1Depuis environ 2 millions et demi d’années, le climat de la terre subit une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires, qui suit des cycles déterminés par les changements de l’orbite terrestre¹. Aux latitudes tropicales, les périodes glaciaires² correspondent principalement à des phases sèches, où domine l’activité éolienne responsable d’un important transport de poussières à l’océan. À l’inverse, les phases interglaciaires sont des périodes humides caractérisées par la domination de la circulation de mousson, à l’origine de fortes précipitations estivales. C’est au cours de ces périodes que des lacs se sont largement étendus dans les zones actuellement désertiques d’Afrique³ et d’Arabie tropicales⁴.

Les méthodes d’investigation de l’environnement et du climat du passé

2De nombreuses méthodes sont employées pour retracer les environnements et le climat du passé. Elles sont basées sur l’étude d’archives naturelles, comme les sédiments accumulés au fond des lacs ou des océans, les spéléothèmes (ou stalagmites formées dans les grottes depuis plusieurs centaines de milliers d’années), les dépôts éoliens fossilisés ou encore les cernes des arbres pour les périodes les plus récentes. Ces études relèvent de différentes disciplines comme la géologie sédimentaire, la sédimentologie, la minéralogie, la géochimie ou encore la micro-paléontologie (étude des micro-organismes fossilisés comme les algues, les ostracodes ou les grains de pollen). Depuis les travaux pionniers de McClure en 1976 sur la datation des affleurements lacustres repérés dans le désert du Rub‘ al‑Khālī, un large éventail d’analyses a été mis en œuvre au cours de la dernière décennie, qui ont permis de brosser un portrait relativement détaillé des paléoenvironnements et paléoclimats de l’Arabie du sud.

Le dernier cycle climatique

3Dans les zones désertiques de basse altitude, le secteur des Wahiba Sands au sud-est de l’Oman et le long de la côte ouest du golfe Arabo-Persique⁵, la datation de niveaux de sable éolien a permis d’identifier plusieurs périodes arides au cours desquelles ont été édifiés d’importants massifs dunaires (fig. 25). Celles-ci sont datées de 120 000 à 100 000 ans, de 78 000 à 64 000 ans et de 22 000 à 18 000 ans. Toutes ces périodes arides correspondent à des phases glaciaires ou inter‑stadiaires. S’ajoutent une phase déterminée⁶ au cours de la dernière déglaciation, entre 13 500 et 9100 ans BP, puis une phase récente, postérieure à 6000 ans BP au cours de laquelle l’aridité s’intensifie progressivement pour atteindre son niveau actuel. On retrouve la trace de cette activité éolienne dans les sédiments marins de la mer d’Arabie⁷ : la dénudation des sols provoquée par l’aridité du climat, à laquelle s’ajoute l’augmentation des surfaces continentales dégagées par l’abaissement du niveau marin⁸, fournissent une grande partie du matériel terrigène transporté alors à l’océan lors des périodes glaciaires. C’est en particulier le cas de la dolomite, minéral très abondant dans les niveaux glaciaires de la carotte KL74 prélevée en mer d’Arabie⁹, qui provient des affleurements mésozoïques du nord de l’Arabie et des sebkhas du pourtour du golfe Arabo-Persique.

4À cette échelle de temps, les témoins de périodes humides sont rares en Arabie tropicale. Une première chronologie des épisodes “pluviaux” a néanmoins pu être proposée à partir de l’étude des spéléothèmes de la grotte d’Hoti en Oman : entre 135 et 120 000 ans BP, 82 et 78 000 ans BP, puis au cours de l’Holocène, il y a 10 000 ans¹⁰. Les âges radiocarbones des séries lacustres du Rub‘ al‑Khālī¹¹ indiqueraient en outre une phase humide antérieure à l’Holocène autour de 17,000-30,000 ¹⁴C BP (âges radiocarbones non calibrés). Mais ces âges doivent être confirmés par d’autres indicateurs paléoclimatiques car ils correspondent à la grande phase aride de la dernière période glaciaire.

Fig. 25 – L’évolution du climat dans le Sud de la Péninsule Arabique au cours du dernier cycle climatique.

La dernière transition glaciaire-interglaciaire et l’Holocène

5Au cours de la dernière transition glaciaire-interglaciaire, le climat du globe se réchauffe progressivement. Les résultats des travaux paléoclimatiques menés en mer d’Arabie concourent à montrer que le passage des conditions glaciaires à des conditions interglaciaires a suivi une évolution irrégulière avec, notamment, deux phases d’affaiblissement brutal des flux de poussière à l’océan corrélatives de premières poussées de la mousson indienne d’été à 17 800 et 16 000 BP¹². Quelle que soit l’incertitude liée à ces âges datés au radiocarbone dans une zone fortement soumise à l’influence des upwellings¹³, ils indiquent un démarrage précoce de la mousson indienne par rapport à la mousson atlantique dont le début n’est daté que de 15 500 BP¹⁴. Sur le continent, il semble que la réponse du système hydrologique ait été très tardive : à l’exception de deux âges centrés autour de 17 600 et 13 400 BP, mesurés par McClure sur des sédiments lacustres du Rub‘ al‑Khālī, les premiers indices hydrologiques confirmés tant par les sédiments lacustres du Rub‘ al‑Khālī¹⁵ et du Ramlat as‑Sab‘atayn¹⁶ que par les spéléothèmes d’Oman¹⁷, ne sont pas antérieurs à 12 000 BP, à savoir plus de 5000 ans après les premières manifestations de la mousson indienne d’été repérées dans les enregistrements océaniques.

Les régions désertiques de basse altitude 

6Dans les régions désertiques de basse altitude, la “Période Humide Arabe” n’est pas uniforme. Tant les enregistrements continentaux comme les niveaux de lacs¹⁸ et les spéléothèmes, que les enregistrements marins, sédimentologiques¹⁹ ou micro-paléontologiques²⁰, montrent une grande variabilité du signal climatique. La “Période Humide Arabe”, qui se situe entre 12 000 et 7500 BP, est en effet composée de 4 phases humides distinctes où les abondantes précipitations de la mousson indienne d’été ont provoqué l’extension d’importants lacs d’eau douce. Ces phases lacustres sont séparées les unes des autres par de courtes phases plus sèches, datées à 10 300, 8750 et 7900 ans BP²¹, qui ont entraîné l’assèchement partiel ou total des lacs. Enfin, après 7000 ans BP, plus aucun témoin géologique ne permet d’identifier d’extension lacustre dans le désert arabe. Seuls se trouvent encore enregistrés certains épisodes de crue de rivière, témoignant de précipitations aussi brèves que brutales telles qu’on les connaît encore aujourd’hui. Ils ont laissé d’importantes accumulations de limons dont on retrouve la trace en bordure des wādī en contrebas des plateaux yéménites. Ces limons d’irrigation ont ainsi été datés, comme par exemple dans la région de Timna²², entre 2400 et 2200 ans BP, ou dans celle d’al-Haraja²³, entre 2000 et 1500 ans BP

7Grâce à la présence de nombreux grains de pollen fossilisés dans les sédiments du paléolac d’al‑Hawā au Yémen, il a été possible de reconstituer l’environnement végétal du désert de l’Arabie du sud au cours de la période humide Holocène. Les informations qu’ils ont livrées sont uniques, car il est très rare que les grains de pollen soient conservés dans les sédiments lacustres des environnements désertiques. Les grains de pollen sont émis en grande quantité par les plantes à fleur (les angiospermes) ou à cône (les gymnospermes) et sont bien disséminés dans l’atmosphère. Leurs caractères morphologiques permettent d’identifier les plantes qui les ont émis à un haut niveau taxonomique. De ce fait, les grains de pollen sont des micro-organismes très précieux pour la compréhension des modifications subies par les écosystèmes en réponse au changement climatique. À al‑Hawā, il a ainsi pu être démontré qu’en dépit de la présence de lacs étendus, l’environnement végétal des zones de basse altitude d’Arabie était alors peu différent de l’actuel. Il s’agissait d’un environnement de type steppique, semi-désertique, où les arbres (Acacia, Commiphora) étaient présents, mais peu nombreux²⁴ (fig. 26). L’influence tropicale était toutefois prédominante avec la présence de plantes herbacées en C4²⁵. Ces conditions paléoenvironnementales étaient radicalement différentes dans le désert arabe de celles que l’on observe au cours de la même période au Sahara. Dans ce dernier secteur, les arbres tropicaux en provenance des régions proches de l’Équateur y étaient en effet abondants, au moins en bordure des cours d’eau, probablement sous forme de galeries forestières²⁶.

Les hauts plateaux du Yémen

8Sur les hauts plateaux, de grands lacs étaient également présents au cours de la “Période Humide Arabe” comme en témoignent de nombreux témoins géologiques (sédiments lacustres, horizons organiques)²⁷. Cependant, contrairement aux régions désertiques de basse altitude, les hauts plateaux sont restés très humides jusqu’aux environs de 5000 ans BP, plus de 2000 ans après l’assèchement des lacs du désert du Ramlat as-Sab‘atayn²⁸. Des prospections menées dans les bassins lacustres ont en effet montré au moins deux phases lacustres datées de 7300 et 5000 ans BP à Saada alors qu’aux environs de Radā‘, une phase lacustre prenait fin à 5400 ans BP. Aucune donnée palynologique directe n’a été obtenue à ce jour. Cependant, des grains de pollen retrouvés dans les sédiments du paléolac d’al‑Hawā, qui témoignent d’un transport de longue distance, montrent qu’au maximum de la période humide, les zones d’altitude étaient couvertes d’une végétation forestière contenant Podocarpus, Juniperus, Myrica et Ericaceae. Il n’est toutefois pas possible aujourd’hui, en l’absence de donnée palynologique directe, de préciser la localisation de cette végétation forestière, au Yémen et/ou sur les hauts plateaux éthiopiens, ni son importance dans le paysage. Selon Hepper et Wood²⁹, les forêts à Podocarpus pourraient avoir existé au Yémen mais il n’en reste plus la trace aujourd’hui, alors que des grains de pollen de Juniperus et Ericaceae trouvés dans les sédiments holocènes correspondent à des espèces encore présentes au dessus de 1800 m d’altitude aujourd’hui : Juniperus procera et Erica arborea.

Fig. 26 – Pollen et plantes du désert yéménite.

La fin de la “Période Humide Arabe”

9Tous les enregistrements sédimentaires s’accordent à montrer que la Période Humide Arabe a été de très courte durée. La carotte océanique 905P prélevée au large de la Somalie³⁰ enregistre une première étape vers l’aridification, extrêmement précoce, vers 8500 ans BP, puis une seconde à 6000 ans BP et enfin l’installation définitive des conditions arides aux alentours de 3800 BP. Ces résultats sont conformes à ceux décrits précédemment³¹ qui témoignent d’une diminution régulière des flux de la mousson indienne d’été et d’une aridité croissante après 7000 ans BP. Ils confirment également les données géologiques qui n’indiquent plus aucune extension lacustre après 7000 ans dans les zones désertiques de basse altitude. Dans ce contexte, l’origine des précipitations qui ont permis le maintien des lacs d’altitude plus de 2000 ans après la fin de la “Période Humide Arabe” n’est pas connue avec précision : s’agit-il de précipitations d’été originaires d’une mousson affaiblie qui ne pourrait plus atteindre les zones désertiques de l’intérieur ou de précipitations d’hiver en provenance des dépressions méditerranéennes ? Les dates très récentes obtenues sur les dépôts lacustres du Nafūd³², au nord du tropique, semblent confirmer cette dernière hypothèse³³.