布朗大学研究人员领导的一项研究发现，350万至250万年前，北非的降雨模式基本保持一致。这一时期标志着地球气候的重大转变，北半球气温下降，格陵兰岛等地区永久被冰雪覆盖。

这项发表在《科学进展》杂志上的研究结果挑战了长期以来认为北非在此期间显著干旱的观点。这一观点与化石记录中第一个已知的人属物种的出现有关，这进一步推翻了干旱可能影响早期人类进化的理论。

与早期研究相比，本研究通过分析陆地植物产生的叶蜡，采用了更直接的降雨指标，并得出了不同的结论。

“植物在夏季生长季节会产生这些蜡质，因此它们可以作为夏季降雨的直接信号，”布莱斯·米苏纳加（Bryce Mitsunaga）说道。他在布朗大学地球、环境与行星科学系攻读博士学位期间领导了这项研究，现在是哈佛大学的博士后研究员。“我们发现，即使在气温和冰川作用发生这些较大变化的时候，降水周期也没有发生太大变化。”

北非干旱的早期证据来自在西非海岸采集的海洋沉积物岩心中所发现的尘埃沉积物。这些沉积物含有微生物化石、植物物质和其他有助于科学家重建过去气候条件的标记物。研究人员在距今350万至250万年前的上新世-更新世过渡期样本中观察到大陆尘埃的急剧增加。尘埃的增加被解读为沙漠扩张的迹象，很可能是由于夏季季风减弱造成的。

在这项新研究中，研究人员仔细检查了保存在先前用于追踪尘埃的沉积物岩芯中的叶蜡。叶蜡携带着植物吸收水分的同位素特征，这反映了降雨量。雨水中既含有轻氢（没有中子），也含有重氢（有一个中子）。较重的氢往往在降雨过程中首先落下。因此，轻氢比例较高的叶蜡预示着降雨持续时间更长或更频繁。

叶蜡分析显示，上新世-更新世边界处没有明显的干燥趋势。边界两侧的夏季降雨模式基本保持稳定，这表明非洲的降雨模式基本未受到当时全球气候变化（北半球冰川作用加剧和气温下降）的影响。

研究表明，先前研究中发现的灰尘可能是由降雨变化以外的其他因素引起的——可能是风向或强度的变化。

研究人员表示，这些发现对于理解过去和未来的气候具有一系列意义。

人们认为上新世-更新世边界的二氧化碳水平与今天相似，尽管方向相反（今天增加，当时减少）。

Mitsunaga 表示：“如果我们能够了解全球气候在历史上的那个时期如何影响水循环，那么我们就能预测这个已经缺水地区未来的降雨量。”

布朗大学地球、环境与行星科学系教授、该研究的资深作者吉姆·拉塞尔表示，研究结果对北非气候历史及其对人类进化的影响提出了新的疑问。所谓的非洲干旱事件发生的时间与早期类人猿祖先（包括能人和傍人）的化石记录出现的时间相吻合，这导致人们推测，更干燥的环境可能促使人类适应在新的觅食环境中直立行走。但由于上新世-更新世交界线缺乏干旱趋势，使得这一推测更加复杂。

拉塞尔说：“这需要进行新的研究来确定非洲气候和环境何时以及为何转变为更加干燥的状态，并提出新的理论来了解我们的祖先。”

编译自/scitechdaily