En forskare från Rochester Institute of Technology utvecklade en matematisk metod som visar att klimatförändringar sannolikt orsakade uppkomsten och fallet av en forntida civilisation. I en artikel som nyligen publicerades i tidskriften Kaos:En tvärvetenskaplig tidskrift för icke-linjär vetenskap , Nishant Malik, biträdande professor vid RIT:s School of Mathematical Sciences, beskrev den nya tekniken han utvecklade och visade hur skiftande monsunmönster ledde till att Indus Valley Civilisation gick bort, en civilisation från bronsåldern samtida till Mesopotamien och det antika Egypten.

Malik utvecklade en metod för att studera paleoklimattidsserier, uppsättningar data som berättar om tidigare klimat med hjälp av indirekta observationer. Till exempel, genom att mäta närvaron av en viss isotop i stalagmiter från en grotta i södra Asien, forskare kunde utveckla ett rekord av monsunregn i regionen under de senaste 5, 700 år. Men som Malik noterar, Att studera paleoklimattidsserier ställer till flera problem som gör det utmanande att analysera dem med matematiska verktyg som vanligtvis används för att förstå klimatet.

"Vanligtvis är data vi får när vi analyserar paleoklimat en kort tidsserie med brus och osäkerhet i sig, " sa Malik. "När det gäller matematik och klimat, verktyget vi använder väldigt ofta för att förstå klimat och väder är dynamiska system. Men teorin om dynamiska system är svårare att tillämpa på paleoklimatdata. Denna nya metod kan hitta övergångar i de mest utmanande tidsserierna, inklusive paleoklimat, som är korta, har en viss osäkerhet och har buller i sig."

Det finns flera teorier om varför Indusdalens civilisation minskade – inklusive invasion av nomadiska indo-arier och jordbävningar – men klimatförändringar verkar vara det mest troliga scenariot. Men tills Malik tillämpade sitt hybrida tillvägagångssätt – rotat i dynamiska system men också bygger på metoder från maskininlärning och informationsteori – fanns det inga matematiska bevis. Hans analys visade att det skedde en stor förändring i monsunmönstren strax före gryningen av denna civilisation och att mönstret vände kursen precis innan det avtog, vilket tyder på att det faktiskt var klimatförändringarna som orsakade fallet.

Malik sa att han hoppas att metoden kommer att tillåta forskare att utveckla mer automatiserade metoder för att hitta övergångar i paleoklimatdata och leda till ytterligare viktiga historiska upptäckter. Hela studien publiceras i Kaos:En tvärvetenskaplig tidskrift för icke-linjär vetenskap .