En junidag år 793, män i fartyg landade på Lindisfarne, en ö utanför östra England ockuperad av ett kloster. Männen, tydligen från norr, plundrade skatter, störtade altaren och satte eld på byggnader. De dödade några munkar och förde bort andra i bojor; andra, de klädde av sig nakna och lämnade kvar till vädrets nåder. Attacken chockade det europeiska kristna samhället. De kom för att markera det som den officiella starten på vikingatiden, när nordiska anfallare sträckte sig så långt som till södra Medelhavet och norra Asien, innan den till synes försvann cirka 250 år senare.

Faktiskt, Vikingarnas uppgång var inte en plötslig händelse, men en del av en lång kontinuum av mänsklig utveckling i norra Skandinavien, vars långa, komplicerade marina kuster och skärgårdar ledde till uppkomsten av en kultur baserad på land, men starkt beroende av havet. Vikingarna (namnet kommer från det nordiska för "vikbor") överlevde en hård, kall miljö, där klimatförhållandena ständigt svävade på gränsen till överlevnadsförmåga, och små förändringar i vädret kan ha stora effekter. Så kan förändringar i havsnivån. Vad påverkade deras korta blomning och nedgång, och hur försörjde de sig på lång sikt? I dag, deras erfarenheter kan ge en läxa i hur ett förändrat klimat kan påverka en civilisation.

Runt viktiga vikingatida arkeologiska platser, forskare från Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory och andra institutioner rör botten på djupa sjöar efter ledtrådar om hur vikingarna och deras föregångare anpassade sig, från deras tidiga tider, omkring 500 f.Kr. till 1000 e.Kr., toppen av den klassiska plundrings- och plundringsperioden. Deras studieområde är i Lofoten, en avlägsen skärgård utanför Norges kust inom polcirkeln.

Människor har förmodligen bott mitt i Lofotens vindpinade fjordar och snötäckta berg i minst 10, 000 år, men de tog upp den konventionella civilisationen sent. Rudimentärt jordbruk, boskapsskötsel och användning av järn började inte förrän omkring 500 f.Kr. årtusenden efter större delen av resten av världen. Den troliga orsaken:vädret.

Lofoten är ungefär det längsta norrut som jordbruket någonsin kommit. Den enda anledningen till att det överhuvudtaget är möjligt här är en utlöpare av Atlantens Golfström, som badar öarna med lagom värme från söder för att skapa en kort växtsäsong. Ändå, förhållandena är knappt acceptabla, och mindre naturliga temperatursänkningar kan utplåna grödor och boskap. Människor var tvungna att anpassa sig eller dö. Verkligen, tidigare forskning har gett bevis för flera sådana klimatsvängningar, tillsammans med betydande förändringar i havsnivån runt öarna. Forskarna antar att när de kunde, Vikingarna producerade så mycket av landet som de kunde, men när det inte fungerade, de vände sig till mer pålitliga skördar från havet, särskilt torsken som idag fortfarande gör Lofoten till ett stort exportfiske. Inte konstigt att folk här blev utsökt skickliga skeppsbyggare och navigatörer. Uppmuntrade anfall av dåligt väder och allmän brist på åkermark dem att ge sig ut på andra människors kustfastigheter? Några av de ursprungliga bosättarna på Island, som korsade Nordatlanten i slutet av 800-talet, kom från Lofoten; kan liknande krafter ha hjälpt till att driva dem?

Teamets senaste forskningsresa började i maj på en udde högt ovanför Borgpollen, en stor inre vik inbäddad i Vestvagoya. Kuperade jordbruksmark sluttar ner till viken, som är ansluten till havet genom en serie grunda passager. I den kyliga skymningen på sen kväll, D'Andrea pekade ut lokala sevärdheter. På en avlägsen höjd låg de i stort sett osynliga resterna av den största vikingabostad som någonsin hittats, ett långhus som sträcker sig cirka 270 fot. Härifrån, en serie mäktiga hövdingar regerade omkring 1, 000 år sedan, tills en uppenbar plötslig nedgång. Längs buktens stränder ligger ruinerna av minst 22 sjöbodar av sten och torv, där eleganta havsgående fartyg en gång förvarades och reparerades. Långhusplatsen är nu upptagen av det populära Lofotr Viking Museum i byn Borg, där turister kan se artefakter, se kostymklädda re-enactors återuppleva scener från vikingalivet, och kryssa bukten på ett replika vikingaskepp.

D'Andrea och hans medarbetare undersökte mörkare aspekter av perioden. Varje dag, de vågade sig ut på viken eller närliggande dammar och sjöar i blygsamma uppblåsbara vattenskotrar. Från dessa, de tappade kärnborrningsrör till de djupa bottnarna, fylla dem med smutsigt skräp som sköljts in århundrade efter århundrade från landet. Med olika material som kommer in år för år beroende på klimat, växtlighet och hur marken användes vid något tillfälle, sedimenten utgör en potentiell registrering av människor och deras aktiviteter som går tillbaka tusentals år.

Vid den första sjön, de drivs bort av gigantiska isflak som blivit över från vintern; vinden driver isen runt, och de kan inte komma till den plats de vill ha. Följande dag, D'Andrea och tre elever sjösätter sin lilla båt i en annan sjö, omgiven av skarpa berg och, i de lägre höjderna, gårdsfält. Den här är helt tinad, men förkylning, hård vind blåser, och det tippiga lilla hantverket är knappt tillräckligt stort för ett par personer att röra sig i.

De satte tre ankare för att hålla båten på plats, släpp sedan ett viktat sex fot långt plaströr fäst vid ett rep överbord tills de känner att det träffar botten cirka 75 fot ner. D'Andrea och Moussa Dia, en geologistudent vid College of William &Mary, turas sedan om att rycka i ett separat rep som är riggat till en hammare som driver in borrborren i leran. Detta är ansträngande träning, och det tar ett tag. När det känns som att kärnan inte går in längre, det är dags att hämta det – ännu en kamp, först för att lossa den från den djupa leran, sedan för att dra tillbaka den till ytan. När kärnröret äntligen kommer fram, Dia och D'Andrea kapar hastigt botten så att leran inte faller ut igen, och brottas tillbaka i båten. Vid det här laget, en tum eller mer av nästan iskallt sjövatten skvalpar runt däck. Det är dags att återvända till stranden, förbered kärnan för lagring – gå sedan ut igen för en till.

Tidigare forskare har redan sammanställt bevis från pollen och andra källor som tyder på att människor här utstod flera betydande temperaturupp- och nedgångar under den 1, 500-årig studietid. Nu, använda nyare analystekniker, teamet hoppas få ytterligare information. Vaxartade ämnen som produceras av löv på olika växter och träd bör avslöja vad som växte vid en viss tidpunkt, och om landskapet till övervägande del var skog eller gräsmark. Olika former av lipider som produceras av sjöalger kan kartlägga förändrade vattentemperaturer till inom en grad Celsius. Pyrolytiska polycykliska aromatiska kolväten – i klartext, sot – kan användas för att rekonstruera förekomsten av brand, och om de troliga källorna var naturliga eller konstgjorda. Och, väldigt viktigt, bajs:distinkta föreningar som produceras i tarmen hos däggdjur inklusive får, nötkreatur och människor och samlade på sjöns botten borde göra det möjligt för laget att reda ut vilka arter som fanns här vid vilka tidpunkter, och i vilka siffror.

"Utan tvekan fanns det sociala, politiska och religiösa faktorer som påverkade vikingarna, " sa paleoklimatologen Nicholas Balascio från College of William &Mary, medledare för projektet. "Men vi tycker att miljön också var viktig. I vilken utsträckning, vi siktar på att ta reda på det."

Ett separat faktum är redan klart:människor här påverkades inte bara av vädret, men förändringar i havsnivån. I årtusenden efter den senaste istidens avtagande, ca 15, 000 år sedan, den globala havsnivån steg när isen smälte. Men det var tvärtom i Lofoten; öarna var täckta med så mycket is, jorden trycktes ner, och när det smälte, landet sprang tillbaka, ofta överstiger vattnets uppgång. Processen fortsatte under tidig vikingatid, när havsnivån var tre fot högre eller högre än den är nu. Det verkar som om en tid efter 900 e.Kr. landhöjningen började göra Borgpollens smala kanal till havet för grunt för stora fartyg att passera. De gamla sjöbodarna ligger nu strandade och oanvändbara, långt upp från tidigare strandlinjer. Den här lokala händelsen förklarar inte den totala nedgången av vikingaanfallare, men är kanske en anledning till att just denna domän vissnade. Någon annanstans, större styrkor var förmodligen i arbete, inklusive den spridande makten hos kristna kyrkor och kungar som höll tillbaka våldsamma frilansande hövdingar, och omvandlade torskfisket till ett välorganiserat företag i industriell skala redan på 1200-talet.

På den andra hela dagen av fältarbete, laget tog till Borgpollen själv, sjösättning från nära ett par replika vikingafarkoster som guppar längs en stenpir. Endast ett fåtal turister var i sikte; det var fortfarande tidigt på säsongen. Långt ute i mitten, de tappade kärnan 150 fot innan de slog botten, och började dunka. Efter en lång period av turväxlingar, det verkade som om de inte gjorde några fler framsteg, och de kämpade för att få bort den. Efter ett långt tag, det kom upp helt fullt. Alla jublade. "Det är nog ungefär 5, 000 års lera, " sa D'Andrea. Lamontstudenten Lorelei Curtin höll upp apparaten ur vattnet och täckte den. I processen, hon var insmord med iskallt vatten och svavelhaltig lera. "OK, Jag vill inte gå överbord för det här, "Hon halvt skämtade, när båten tippade akterut medan de förde ombord kärnan.

Följande dagar, teamet kärnade in ytterligare ett halvdussin webbplatser, ofta med hjälp av Stephen Wickler, en arkeolog vid Tromsö universitetsmuseum som också hade hjälpt till att organisera arbetet. Wicklers huvuduppgift, fastän, skulle komma senare; han har gjort vikingatida utgrävningar över hela norra, och planerar att hjälpa till att tolka kärnorna i ljuset av fortfarande till stor del outnyttjad data från många webbplatser.

Wickler är också intresserad av det mer avlägsna förflutna. En dag, han guidade teamet till en klippig vik vid havet omgiven av ett plant område som ligger cirka 30 lodräta fot ovanför tidvattnet. Ett dussin diskreta gropar täckte det platta området – resterna av stenåldersbostäder byggda av människor som bodde här omkring 6, 000 år sedan, han förklarade. Bostäderna låg en gång precis vid stranden, sa han – en markör för hur långt ön har stigit under den tiden. Människor anpassade sig till förändringar i havsnivån långt före vikingarna. Nu, han noterade, med mänskligt påverkad global uppvärmning, havet kommer nästan säkert att stiga upp igen, men hur mycket, ingen vet.

Klimatförändringar kan ha både goda och dåliga effekter här, sa Wickler. Med torskfiske fortfarande en stor strävan, öarna är prickade med fiskebyar som sitter vid vattnet, precis som stenåldersboställena en gång gjorde. Om vattnet stiger lite, dessa kunde översvämmas. Dessutom, när havet värmer, torsken verkar flytta sina tillhåll norrut, och detta kan så småningom flytta dem utanför räckhåll. Å andra sidan:dyra helt nya broar och tunnlar förbinder nu Lofoten med fastlandet och med varandra, gör dem mycket mer tillgängliga för utomstående. Vestvagoya har en flygplats med ett halvdussin eller fler flygningar varje dag. Det är till stor del därför turismen blomstrar här, och utmana fisket som den stora näringen – åtminstone i varmt väder. "Om somrarna blir längre och varmare, du kan inte se det som nödvändigtvis negativt här, sade Wickler. Med andra ord, inkräktare kan nu komma hit från söder, och de kan faktiskt vara välkomna.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.