En 1961, John Kutzbach, luego un recién graduado de la universidad, estaba destinado en Francia como pronosticador del tiempo de aviación para la Fuerza Aérea de los EE. UU. Allí, se encontró explorando las cuevas históricas de Dordoña, incluidas las cuevas prehistóricas pintadas de Lascoux.

Pensando en las personas y los animales antiguos que se habrían reunido en estas cuevas en busca de calor y refugio, se interesó por la glaciología. "Fue interesante para mí, como persona del clima, que la gente viviría tan cerca de una capa de hielo, "dice Kutzbach, profesor emérito de la Universidad de Wisconsin-Madison de ciencias atmosféricas y oceánicas y el Instituto Nelson de Estudios Ambientales.

Kutzbach continuó su carrera estudiando cómo los cambios en los movimientos de la Tierra a través del espacio:la forma de su órbita, su inclinación sobre su eje, su bamboleo y otros factores, incluyendo la capa de hielo y los gases de efecto invernadero, afectar su clima. Muchos años después de deleitarse con el arte rupestre de la Edad de Hielo, hoy está tratando de comprender mejor cómo los cambios en el clima de la Tierra pueden haber influido en la migración humana fuera de África.

En un estudio reciente publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , Kutzbach y un equipo de investigadores rastrean los cambios en el clima y la vegetación en África, Arabia y el Mediterráneo desde 140, 000 años para ayudar a otros a estudiar las influencias que subyacen a la dispersión humana.

El estudio describe un modelo dinámico de clima y vegetación que explica cuándo las regiones de África, áreas del Medio Oriente, y el Mediterráneo eran más húmedos y secos y cómo la composición de las plantas cambiaba a la vez, posiblemente proporcionando corredores de migración a lo largo del tiempo.

"No sabemos realmente por qué la gente se muda, pero si la presencia de más vegetación ayuda, estos son los tiempos que les hubieran resultado ventajosos, "Dice Kutzbach.

El modelo también ilumina las relaciones entre el clima de la Tierra y su órbita, concentraciones de gases de efecto invernadero, y sus capas de hielo.

Por ejemplo, el modelo muestra que alrededor de 125, 000 años atrás, el norte de África y la Península Arábiga experimentaron un aumento de las lluvias monzónicas de verano que llegaron más al norte, lo que provocó el estrechamiento de los desiertos del Sahara y Arabia debido al aumento de los pastizales. Al mismo tiempo, en el Mediterráneo y el Levante (un área que incluye Siria, Líbano, Jordán, Israel y Palestina), Las precipitaciones de la pista de tormentas de invierno también aumentaron.

Estos cambios fueron impulsados ​​por la posición de la Tierra con respecto al sol. El hemisferio norte en ese momento estaba lo más cerca posible del sol durante el verano, y lo más lejos posible durante el invierno. Esto resultó en una cálida, veranos húmedos e inviernos fríos.

"Es como un encuentro de dos manos, ", dice Kutzbach." Hubo lluvias de verano más fuertes en el Sahara y lluvias de invierno más fuertes en el Mediterráneo ".

Dada la naturaleza de los movimientos orbitales de la Tierra, colectivamente llamados ciclos de Milankovitch, la región debe colocarse de esta manera aproximadamente cada 21, 000 años. Cada 10, 000 años más o menos, el hemisferio norte estaría entonces en su punto más alejado del sol durante el verano, y más cercano durante el invierno.

En efecto, el modelo mostró grandes aumentos en las precipitaciones y la vegetación en 125, 000, en 105, 000, y a los 83, 000 años atrás, con las correspondientes disminuciones en 115, 000, a los 95, 000 y a los 73, 000 años atrás, cuando los monzones de verano disminuyeron en magnitud y se mantuvieron más al sur.

Entre aproximadamente 70, 000 y 15, 000 años atrás, La Tierra estaba en un período glacial y el modelo mostró que la presencia de capas de hielo y la reducción de los gases de efecto invernadero aumentaron las tormentas mediterráneas invernales, pero limitaron el retroceso hacia el sur del monzón de verano. La reducción de gases de efecto invernadero también causó enfriamiento cerca del ecuador, dando lugar a un clima más seco allí y una cubierta forestal reducida.

Estos patrones regionales cambiantes de clima y vegetación podrían haber creado gradientes de recursos para los humanos que viven en África, impulsando la migración hacia áreas con más agua y vida vegetal.

Para el estudio, los investigadores, incluidos los colegas de Kutzbach en la UW-Madison, Ian Orland y Feng He, junto con investigadores de la Universidad de Pekín y la Universidad de Arizona, utilizó la versión 3 del Modelo del Sistema Climático Comunitario del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas. Ejecutaron simulaciones que explicaron solo los cambios orbitales, cambios combinados de gases de efecto invernadero y orbitales, y un tercero que combinó esas influencias más la influencia de las capas de hielo.

Fue Kutzbach quien, en las décadas de 1970 y 1980, confirmó que los cambios en la órbita de la Tierra pueden impulsar la fuerza de los monzones de verano en todo el mundo al influir en la cantidad de luz solar, y por lo tanto, cuánto calentamiento llega a una parte determinada del planeta.

Hace cuarenta años, hubo evidencia de fuertes monzones periódicos en África, pero nadie supo por qué Dice Kutzbach. Mostró que los cambios orbitales en la Tierra podrían conducir a veranos más cálidos y, por lo tanto, monzones más fuertes. También leyó sobre los períodos de "reverdecimiento" en el Sahara, Se utiliza a menudo para explicar la migración humana temprana al Medio Oriente típicamente árido.

"Mi trabajo inicial me preparó para pensar en esto, " él dice.

Su trabajo de modelado actual concuerda principalmente con los datos recopilados de cada región, incluyendo evidencia observada de antiguos lechos de lagos, registros de polen, características de la cueva, y sedimentos marinos. Un estudio reciente dirigido por Orland utilizó registros de cuevas en el Levante para mostrar que los monzones de verano llegaron a la región alrededor de 125, Hace 000 años.

"Nos equivocamos en algunas cosas (en el modelo), "dice Kutzbach, por lo que el equipo continúa refinándolo. Por ejemplo, el modelo no se enfría lo suficiente en el sur de Europa durante el período glacial y no todos los cambios en la vegetación coinciden con los datos observados. La potencia informática también ha mejorado desde que ejecutaron el modelo.

"Esta no es la última palabra, "Dice Kutzbach." Los resultados deben analizarse de nuevo con un modelo de resolución aún mayor ".