Reservoarer i hjärtat av en gammal Maya-stad var så förorenade av kvicksilver och alger att vattnet troligen var odrickbart.

Forskare från University of Cincinnati fann giftiga nivåer av föroreningar i två centrala reservoarer i Tikal, en gammal Maya-stad som går tillbaka till det tredje århundradet f.Kr. i det som nu är norra Guatemala.

UC:s resultat tyder på att torka under 800-talet sannolikt bidrog till avfolkningen och slutligen övergivandet av staden.

"Omvandlingen av Tikals centrala reservoarer från livsuppehållande till sjukdomsframkallande platser skulle både praktiskt och symboliskt ha bidragit till att denna magnifika stad övergavs, ", avslutades studien.

En geokemisk analys fann att två reservoarer närmast stadens palats och tempel innehöll giftiga nivåer av kvicksilver som UC-forskare spårade tillbaka till ett pigment som Maya använde för att pryda byggnader, lergods och andra varor. Under regnstormar, kvicksilver i pigmentet läckte ut i reservoarerna där det under åren lagt sig i lager av sediment.

Men de tidigare invånarna i denna stad, gjort känd för sina höga stentempel och arkitektur, hade gott om dricksvatten från närliggande reservoarer som förblev oförorenade, UC-forskare hittade.

Studien publicerades i tidskriften Nature Vetenskapliga rapporter .

UC:s mångsidiga team bestod av antropologer, geografer, botaniker, biologer och kemister. De undersökte lager av sediment som går tillbaka till 800-talet när Tikal var en blomstrande stad.

Tidigare, UC-forskare fann att jordarna runt Tikal under 800-talet var extremt bördiga och spårade källan till frekventa vulkanutbrott som berikade jorden på Yucatanhalvön.

"Arkeologer och antropologer har försökt ta reda på vad som hände med Maya i 100 år, sa David Lentz, en UC-professor i biologiska vetenskaper och huvudförfattare till studien.

För den senaste studien, UC-forskare tog prov på sediment vid 10 reservoarer i staden och genomförde en analys av forntida DNA som hittades i den skiktade leran av fyra av dem.

Sediment från reservoarerna närmast Tikals centrala tempel och palats visade tecken på giftiga alger som kallas cyanobakterier. Konsumerar detta vatten, särskilt under torka, skulle ha gjort folk sjuka även om vattnet hade kokat, sa Lentz.

"Vi hittade två typer av blågröna alger som producerar giftiga kemikalier. Det dåliga med dessa är att de är resistenta mot kokning. Det gjorde vatten i dessa reservoarer giftigt att dricka, sa Lentz.

UC-forskare sa att det är möjligt men osannolikt använde Maya dessa reservoarer för att dricka, matlagning eller bevattning.

"Vattnet skulle ha sett otäckt ut. Det skulle ha smakat otäckt, sa Kenneth Tankersley, en docent i antropologi vid UC:s högskola för konst och vetenskap. "Det skulle ha varit så här stora algblomningar. Ingen skulle ha velat dricka det vattnet."

Men forskare fann inga bevis för samma föroreningar i sediment från mer avlägsna reservoarer som kallas Perdido och Corriental, som sannolikt gav dricksvatten till stadsborna under 800-talet.

I dag, Tikal är en nationalpark och en UNESCO:s världsarvslista. Forskare tror att en kombination av ekonomisk, politiska och sociala faktorer fick människor att lämna staden och dess närliggande gårdar. Men klimatet spelade utan tvekan en roll, för, sa Lentz.

"De har en långvarig torrperiod. En del av året, det är regnigt och blött. Resten av året, det är riktigt torrt med nästan ingen nederbörd. Så de hade problem med att hitta vatten, sa Lentz.

Medförfattare Trinity Hamilton, nu biträdande professor i biologi vid University of Minnesota, arbetat med analys av forntida DNA från alger som sjönk till reservoarens botten och begravdes av århundraden av ackumulerat sediment.

"Vanligtvis, när vi ser många cyanobakterier i sötvatten, vi tänker på skadliga algblomningar som påverkar vattenkvaliteten, " sa Hamilton.

Att hitta några reservoarer som var förorenade och andra som inte var det tyder på att den forntida Maya använde dem för olika ändamål, Hon sa.

Reservoarer nära templet och palatset skulle troligen ha varit imponerande landmärken, ungefär som den reflekterande poolen på National Mall är idag.

"Det skulle ha varit en magnifik syn att se dessa ljust målade byggnader reflekteras från ytan av dessa reservoarer, " sa medförfattaren Nicholas Dunning, geografichef vid UC:s Konst- och naturvetenskapliga högskola.

"Mayahärskarna överlät sig själva, bland annat, egenskapen att kunna kontrollera vatten. De hade ett speciellt förhållande till regngudarna, " sa Dunning. "Så reservoaren skulle ha varit en ganska potent symbol."

UC:s Tankersley sa att ett populärt pigment som används på gipsväggar och i ceremoniella begravningar härrörde från cinnober, ett rödfärgat mineral som består av kvicksilversulfid som Maya bröt från en närliggande vulkanisk del som kallas Todos Santos-formationen.

En noggrann undersökning av reservoarsedimentet med en teknik som kallas energidispersiv röntgenfluorescensspektrometri fann att kvicksilver inte läckte ut i vattnet från den underliggande berggrunden. Likaså, Tankersley sa, UC uteslöt en annan potentiell kvicksilverkälla - vulkanaska som föll över Centralamerika under de frekventa utbrotten. Frånvaron av kvicksilver i andra närliggande reservoarer där aska skulle ha fallit utesluter vulkaner som boven.

Istället, Tankersley sa, folk var skyldiga.

"Det betyder att kvicksilvret måste vara antropogent, " sa Tankersley.

Med sin klarröda färg, cinnober användes ofta som färg eller pigment i Centralamerika vid den tiden.

"Färg var viktig i den antika Mayavärlden. De använde den i sina väggmålningar. De målade gipsen röd. De använde den vid begravningar och kombinerade den med järnoxid för att få olika nyanser, " sa Tankersley.

"Vi kunde hitta ett mineralfingeravtryck som visade bortom rimligt tvivel att kvicksilvret i vattnet härrörde från cinnober, " han sa.

Tankersley sa att forntida Maya-städer som Tikal fortsätter att fängsla forskare på grund av sin uppfinningsrikedom, samarbete och sofistikering som krävs för att trivas i detta tropiska land av extremer.

"När jag tittar på den gamla Maya, Jag ser ett mycket sofistikerat folk med en mycket rik kultur, " sa Tankersley.

UC:s team planerar att återvända till Yucatanhalvön för att söka fler svar om denna anmärkningsvärda period av mänsklig civilisation.