兩個周期也在起作用。一個持續(xù)10萬年，一個持續(xù)40萬年。在100，000年的過程中，潮濕期會因此而變化，變得比平常更潮濕或更干燥。這同樣適用于40萬年的時間間隔，”雷切爾·盧皮恩說。
但是我們怎樣才能知道幾十萬年前非洲的氣候是什么樣的呢？
她解釋說，海底可以告訴我們，事實上，正是因為這個原因，我們已經(jīng)對過去的氣候有了很多了解。“使用地中海的核心樣本，我們可以看到幾百萬年前的氣候是什么樣的。海底形成了沉積層，這些層中的小分子可以告訴我們很多關(guān)于過去氣候的信息。”
使葉子發(fā)光的物質(zhì)的幫助
讓葉子發(fā)光的物質(zhì)的幫助。隨著時間的推移，新的地層在海床上形成，這些物質(zhì)從北非吹到海上，在那里慢慢下降。因此，埋藏的海床就像一本航海日志，可以告訴我們過去的氣候是怎樣的。
在這些層中有一套生物標(biāo)記，儲存著過去氣候的信息。其中一個標(biāo)記是植物用來保護(hù)葉子的一系列分子。雷切爾·盧皮恩解釋說，它們也被稱為葉蠟。
蠟給樹、灌木和草的葉子一層涂層，使它們發(fā)光。當(dāng)植物死亡時，大多數(shù)植物部分分解得相當(dāng)快，而蠟分子可以存活很長時間。這就是為什么我們經(jīng)常在幾百萬年前的沉積物中發(fā)現(xiàn)這種分子。”
正是蠟分子中的化學(xué)成分能告訴我們該層形成時的氣候。例如，蠟中的氫分子可以告訴我們有多少降水。
“水含有氫，所以我們可以用氫來跟隨水循環(huán) 。地球上的水既含有常規(guī)氫，也含有重氫(氘) 。她說:“當(dāng)雨水多的時候，植物能夠吸收相對較少的重氫，而當(dāng)天氣干燥的時候，它們吸收更多的重氫。” 。
碳擁有重要的知識
Rachel Lupien和她的同事可以從多雨和干旱時樹葉蠟中的重氫含量看出。然而，氫并不能說明哪種植物能在潮濕的氣候中茁壯成長。
然而，她解釋說，葉蠟中的碳原子有。
“廣義地說，有兩種植物。我們也稱它們?yōu)镃3和C4工廠，”她說。“大約90%的植物都是C3植物。它們在地球上的大部分地方都很茂盛，除了那些極度干燥或者非常熱的地方。另一方面， C4植物特別適合在雨水少、氣溫高的地區(qū)生存。”
因為C3和C4的植物產(chǎn)生的葉蠟含有不同量的重碳，研究人員可以在樣本中區(qū)分它們。這樣，他們就能“讀出”當(dāng)時哪種植物最占優(yōu)勢。
“在直立人從非洲遷移的時候，我們在樣本中發(fā)現(xiàn)了比過去450萬年中任何其他潮濕時期都多的C3 。她說:“這表明，更濕潤的氣候使部分地區(qū)從沙漠變成了草原和稀樹草原。
三種類型的光合作用
在植物界，廣義地說，有三種不同的方式進(jìn)行光合作用。有C3和C4的植物，還有第三種，叫做CAM植物。
大約90%的工廠是C3工廠，6%是CAM工廠，只有3%到4%是C4工廠。然而，在非洲并非如此，那里的大草原上C4植物的比例要大得多。
當(dāng)空氣和土壤中的水分有限時，植物之間的差異是由于它們不同的應(yīng)對策略。
當(dāng)天氣變得太干燥時，C3植物會關(guān)閉葉子上的小氣孔，它們用這些氣孔來吸收二氧化碳。隨著孔洞的關(guān)閉，植物無法進(jìn)行光合作用，并開始燃燒其碳儲備，同時呼出水和二氧化碳。如果這種情況持續(xù)太久，植物就會死亡。
另一方面，C4植物即使在干旱的時候也能進(jìn)行光合作用。盡管它們的氣孔關(guān)閉，但它們繼續(xù)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為能量。它們可以借助有四個碳原子的分子來做到這一點，這種植物就是以這種分子命名的。CAM工廠使用第三種方法，可以應(yīng)付更干燥的地區(qū) 。
小麥、燕麥、水稻和向日葵是C3植物的例子。已知的C4植物有玉米、甘蔗和莧菜，而多肉植物、仙人掌和菠蘿是CAM植物。
210萬年前最綠
由于地球繞太陽軌道的微小變化，非洲的綠色期就像北緯地區(qū)的冰河時期一樣出現(xiàn) 。地質(zhì)學(xué)家稱這些變化為米蘭科維奇周期。
雷切爾·盧皮恩解釋說，當(dāng)撒哈拉獲得更多降水時，尤其是這兩種變化起著重要作用。
“地球在圍繞太陽的軌道上有點搖晃。她說:“正是這種抖動造成了每21000年一次的氣候波動，并導(dǎo)致了非洲的潮濕期。” 。“波動的另一個原因是地球圍繞太陽的軌道有多圓。在某些時期，軌道更橢圓，而在其他時期，軌道更圓。這導(dǎo)致了大約10萬到40萬年之間的波動。”
大約210萬年前，撒哈拉沙漠是最綠的。在這里，幾個周期很有可能同時創(chuàng)造了這樣一個環(huán)境。這與直立人遷移的時間相吻合。她總結(jié)道，因此氣候很可能促進(jìn)了這種遷移。