一般认为撒哈拉沙漠的形成时代不会早于第四纪(～2-3 Myr以前)。大量的地质记录显示第四纪冰期开始的时候撒哈拉出现了显著的干旱。撒哈拉的干旱程度主要受非洲夏季风的影响。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。上述的这些证据,致使撒哈拉沙漠的形成时代不早于第四纪观点的形成。然而,大约7 Ma沙丘沉积的发现,指示撒哈拉沙漠的形成时代可能更早；但是,这一证据却被广泛质疑,并且也没有明确的机制来解释这一时期撒哈拉沙漠的形成原因。这里,我们用气候模式揭示,晚中新世托尔顿阶(Tortonian,大约11-7Ma)是北非干旱加剧撒哈拉沙漠形成的关键时段。利用挪威地球系统模式(NorESM-L)和公用大气模式(CAM),通过一系列的模拟,我们揭示出,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内形成。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。这些重要的气候变化有可能导致晚中斯世亚洲和非洲的植物和动物区的显著改变,也有可能和北非早期人类的出现联系在一起。