Hopewell-kulturens snabba nedgång för cirka 1 500 år sedan kan förklaras av fallande skräp från en komet nära jorden som skapade en förödande explosion över Nordamerika, som ödelade både skogar och indianbyar.

Forskare vid University of Cincinnati hittade bevis på en kosmisk luftburst vid 11 arkeologiska platser i Hopewell i tre delstater som sträcker sig över Ohio River Valley. Detta var hem för Ohio Hopewell, en del av en anmärkningsvärd indiansk kultur som finns över stora delar av den amerikanska östern.

Kometens blick passerade regnade skräp ner i jordens atmosfär, vilket skapade en brinnande explosion. UC-arkeologer använde radiokol och typologisk datering för att bestämma händelsens ålder.

Luftsprängningen påverkade ett område större än New Jersey och satte bränder över 9 200 kvadratkilometer mellan åren 252 och 383 e.Kr. Detta sammanfaller med en period då 69 jordnära kometer observerades och dokumenterades av kinesiska astronomer och bevittnades av indianer som berättats genom deras muntliga historia.

Studien publicerades i Nature-tidskriften Scientific Reports .

UC arkeologer hittade en ovanligt hög koncentration och mångfald av meteoriter på Hopewell platser jämfört med andra tidsperioder. Meteoritfragmenten identifierades från de avslöjade koncentrationerna av iridium och platina de innehöll. De hittade också ett kollager som tyder på att området var utsatt för eld och extrem värme.

I sitt labb höll huvudförfattaren Kenneth Tankersley, professor i antropologi vid UC:s College of Arts and Sciences, upp en behållare med små mikrometeoriter som samlats in på platserna. En mängd olika meteoriter, inklusive steniga meteoriter som kallas pallasiter, hittades på Hopewell-platser.

"Dessa mikrometeoriter har ett kemiskt fingeravtryck. Kosmiska händelser som asteroider och kometluftsutbrott lämnar efter sig stora mängder av ett sällsynt element som kallas platina," sa Tankersley. "Problemet är att platina också förekommer i vulkanutbrott. Så vi letar också efter ett annat sällsynt grundämne som finns i icke-jordiska händelser såsom meteoritnedslagskratrar - iridium. Och vi hittade en topp i både iridium och platina."

Hopewell-folket samlade in meteoriterna och smidde formbar metall från dem till platta ark som användes i smycken och musikinstrument som kallas panflöjter.

Utöver de fysiska bevisen finns kulturella ledtrådar kvar i Hopewells mästerverk och muntliga historier. En kometformad kulle konstruerades nära epicentrum av luftutbrottet på en Hopewell-plats som kallas Milford Earthworks.

Olika Algonquin och Iroquoian stammar, ättlingar till Hopewell, talade om en katastrof som drabbade jorden, sa Tankersley, som är indian.

"Det som är fascinerande är att många olika stammar har liknande berättelser om händelsen", sa han.

"The Miami berättar om en behornad orm som flög över himlen och släppte stenar på landet innan den störtade ner i floden. När du ser en komet gå genom luften, skulle den se ut som en stor orm," sa han.

"Shawnee hänvisar till en "himmelpanter" som hade makten att riva skog. Ottawa-talet om en dag då solen föll från himlen. Och när en komet träffar termosfären skulle den ha exploderat som en kärnvapenbomb. "

Och Wyandot berättar om ett mörkt moln som rullade över himlen och förstördes av en brinnande pil, sa Tankersley.

"Det är mycket lik beskrivningen som ryssarna gav för Tunguska," sa han om en komet-airburst dokumenterad över Sibirien 1908 som jämnade ut 830 kvadratkilometer skog och krossade fönster hundratals mil bort.

"Vittnen rapporterade att de såg ett eldklot, ett blåaktigt ljus nästan lika starkt som solen, röra sig över himlen. En blixt och ett ljud som liknar artillerield sades följa det. En kraftig stötvåg slog sönder fönster hundratals mil bort och slog ner människor från deras fot", enligt en berättelse i EarthSky .

Biologiprofessorn och medförfattaren vid UC David Lentz sa att människor som överlevde luftutbrottet och dess bränder skulle ha tittat på ett ödelagt landskap.

"Det ser ut som att den här händelsen var mycket skadlig för jordbruket. Människor hade inte bra sätt att lagra majs under en lång period. Att förlora en skörd eller två skulle ha orsakat utbrett lidande," sa Lentz.

Och om luftsprängningen jämnade ut skogar som den i Ryssland, skulle infödda människor ha förlorat nötträd som valnöt och hickory som gav en bra vinterkälla till mat.

"När din majsskörd misslyckas kan du vanligtvis lita på en trädskörd. Men om de alla förstörs skulle det ha varit otroligt störande", sa Lentz.

UC:s Advanced Materials Characterization Center genomförde svepelektronmikroskopi och energidispersiv spektrometri av sedimentproverna. Induktivt kopplad plasmamasspektrometri användes vid University of Georgias Center for Applied Isotope Studies. U.S. Geological Survey tillhandahöll stabil kolisotopanalys.

Trots vad forskarna vet finns det fortfarande mycket de inte gör, sa Lentz.

"Det är svårt att veta exakt vad som hände. Vi har bara några få ljuspunkter i mörkret", sa han. "Men vi har det här området med hög värme som skulle ha varit katastrofalt för människor i det området och utanför."

Nu studerar forskare pollen som fångas i lager av sediment för att se hur kometens luftsprängning kan ha förändrat det botaniska landskapet i Ohio River Valley.

Medförfattare Steven Meyers, en alumn i geologi vid UC, sa att deras upptäckt kan leda till mer intresse för hur kosmiska händelser påverkade förhistoriska människor runt om i världen.

"Vetenskapen är bara en framstegsrapport," sa Meyers. "Det är inte slutet. Vi är alltid någonstans i mitten. Allt eftersom tiden går kommer fler saker att hittas."