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对过去中东气候的研究将干旱和帝国联系起来

Neor Lake
Neor湖 Neor湖岸周围泥炭沼泽上的取芯设备。这个湖是一个季节性的水体,形成于伊朗西北部Talesh (Alborz)山脉背风侧的构造洼地上。©Arash Sharifi/RSMAS
Coring
取心 Ali Pourmand(前)和他的同事从伊朗西北部靠近Neor湖的泥炭沼泽中恢复了一个沉积物核心。©Arash Sharifi/RSMAS

气候变化和中东地缘政治经常出现在新闻中。威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所教授伊丽莎白·卡努埃尔(Elizabeth Canuel)及其美国和伊朗的同事最近进行了一项研究,将这些话题追溯到人类文明的黎明,表明早在4200年前,干旱与新月沃土帝国的衰落之间存在联系。

这项发表在《第四纪科学评论》上的研究使用了从伊朗西北部收集的沉积物岩心中提取的化学和地质示踪剂,重建了该地区自1.3万年前最后一个冰河时代结束以来的高分辨率降水历史。该研究的主要作者是迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋与大气科学学院(RSMAS)的Arash Sharifi。

Canuel的佳博体育研究了三个7.5米长的岩心中有机碳含量的变化,这些岩心是从底格里斯河和幼发拉底河源头附近的泥炭沼泽中回收的。较高的碳浓度反映了潮湿时期沼泽植物的丰富生长,而较低的碳浓度反映了干燥条件和泥炭积累的减少。

Climate variability during the past 5000 years as told by the Neor Lake sediment core. The vertical orange bands denote dry and dusty periods, which correlate with historical records of drought and famine (brown and black horizontal bars respectively) and transitions between ruling dynasties (gray arrows). © Arash SharifiSharifi和研究小组的其他成员确定了岩心的年代,并分析了与风吹尘埃有关的元素浓度的变化。团队成员来自南加州大学的佳博体育;加州大学欧文分校;法国马赛地中海海洋和陆地生物多样性与生态研究所;以及位于德黑兰的伊朗国家海洋学和大气科学研究所。

加在一起,Canuel说,核心数据指出了自上一个冰河时期以来中东地区的八次主要干旱。与历史和考古证据的比较表明,在过去5000年里,该地区几个主要文明的转变与干旱条件相吻合。

最值得注意的是,这项研究证实了一项早期研究的证据,即4200年前阿卡德帝国的衰落与阿拉伯海的风吹沙尘输入异常高的时期相吻合。阿卡德有时被认为是历史上第一个帝国。阿卡德沦陷后,阿卡德人最终合并为亚述和巴比伦国。

伊朗泥炭核心的尘埃层也与3955年前的乌尔三世帝国、2800年前的埃兰帝国和2500年前的米底帝国的灭亡相吻合,以及大约2280年前的阿契美尼德王朝、1730年前的帕拉斯王朝、1300年前的萨珊王朝和950年前的萨法维王朝的灭亡。

Canuel说:“我们的研究表明,气候的自然变化对过去的文明和社会产生了重要影响。”“因此,我们需要仔细考虑人为气候变化带来的一些意想不到和意想不到的后果,比如世界上最敏感、最容易受到气候变化影响的地区的紧张局势加剧和政治不稳定。”

其中一个地区是中东,在那里,区域模型预测气候变化将导致更高的温度和更频繁的干旱。Canuel说:“水资源短缺是,并将继续是该地区的一个重要问题。”“虽然叙利亚最近的冲突有很多原因,但有些人认为,2006年至2011年期间的长期干旱和缺水导致该地区的不稳定,因为人们从农村和农业地区迁移到城市地区。”

在水中出生

具有讽刺意味的是,引发中东干旱研究的事件根源于一场史无前例的洪水——2005年卡特里娜飓风过后,新奥尔良被洪水淹没。

“卡特里娜飓风之后,”Canuel说,“我联系了我在杜兰大学的几个同事,并在我的佳博体育里为他们或他们的学生提供庇护。”其中一名学生是Ali Pourmand,他构思了伊朗核心项目。

VIMS professor Elizabeth Canuel inspects a sediment core.“在写论文的过程中,阿里花了很长时间在我的佳博体育里,”卡努埃尔说,“这段经历让他相信,交叉训练学生在古研究中结合使用有机和无机代用物的价值。在他开始担任RSMAS助理教授后不久,我们就开始了与伊朗的合作。”

伊朗核心论文的第一作者Arash Sharifi是Pourmand佳博体育的博士生。“Arash已经访问了我在VIMS的佳博体育两次,”Canuel说,“并与我的研究团队密切合作,学习如何进行有机分析。我的技术员Erin Ferer-Tyler和研究生们在培训Arash和进行分析方面发挥了重要作用,我的整个项目从Arash的长期访问中受益,无论是科学上还是文化上。”

Pourmand说,这项核心研究“是第一个来自西亚内陆的此类研究,其分辨率和多代理方法是独一无二的。”

沙里菲补充说:“[这些核心]的高分辨率性质为我们提供了难得的机会来研究气候突变对早期人类社会的影响。我们看到,现有的历史和考古记录证明,该地区几个主要文明的转变与高大气尘埃的事件相吻合;过去5000年来,该地区的干燥条件导致了更高的沙尘通量。”