Det nyassyriska riket, centrerat i norra Irak och sträcker sig från Iran till Egypten – det största imperiet på sin tid – kollapsade efter mer än två århundraden av dominans vid huvudstadens fall, Nineveh, år 612 f.Kr.

Trots en uppsjö av kilskriftsdokumentation och arkeologiska utgrävningar och fältundersökningar, arkeologer och historiker har inte kunnat förklara det abrupta och slutgiltiga i det historiska imperiets kollaps.

Många teorier om kollapsen har lagts fram sedan staden och dess förstörelsenivåer först grävdes ut av arkeologer för 180 år sedan. Men mysteriet om hur två små arméer – babylonierna i söder och mederna i öster – kunde sammanstråla Nineve och fullständigt förstöra vad som då var den största staden i världen, utan någon återockupation, har förblivit olöst.

Ett team av forskare – ledd av Ashish Sinha, California State University, Dominguez Hills, och med hjälp av arkiv- och arkeologiska data från Harvey Weiss, professor i nära österländsk arkeologi och miljöstudier vid Yale – kunde för första gången fastställa den underliggande orsaken till kollapsen. Genom att undersöka nya nederbördsrekord i området, teamet upptäckte en plötslig 60-årig megatorka som försvagade den assyriska staten så att Nineve blev överkörd på tre månader och övergavs för alltid. Forskningen publicerades i Vetenskapliga framsteg den 13 nov.

Assyrien var ett agrarsamhälle som var beroende av säsongsbetonad nederbörd för spannmålsjordbruk. Till dess söder, Babylonierna förlitade sig på bevattningsjordbruk, så deras resurser, regering, och samhället påverkades inte av torkan, förklarar Weiss.

Teamet analyserade stalagmiter - en typ av speleothem som växer upp från ett grottgolv och bildas av avsättning av mineraler från vatten - hämtade från Kuna Ba-grottan i nordöstra Irak. Speleothems kan ge en historia av klimatet genom syre- och uranisotopförhållandena i infiltrerande vatten som bevaras i dess lager. Syre i regnvatten finns i två huvudvarianter:tungt och lätt. Förhållandet mellan tunga och lätta typer av syreisotoper är extremt känsliga för variationer i nederbörd och temperatur. Över tid, uran fångat i speleothems förvandlas till torium, tillåta forskare att datera speleothemavlagringarna.

Weiss och forskargruppen synkroniserade dessa fynd med arkeologiska och kilskriftsregister och kunde dokumentera de första paleoklimatdata för megatorkan som påverkade det assyriska hjärtat vid tiden för imperiets kollaps, när dess mindre torkadrabbade grannar invaderade. Teamets forskning avslöjade också att denna megatorka följde på en period med hög nederbörd som underlättade det assyriska imperiets tidigare tillväxt och expansion.

"Nu har vi en historisk och miljömässig dynamik mellan norr och söder och mellan regnmatat jordbruk och bevattningsmatat jordbruk genom vilken vi kan förstå den historiska processen för hur babylonierna kunde besegra assyrierna, sa Weiss, och tillägger att Assyriens totala kollaps fortfarande beskrivs av historiker som "alla katastrofers moder".

Genom regionens arkeologi och historia, Weiss kunde pussla ihop hur data om megatorka var synkrona med Assyriens upphörande av militära kampanjer på långa avstånd och byggandet av bevattningskanaler som liknade dess södra grannar men begränsade i sin jordbruksomfattning. Andra texter noterade att assyrierna var oroliga för sina allianser med avlägsna platser, samtidigt som man fruktar interna intriger, konstaterar Weiss.

"Detta passar in i ett historiskt mönster som inte bara är strukturerat genom tid och rum, men en tid och ett rum som är fyllt av miljöförändringar, " säger Weiss. "Dessa samhällen upplevde klimatförändringar som var av sådan omfattning att de inte bara kunde anpassa sig till dem, " han lägger till.

Med dessa nya speleothem-rekord, säger Weiss, paleoklimatologer och arkeologer kan nu identifiera miljöförändringar i det globala historiska dokumentet som var okända och otillgängliga för 25 år sedan. "Historien är inte längre tvådimensionell, den historiska scenen är nu tredimensionell, sa Weiss.