一、撒哈拉沙漠概述

撒哈拉沙漠(SaharaDesert)，是世界上最大面积的沙漠，也是典型的热带荒漠。它横贯非洲大陆北部10个不同的国家。“撒哈拉”一词，阿拉伯语的原意是“广阔的不毛之地”，后来转意为大荒漠。撒哈拉沙漠西濒大西洋，北临阿特拉斯山脉和地中海，东为红海，南为萨赫勒一个半沙漠草原的过渡区。

它东西长达公里,南北宽约公里,总面积约9,,平方公里，略小于中国陆地的面积，约占非洲总面积撒哈拉大沙漠32%。跟其它沙漠一样，撒哈拉沙漠每年平均降雨量不足22毫米，它是自然条件最为严酷的沙漠。

撒哈拉沙漠的地理位置图（据互联网资料）

撒哈拉沙漠地处副热带高压带，气候炎热干燥。撒哈拉沙漠水源贫乏，植物稀少，地势平缓，平均海拔高度约米左右，中部有三大高原和海拔米的最高峰库西山。高原上布满了在过去潮湿气候时期流水形成的干河谷。高原外围是大片岩漠和砾漠，再向外是沙海，沙漠里点缀着寥若晨星的绿洲。

这里的气温年变化和日变化都达到15℃～30℃，绝对最高气温达45℃以上，地表温度可达70℃。年降水量除边缘地区外，绝大部分地区不足50毫米，有些地区常年万里晴空，不见滴雨。撒哈拉沙漠风沙盛行，沙暴频繁，尤其春季，是沙暴的高发季节。

北非地区及撒哈拉沙漠卫星遥感图（据百度地图）

撒哈拉沙漠常年处于副热带高压和信风控制下，盛行热带大陆气团，气流下沉，气候干燥而形成（宫素平，）。由两种气候情势所主宰：北部是干旱副热带气候，南部是干旱热带气候。北非位于北回归线两侧，常年受副热带高气压带控制，盛行干热的下沉气流，且非洲大陆南窄北宽，受副热带高压带控制的范围大，干热面积广。北非与亚洲大陆紧邻，东北信风从东部陆地吹来，不易形成降水，使北非更加干燥。北非海岸线平直，东侧有埃塞俄比亚高原，对湿润气流起阻挡作用，使广大内陆地区受不到海洋的影响。北非西岸有加那利寒流经过，对西部沿海地区起到降温减湿作用，使沙漠逼近西海岸。

年，阿尔及利亚塔西利岩画作为文化与自然遗产，被列入世界遗产名录。其15多幅绘画和雕塑作品，记录了公元前至公元初几个世纪撒哈拉沙漠边缘地区的气候变化、动物迁徙和人类生活进化。按照对非洲史前时代的分期，可以将不同风格的岩画分成了狩猎时期、饲养牲畜时期、牧人时期、骆驼时期（人民网，）。

二、撒哈拉沙漠的地貌特征

撒哈拉沙漠分为几部分：西撒哈拉；中部高原山地(包括位于阿尔及利亚的阿哈加尔高原，位于尼日尔的艾尔高原和位于乍得的提贝斯提高原)；东部是最为荒凉的区域，为特内雷沙漠和利比亚沙漠。撒哈拉沙漠的最高点为位于提贝斯提高原中的库西山，海拔为米。

撒哈拉沙漠主要的地形特色包括：浅而季节性泛滥的盆地和大绿洲洼地，高地多石，山脉陡峭，以及遍布沙滩、沙丘和沙海。北非地形单一，地势平坦，起伏不大，气候单一，形成大面积的沙漠地区。

撒哈拉沙漠地貌高程图（据互联网资料）

撒哈拉沙漠地貌高程图（左图）及盆地分布图（右图）（据互联网资料）

撒哈拉沙漠周围的水系

撒哈拉沙漠的沙丘储有相当数量的雨水，沙漠中的各处陡崖有渗水和泉水出现。有多条河源自撒哈拉沙漠外，为沙漠内提供了地面水和地下水，并吸收其水系网放出来的水。

尼罗河的主要支流在撒哈拉沙漠汇集，河流沿著沙漠东边缘向北流入地中海；有几条河流入撒哈拉沙漠南面的查德湖，还有相当数量的水继续流往东北方向重新灌满该地区的蓄水层；尼日河水在几内亚的富塔贾隆地区上涨，流经撒哈拉沙漠西南部然后向南流入海。

非洲大陆的水系图（左图）及降水量分布图（右图）（据互联网资料）

从阿特拉斯山脉和利比亚、突尼斯、阿尔及利亚以及摩洛哥的沿海高地流入的溪流和乾河床(季节性溪流)提供了额外的水量。与提贝提斯山脉相关的乾河床、湖泊、池塘组成的综合网络，以及塔西利-恩-阿耶(Tassili-n-Ajjer)和阿哈加尔山脉的类似网络，如塔曼拉基特(Tamanrasset)河。

撒哈拉之眼卫星遥感图（理查德地质穹窿构造）（据互联网资料）

三、历史上的撒哈拉沙漠

近三四万年以来，撒哈拉地区的气候经历了几次明显的干燥期和湿润期的交替变化。在距今4万年至2万年以前，这里处于湿润气候时期。此时，降水量较大，地面蒸发量较小，植物茂盛，河流纵横，湖泊成群，洪水经常泛滥。至距今2万年至1万年以前，这里气候变为干燥，降水量减少，地面蒸发量增大，植物稀少，河流断水成为干河谷，湖泊缩小甚至干涸或盐化为咸水湖，风沙频繁，沙漠范围大大扩展。在这干燥期以后，这里的气候又趋向湿润。至公元前年前后，撒哈拉地区已变为高温潮湿气候。这时，雨量丰沛，草木繁茂，湖河充盈，水域面积达到最大，原来的沙漠面积大为缩小。

公元前年以后，撒哈拉地区气候又趋向干燥，茂盛的森林逐渐转化为草原，成为黄牛、绵羊、羚羊、长颈鹿等动物的乐园。河马、水牛等动物绝迹，捕鱼业也不复存在。公元前2年以后，气候干燥程度加剧，只有公元前年和公元年前后有过两次短暂的雨水稍多时期。由于气候长期干燥，导致河流断流，湖泊变小、干涸或消失，植被枯萎退化，由草原变为沙漠，许多草原动物被迫退出撒哈拉的历史舞台。

在撒哈拉沙漠之下存在古老河流系统以及动植物的痕迹，这是撒哈拉曾是一片绿洲的证据。撒哈拉沙漠在“非洲湿润期”还是一片绿洲，由于季风，那时的非洲西部比今天更为湿润。直到金字塔时期(4.5kaBP),撒哈拉还不像现在这样是极端干旱的瀚海,而是真正的陆地与湖泊。通过对软体动物的壳、硅藻、湖泊沉积和水生大型动物的骨骼分析表明,那时有永久性的淡水。许多壮丽的岩画，说明当时的生态与现在完全不同,被称为绿色的撒哈拉（王绍武，）。

湿润时期大约开始于12万年以前，当时有宽阔的河流穿过撒哈拉大地，为人类提供了适宜的迁移通道（MichaelBalter，）。现在被掩埋的河道曾经是奔腾的河流，河水来自提贝斯提山脉一直流到地中海。哈拉走廊（利比亚）也可能曾经是人类祖先离开非洲大陆东部，移居欧亚大陆所经过的路径之一（美国国家地理，）。

卫星遥感解译研究表明（USGS，），全新世巨型乍得湖兴盛的时候，风从东北方向吹来，推动水流将沙子和沉积物推向西南方向。乍得湖仍然坐落在它古老的阴影里，但是仅仅用了几百年的时间，它就缩小到了现在的平方公里。

撒哈拉沙漠东北部，在12aBP前出现了代表湿润气候记录的湖相沉积；全新世以来，在－aBP，形成了大面积的连续后，并在－aBP．达到鼎盛时期在6aBP－aBP前，湖泊化进入波动期，反映该时期气候环境周期性的变化，并具有年的准周期，撒哈沙漠东北全新世湿润时期（张虎才，）。

推测的历史上的撒哈拉（湿润期巨型古湖的恢复图）

（公元前7-3年）（据互联网资料）

公元前7年至3年之间，撒哈拉并非为现今的沙漠，这里当时为草原，点缀着一些浅湖。古人类利用这里的水路穿越非洲。它历史记录保留有岩石艺术品和干涸河床。

撒哈拉沙漠的古湖分布图（据互联网资料）

撒哈拉沙漠的古湖分布图（据互联网资料）

四、撒哈拉沙漠的地质特征

非洲大陆的地貌高程图（左图）（据互联网资料）

白垩纪陆内断裂构造分布图（右图）（Pérez-Díazetal.,）

BT贝努埃槽、CARS中非剪切带、EARS东非裂谷系、NBT北贝努埃槽、WARS西非裂谷系、粗断续为调节带

非洲北部区域构造图（Yshellnuttetal.,）

展示中生代的裂谷盆地及二叠纪岩浆活动

海西期不整合面之下的撒哈拉和阿拉伯区域的地质简图

(deLamotteetal.，)

A.冈瓦纳超大陆构造裂解，非洲大陆向北漂移(Pokornyetal.，)

B.非洲新近纪的主要气候事件(Senutetal.，)

左图：新近纪早期中非比北非更干旱，刚果盆地为沙漠半干旱地区。非洲西南部的沙漠化，始于中新世中期，逐渐向东和向北发展，随着撒哈拉沙漠形成而终结。与此相反的是，中非由于地面沉降和东非抬升，变成了热带气候

右图：非洲地区现代植被带分布示意图，显示主要沙漠和雨林避难所分布情况(如，东弧山/几内亚-刚果地区，后者分裂成较小避难所(EasternArcMountains/Guineo-Congolianregion)。兰德植物谱系占据了北非撒哈拉沙漠或热带雨林的边缘地区，很少出现在北非撒哈拉的山区(例如，Tibesti和Hoggar地块)(Pokornyetal.，)

五、撒哈拉沙漠的形成过程及演化历史

1.撒哈拉沙漠的形成和演化

在过去九百万年中，非洲经历了几个“大潮湿”时期。大约16,至6年前是这片大陆最近的一次“大潮湿”时期。目前理论认为，地球自转轴的一个20,年“摆动”导致非洲湿润期的消失。从中全新世到今天的气候变化可是由地球轨道和地轴倾斜引起的。大约9年前，地球赤道面的倾斜角度是24.14度，而现在是23.45度。

北非地区古气候带的演化模式图（Zhangetal.,）

晚渐新世(a)、早中新世(b)、晚中新世(c)和现代(d)特提斯古地理与北非古气候示意图。

西特提斯海(WT)，副特提斯海(PT)，原地中海(PM)和阿拉伯半岛(AP)。

阴影区域显示半干旱草原气候(橙色)和干旱沙漠气候(红色)的模拟。黑线显示了夏季(6月至8月)模拟的气候平均热带辐合带(ITCZ)，这是衡量非洲夏季风(ASM)强度的指标。

晚中新世托尔顿阶(大约万年到万年前)，是北非干旱加剧撒哈拉沙漠形成的关键时段。模拟研究表明（Zhangetal.,），在托尔顿阶特提斯海收缩，导致非洲夏季风显著减弱，干旱的沙漠环境在北非大面积形成。这一观点推翻了撒哈拉沙漠形成于第四纪(大约万年以来)的传统观点。在第四纪之前，非洲夏季风的变化表现出明显的岁差周期(大约2万年周期)；在第四纪冰期开始之后，冰期间冰期旋回(大约4万年或10万年周期)开始影响非洲夏季风的强度。特提斯海收缩不仅导致了北非平均气候态的变化，也加强了非洲夏季风对轨道变化的响应，随后成为控制撒哈拉沙漠范围变化的主要因素。

在撒哈拉大沙漠诞生之前，北非曾具有的潮湿、半干旱气候。包括在乍得发现的古代沙丘沉积物等证据表明，干旱的撒哈拉沙漠至少在万年前可能就已存在。由于没有清楚的机制来解释其成因，科学家很少认为今天的沙漠可能真有那么古老。大多数科学家却认为，撒哈拉沙漠形成于二、三百万年前。陆地和海洋证据表明，那个时期的北非经历干旱期，当时北半球开始最近的冰期。

相关模拟考虑了地球公转轨道位置的变化，大气化学成分和陆地与海洋面积比例，在构造力驱动下的气候变化过程。该模型显示，大约万年前，北非的降水减少了一半以上，导致该地区干旱。但这种效应，不能抛开构造作用，去以植被变化、地球倾斜或温室气体浓度离开构造作用来解释（ZhongshiZhangetal.,Nature，）。

大约2.5亿年前，特提斯海的大片水域，分隔北方的劳亚大陆和南方的冈瓦纳大陆。当随着超级大陆不断分裂并飘移，非洲板块与欧亚板块相撞，形成阿尔卑斯-喜马拉雅造山带，特提斯海的大部分被封闭，海盆继续收缩，最终缩小形成地中海。导致非洲干旱化的原因是万到万年前，阿拉伯半岛取代了特提斯海西支。陆地取代海洋，而陆地反射的阳光减少，改变了该地区的降水模式。由此形成沙漠，强化它对地球倾斜变化的敏感性反应。

撒哈拉沙漠形成之前，非洲北部曾是潮湿和半干旱气候。虽然大多数专家认为这片沙漠形成万到万年前，但其确切的形成年龄尚不清楚。有专家认为，沙漠已经至少存在了万年，尽管尚未被证实。这类证据的例子包括，位于乍得的史前沙丘沉积物。

最近模拟研究表明，大约七百万年前，撒哈拉沙漠的降水量至少减少了50%。降水的减少是由构造作用造成的，仅以植被覆盖率的变化，不能解释降水量的减少。撒哈拉沙漠的形成大约始于两亿五千万年前。随着板块不断地相互远离，特提斯海不断缩小，最终消失成为地中海，沙漠正式开始形成。为北非带来大部分水分的特提斯海西部开始闭合。最终，这一海域的所有水体，都被陆地取代，形成沙漠(FerdinandBada,)。

2.撒哈拉与古人类迁徙通道

古气候和地貌模拟研究表明（Coulthardetal.,），大约在10万年前，撒哈拉沙漠曾经处于向北流动的三大水系的纵横交错之中，为人类向欧洲和亚洲的第一次迁徙创造了可能。在距今最近的两次冰河时代之间——具体时间大约在距今13万年至10万年前，与现在相比，非洲季风能够到达更北部1公里之外的地方，季风所带来的暴雨可以滋润撒哈拉沙漠南部的山脉。这些河流可以在沙漠中创造植被繁茂的“绿色走廊”和大片水域。早期现代人类就可以经此迁移到北部地区和其他大陆（杨济华，）。在撒哈拉大沙漠之下，古老河流使得非洲大陆形成了“绿色通道”，早期人类从撒哈拉大沙漠以南开始走出非洲，沿着河流进入广阔富饶的地中海。

撒哈拉地区的伊尔哈哈河（Irharhar）、萨哈比河（Sahabi）和库夫拉河（Kufrah）水系分布图（Coulthardetal.，）

绿点表示该地区考古遗址的位置

更新世的前后，撒哈拉当时并未很干燥，而是广阔的河流冲积平原。撒哈拉沙漠的历史非常悠久，万年前就已经形成。冰河时期的撒哈拉沙漠还不是一个大沙漠，那时候在撒哈拉沙漠有水有高原，也有植被，还生活着鳄鱼这类动物，与此同时，在撒哈拉沙漠还发现过恐龙的化石，但是公元前3年后，撒哈拉沙漠已经没有什么植被存在了，变成了一望无垠的茫茫大沙漠。

越来越多的证据表明，撒哈拉以南非洲，处于人类进化的中心，因此，认识“走出非洲”的迁徙路线，越来越重要。许多人认为，撒哈拉沙漠被是古人类迁徙路线的巨大障碍，尼罗河走廊路线被认为是穿越它的通道。

新的研究表明，撒哈拉沙漠并不是有效的道理屏障，历史上的湿润气候期，动物和人类是曾经在这里定居。对撒哈拉动物地理学的分析表明，更多的动物曾经通过这条路线迁徙，而不是经过尼罗河走廊。此外，这些动物物种中有许多是水生动物。全新世湿润时期，这种迁徙是可能实现的，这里曾经有一系列相互连接的湖泊、河流和内陆三角洲，包括相互连接的大型水道，使水体和动物可以进入或穿过撒哈拉沙漠，促进了动物迁徙。

这个迁徙体系在全新世早期尚是活跃的，当时许多物种可能占领了整个撒哈拉沙漠。然而，由于水文联系薄弱，需要深水的物种，未能到达北部地区。人类的迁徙受到了这种道理分布的影响；尼罗-撒哈拉语的类人用带倒刺的骨尖捕猎水生动物，并占据了撒哈拉南部。而使用弓箭捕猎草原动物的古人类，则向非洲南部迁徙。湖泊沉积物年代测定表明，“绿色撒哈拉”也存在于最后一次间冰期(约ka)，并提供了绿色走廊，成为现代人类离开非洲时的迁徙路线(Drakeetal.，)。

撒哈拉地区的晚更新世-早全新世古水文地理图（约11-8ka前）（Drakeetal.,）

（毫米等雨量线划定了目前撒哈拉沙漠的范围）

左图说明：穿越撒哈拉走廊的大型湖泊集水区（A-D表示），撒哈拉内陆水道的河流集水区，连接许多大型湖盆(E-I表示)：(A)Megachad湖，(B)Megafezzan湖，(C)Ahnet-Mouydir大湖，(D)Chotts盆地，(E)塞内加尔河，(F)尼罗河，(G)萨哈比河，(H)库夫拉河和(I)尼日尔河。

右图说明：数据显示冲积扇的位置、构造和湖泊流域之间的联系。(1)尼罗河流域/乍得盆地,(2)乍得盆地/尼日尔盆地,(3)尼日尔盆地/塞内加尔盆地,(4)尼日尔盆地西部阿哈加尔山脉,(5)西阿哈加尔山/Ahnet-Mouydir盆地，(6)Ahnet-Mouydir盆地、Chotts盆地，(7)Chotts盆地/Fezzan盆地(8)Fezzan盆地/SerirTibesti、(9)SerirTibesti/Kufra盆地。

利比亚西南部的费赞地区（Fezzan），位于撒哈拉沙漠腹地，在公元前年到公元年之间，估计有10万人在这里耕种和繁衍，那里一年中的雨量不到1英寸，而且有许多年则完全没有下过雨。费赞可能是近代人类长期以来迁徙走廊之一，由此到达地中海沿岸，并从那里穿过西奈（查尔斯·邦德，，国家地理）。

晚更新世-早全新世古水文地理图（约11-8ka前）（Drakeetal.,）

中新世中期古地理图（据互联网资料）

新近纪中新世全球的古气候环境恢复图（

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