Maley, Jean

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C. R. Acad. Sc. Paris, t. 283 (13 septembre 1976) vz i, Série D - 337 
PALÉOCLIMATOLOGIE. - Essai sur le rôle de la zone tropicale ddns les 
changements climatiques; ,l’exemple afiicaiiz ( I ) .  Note (*) de M. Jean Maley, présentée 
par M. Théodore Monod: 
Vers la fin du PlBistockne, tre 24 O00 et 22 500 ans, 1’8nergie solaire reçue par le Globe commence 
à augmenter. Le réchauffement ainsi produit se manifeste dès ce’moment aux basses latitudes créant 
un fort gradient thermique entre les pôles et I’équateur, entraînant des échanges méridiens 
intenses. Ainsi, l’air humide tropical a pu favoriser la croissance rapide des inlandsis. 
Vers la fin du Pléistocène supérieur deux phases lacustres différentes sont mises en évi- - 
dence au Sahara central et méridional par la stratigraphie, les datations absolues et la 
paléoécologie. La première phase est assez bien individualisée dans le bassin du Tchad ( 2 ) ,  
elle débute un peu avant 30000 ans B.P. et se termine vers 25000 ans. Cette phase est 
aussi présente en Afar (’). La seconde phase, datée de 24 O00 & I O00 à 20 O00 & I O00 ans 
a été reconnue à travers le Sahara (Mauritanie, Sahara algérien, Ténéré, Tchad, Nubie 
et Afar); durant cette période le Nil saharien atteint. ses plus hauts niveaux pour le Quater- 
naire récent. Une phase sédimentaire de même âge existe au sud du Cameroun (6” 30!1N) 
ainsi qu’au lac Nakuru dans l’Est Africain. 
L’analyse pollinique de plusieurs sédiments du centre du Tchad (vers 15” N) appartenant 
à ces deux phaseslpermet de préciser les conditions écologiques de leur dépôt. Les sédiments 
, actuels et holocènes du Tchad comportent en très grande majorité des pollens de taxons 
tropicaux et en pourcentages très faibles des pollens de taxons vivant au Sahara centräl-et 
septentrional (Clément saharo-sindien). Par contre, les sédiments de la première phase 
comportent en grande majorité des pollens de taxons appartenant à l’Clément saharo- 
sindien ainsi que de nombreux pollens de* Cupressaceae, famille ayant actuellement une 
grande extension en zone méditerranéenne. Ceci pourrait s’interpréter par, un climat 
nettement plus frais que I’actuel$et de type,méditerranéen, au moins pour le Sahara septen- 
frional. Les sédiments de la sSconde phase comportent les ,mêmes types polliniques, mais le 
fait essentiel ,est I’apparjtion de pollens, de plantes tro.picales. On pelpt donc provisoirement 
conclure que cette phase voit la réapparition des conditions tropicales au Tchad, dans un 
environnement toujours frais et avec encore des pluies hivernales sur le Sahara septen- 
trional. Cette hypothèse est renforcée par la réapparition de diatomées t 
de cette m&me phase dans l’Afar (3). 
Aussitôt après, dans le bassin du Tchad et probablement dans la majeure partie dú 
Sahara, intervient une importante période aride. L’aridité est alors générale en zone 
tropicale et dans une moindre mesure en zone méditerranéenne, En Afrique elle se termine 
entre 12 O00 et 13 O00 ans. Cependant cette aridité n’est effective qu’en plaine. En altitude, 
aussi bien en zone tropicale.. (Tibesti, Hoggar, nord-ouest de I’Ethiopie, Mont Kénya, 
Ruwenzori, Kilimanjaro, etc.) qu’en zone méditerranéenne (“), il est possible de trouver 
des dépôts glaciaires ou lacustres ou fluviatiles. 
En Europe comme en Amérique du Nord, l’avancée glaciaire maximale s’est située entre 
18 O00 et 20 O00 ans; ensuite jusque vers 15 O00 ans les inlandsis restèrent en équilibre 
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avancée des glaciers (Glaciation récente de Valdai) s’est faite à partir de 24000 ans. En 
4 O00 ans la glaciation était à son maximum pour décroître ensuite et disparaître complè- 
tement vers 10 O00 ans. Le développement des glaciers dans les Alpes s’est fait aussi suivant 
le même schéma chronologique. 3 
Lamajorité des auteurs admet que la variation deda radiation solaire reçue par le Globe 
est la cause principale des changements climatiques. Cette (variation semble causée en 
premier lieu par les facteurs astronomiques. Lorsqu’on examine les courbes de sa variation 
aux principales latitudes, on constate que les extensions glaciaires ne correspondent pas 
toujours avec les périodes de baisse relative de cette radiation. Par exemple la dernière 
grande extension glaciaire débute il y a 24 O00 & 1 O00 ans (datation I4C); la diminution 
de la baisse de la radiation solaire puis le début de son augmentation à toutes Ies latitudes 
de l’hémisphère Nord se situe entre 24 O00 et 22 500 ans (datations astronomiques). Malgré 
l’absence de repères chronologiques communs, il est‘ probable que les deux phénomènes 
sont liés. En effet, il apparaît bien que le facteur limitaht les extensions glaciaires n’est 
pas la température de’l’air. Par exemple depuis 40 O00 ans (clomaine du I4C), les périodes 
de fortes extensions glaciaires semblent plutôt correspondre à‘des périodes de réchauffement 
(par exemple celle centrée vers 36 OOO‘ans), qu’a des périodes de refroidissement. On doit 
en’ conclure’ que c’est l’absence ou la faible disponibilité d’air humide qui bloquait le 
développement des inlandsis‘et des glaciers. En effet on peut penser qu’une baisse de la 
radiation‘ solaire entraînerait celle des températures, mais aussi un ralentissement de la 
circulation atmosphérique d’oh une diminution des précipitations. Tout change à partir 
de 24 OOQ & 1 O00 ans : la tendance au réchauffement à toutes les latitudes crée un gradient 
thermique entre les pôles ’et les tropiques qui va aller en s’amplifiant, provoquant une 
accélération des échanges méridiens (chaleur latente et chaleur sensible). Les différents 
faits .exposés ici peuvent s’expliquer en suivant le schéma de circulation présenté par 
H. H: Lamb (’) montrant qu’au début d’une glaciation la croissance rapide des inlandsis 
est due à une arrivée massive, d’air tropical. ,! 
‘Par contie, après un interglaciaire tempéré, une’ période de baisse de la radiation solaire, 
entraîne, ‘du fait en particulier du volant thermique des océans, un refroidissement beau- 
coup plus iharqug des latitudes élevées, particulièrement des zones continentales, que 
des ‘basses’ latitudes. Un nouveau.gradient thermique slinstallerait et suivant le même 
schéma que précédemment. provoquerait un apport d’air humide d’origine tropicale. 
Puis ’inéluctablement, le gradient thermique diminuant par une ”certaine égalisation 
des températures, la circulation atmosphérique ralentirait et les inlandsis, n’étant 
presque plus alimentés, régresseraient. .Le’ récent (( Petit Age Glaciaire )) est un bon 
exemple de ce début de glaciation. I1 faut remarquer que le lac Tchad atteignit alors un 
très haut niveau (6). 
La réapparition de conditions tropicales à partir de 24 O00 & 1 O00 ans dans Ia partie 
méridionale du Sahara indique donc une réactivation de-la mousson liée au déplacement 
du Front Intertropical (FIT). L’analyse pollinique d’une’ tourbe de la région d’Abidjan 
(Côte-d’Ivoire) datée‘de 23 O00 +; 1 O00 ans (’) a fourni un spectre qui écarte la présence 
de la forêt dense dans ce secteur. Ceci pourrait s’expliquêr par un fort gradient thermique 
pôle Nord-équateur durant l’hiver boréal. R. E. Nebell (*) a montré que plus le gradient 
thermique est grand moins la Zone de Coavergence Intertropicale (ZCIT) remonte vers le 
Nord. On peut donc penser? que le FIT demeurait plusieurs mois en  hiver à une latitude 
très basse, entraînant ainsi une descente prolongée des alizés continentaux froids jusqulà 
1 
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ces latitudes, puisqu’actuellement. ils ne s’y manifestent que faiblement et durant au 
maximum un mois. On peut penser qu’alors c’est leur action prolongée ainsi que celle des 
températures plus basses qui auraient détruit la majeure partie de la forêt dense, Ensuite 
la remontée du FIT vers le Nord pouvait avoir lieu du printemps à l’automne. Une 
partie de l’air humide de la mousson pouvait être repris par la circulation atmosphé- 
rique des moyennes et hautes latitudes et servir à la croissance des glaciers et des 
inlandsis. 
Cette phase climatique si particulière (ou d’autres ’comparables à des périodes ‘plus 
anciennes) pourrait avoir favorisé la dispersion simultanée à travers l’Afrique des flotes 
sèches (9) et des flores montagnardes de moyenne altitude. I 
Ensuite pour la seconde phase (20 O00 & 1 O00 à 13 O00 2 1 O00 ans), on d& imaginer 
une circulation atmosphérique assez différente ‘de l’actuelle, causée par un gradient ther- 
mique très important dans l’hémisphère Nord. Pour la période de glaciation maximale, 
Newel1 donne un gradient de 40°C à 700 mb, avec la ZCIT demeurant toute l’anhée 
dans l’hémisphère Sud (moyenne globale): Du fait de la stabilité des inlandsis jusque 
vers 15 O00 ans, leur albédo élevé (de 0;7 à 0’9) devait maintenir des températures très basses. 
Par contre dans la zone tropicale et aux latitudes moyennes, les diverses*courbes de tempé- 
rature publiées pour les zones continentales, montrent une élévation rapide de la tempé- 
rature. Tout ceci implique une circulation 5 atmosphérique très ‘rapide avec des échanges 
méridiens intenses. 
,Tout un ensemble de faits nous montre qu’alors l’action désertifiante des alizés conti- 
nentaux pouvait s’étendre en Afrique jusqu’au sud de l’équateur, entraînant le déman- 
tèlement de la forêt dense. A cette époque le fleuve Congo avait presque complètement 
cessé de couler (I’”)’ ce qui.implique une disparition de presque toute la forêt actuelle 
du Zaïre. I 
Des études phytogéographiques précises (”) ont montré qu’à une époque éloignée, la 
forêt ne subsistait que sur quelques (( bastions D isolés. On peut penser que ces bastions I 
datent de cette époque aride et que la forêt n’a pu s’y maintenir que grâce 9 leur situation 
géographique à l’abri de ces alizés, comme sur certains massifs montagneux, par exemple 
le secteur camerouno-gabonais. D’autre part, à cette époque, une augmentation importante 
de la pluviosité a été constatée par 20”s et aussi de 100 % par environ 29”s (I2). Tout ceci 
ferait penser à un déplacement de la zone tropicale vers le Sud. Un schéma voisin de circu- 
lation atmosphérique pourrait aussi être appliqué à l’Amérique du Sud car des faits assez 
semblables y ont été observés pour la forêt amazonienne [(I3)>, (‘I)]. 
L’air humide qui se formait dans les ascendances de la ZCIT devait être forcé de gagner 
les latitudes moyennes et hautes en circulant en altitude en suivant peut-être des couloirs 
privilégiés. I1 faut donc concevoir une accélération des cellules de Hadley, avec au niveau 
du sol un puissant alizé froid de secteur nord qui modelait des ergs jusque vers 10°N, 
soit 6” plus au sud qu’actuellement, et en altitude un air humide et relativement plus chaud 
qui provoquait des précipitations sur les montagnes des zones tropicale et méditerranéenne. 
L’aridité en plaine était donc une conséquence de la circulation atmosphérique. 
Actuellement ce type de circulation en altitude existe épisodiquement sur le Sahara. 
Des (( gouttes )) d’air froid y descendent le long de thalwegs creusés dans l’anticyclone 
saharien et sont recouverts ensuite par de l’air humide tropical. Cette situation conduit 
à des perturbations qui se manifestent par des bandes nuageuses diagonales joignant 
’ , 
‘ 
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la ZCIT avec les systèmes nuageux des zones extratropicales, comme par exemple le 
21 septembre 1969 entre Dakar et Leningrad (I"). Ce phénomène est très général sur 
l'ensemble du Globe, comme le montrent les photographies' prises par satellites (I").: ~ 
(*) Séance du 31 mai 1976. 
(I) Remarques et encouragements de M. le Pr H. H. Lamb (in litt. 7-4-76). 
(2) M. SERVANT, Séquences continentales et variations climatiques : Évolution du bassin air Tchad au 
(3) F. GASSE, L'évolution des hcs de I'Afir central (Éthiopie et TFAI) du Plio-Pléistocène à l'Actuel 
(") B. MESSERLI, Geographica Helv., 22, (3), 1967, p. 105-228. 
( 5 )  ,H. H. LAMB et A. WOODROFFE, Quatern. Res., 1, 1970, p. 29-58. 
( 7 )  P.' ASSEMIEN, 'L. MARTIN, J. FILLERON et J. TASTET, Bull. Ass. sénég. ét. Quat. ouest afr., 25, 1970, 
(*) R. E. NEWELL, Nature, 245, 1973, p. 91-92. 
(lo) J. DE PLOEY, Palaeoecology of Africa, 4, 1969, p. 65-68. 
(I1) A. AUBREVILLE, Adansonia, 2, (l), 1962, p. 16-84, * 
(I") E. M. VAN ZINDEREN BAKKER et K. BUTZER, Soil Sc., 116, (3), 1973, p. 236-348. 
(I3) Th. VAN DER HAMMEN, Geologie en Mijnbouw, 51, (6), 1972, p. 641-643. 
(I4) H. FLOHN, BonnerMeteo. Abhand., 1971, 15, 55 p. 
Cénozoïque supérieur (Th.?se, Paris, 1973). 
(Thèse, Paris, 1975). I 
' ( 6 )  $. MALÉY, Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 14, (3), 1973, p. 193-227. 
p. 65-78. 
Th. MONOD, Mitt. Bot. Staatssamml. +ïnchen., 1971, p. 375-423. 
8 
Laboratoire de Palynologie du C.N.R.S., E. R.  25, 
Université des Sciences et Techniqtces di1 Languedoc, 
34060 Montpellier. 
Ofibe de la Recherche Scientifque 
Centre de N'Djaména, 
' et Technique Outre-Mer, 
I Tchad. 
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Essai sur le rôle de la zone tropicale dans les changements climatiques : l'exemple africain

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