Allvarligheten av torkan under Maya-civilisationens undergång för omkring tusen år sedan har kvantifierats, representerar ytterligare ett bevis som kan användas för att lösa det långvariga mysteriet om vad som orsakade undergången för en av den antika världens stora civilisationer.

Forskare från University of Cambridge och University of Florida utvecklade en metod för att mäta de olika isotoper av vatten som fångas i gips, ett mineral som bildas under tider av torka när vattennivån sänks, i sjön Chichancanab på Yucatán-halvön i Mexiko där Maya var baserad.

Baserat på dessa mätningar, forskarna fann att den årliga nederbörden minskade mellan 41 % och 54 % under perioden då Maya-civilisationen kollapsade, med perioder med upp till 70 % nederbördsminskning under förhållanden med hög torka, och att den relativa luftfuktigheten minskade med 2% till 7% jämfört med idag. Resultaten rapporteras i journalen Vetenskap .

"Klimatförändringens roll i kollapsen av den klassiska Maya-civilisationen är något kontroversiell, delvis för att tidigare rekord är begränsade till kvalitativa rekonstruktioner, till exempel om förhållandena var blötare eller torrare, sa Nick Evans, en Ph.D. student vid Cambridges institution för geovetenskaper och tidningens första författare. "Vår studie representerar ett betydande framsteg eftersom den ger statistiskt robusta uppskattningar av nederbörd och fuktighetsnivåer under Maya -fallet."

Maya-civilisationen är indelad i fyra huvudperioder:den förklassiska (2000 f.Kr.–250 e.Kr.), Classic (250 CE–800 CE), terminal Classic (800—1000 CE) och Postclassic (1000 CE—1539 CE). Den klassiska perioden präglades av byggandet av monumental arkitektur, intellektuell och konstnärlig utveckling, och tillväxten av stora stadsstater.

Men under 900-talet det var en stor politisk kollaps i den centrala Maya-regionen:deras berömda kalkstensstäder övergavs och dynastier upphörde. Och medan mayafolket överlevde bortom denna period, deras politiska och ekonomiska makt var uttömd.

Det finns flera teorier om vad som orsakade Maya-civilisationens kollaps, som invasion, krig, miljöförstöring och kollapsande handelsvägar. På 1990-talet dock, forskare kunde sätta ihop klimatrekord för perioden av Maya-kollapsen, och fann att det korrelerade med en längre period av extrem torka.

Professor David Hodell, Direktör för Cambridges Godwin Laboratory for Palaeoklimatforskning och seniorförfattaren till den aktuella artikeln, gav det första fysiska beviset på en korrelation mellan denna period av torka vid sjön Chichancanab och den klassiska Maya-civilisationens undergång i en tidning som publicerades 1995.

Nu, Hodell och hans kollegor har tillämpat en ny metod och uppskattat omfattningen av denna torka. Genom att använda en ny geokemisk metod för att mäta vattnet som är instängt i gips från Chichancanab, forskarna har byggt en komplett modell av hydrologiska förhållanden under den terminala klassiska perioden då Mayan kollapsade.

Forskarna analyserade de olika isotoper av vatten som fångades i gipsets kristallstruktur för att bestämma förändringar i nederbörd och relativ luftfuktighet under Maya-nedgången.

De mätte tre syre- och två väteisotoper för att rekonstruera historien om sjövattnet mellan 800 och 1000 e.Kr. När gips bildas, vattenmolekyler är inkorporerade direkt i dess kristallina struktur, och detta vatten registrerar de olika isotoper som fanns i det gamla sjövattnet vid tiden för dess bildande. "Denna metod är mycket exakt och är nästan som att mäta själva vattnet, sa Evans.

I perioder med torka, mer vatten avdunstar från sjöar som Chichancanab, och eftersom de lättare isotoperna av vatten avdunstar snabbare, vattnet blir tyngre. En högre andel av de tyngre isotoper, såsom syre-18 och väte-2 (deuterium), skulle därför indikera torka. Genom att kartlägga andelen av de olika isotoper som finns i varje lager av gips, forskarna kunde bygga en modell för att uppskatta tidigare förändringar i nederbörd och relativ luftfuktighet under perioden av Maya-kollapsen.

Dessa kvantitativa klimatdata kan användas för att bättre förutsäga hur dessa torkaförhållanden kan ha påverkat jordbruket, inklusive skörden av Mayas basgrödor, som majs.