Cahokia-regionen och Horseshoe Lake vattendelare, visas som den svarta streckade linjen. Mörkbruna färger indikerar högre topografi, främst floden bluffar, och det gula indikerar Mississippiflodens översvämningsslätt. Urborrningsplatser indikeras med röda stjärnor. Cahokia-komplexet uppskattas av den stora cirkeln runt svarta rektanglar som visar läget för några av högarna på platsen. Svarta prickar visar platserna för andra platser med högar inom Horseshoe Lakes vattendelare som ockuperades samtidigt med Cahokia [~1000–1400 CE]. Baskartans höjddata härleds från National Elevation Dataset. Kreditera: PNAS (2019). 10.1073/pnas.1809400116
En ny studie visar att klimatförändringar kan ha bidragit till nedgången av Cahokia, en berömd förhistorisk stad nära dagens St. Louis. Och det involverar forntida mänsklig bajs.
Publicerad idag [feb. 25, 2019] i Proceedings of the National Academy of Sciences , studien ger en direkt koppling mellan förändringar i Cahokias befolkningsstorlek mätt genom ett unikt fekalt register och miljödata som visar tecken på torka och översvämningar.
"Sättet att bygga befolkningsrekonstruktioner involverar vanligtvis arkeologiska data, som skiljer sig från data som studerats av klimatforskare, " förklarar huvudförfattaren AJ White, som avslutade arbetet som doktorand vid California State University, Lång strand. "Den ena handlar om utgrävning och kartläggning av arkeologiska lämningar och den andra involverar sjökärnor. Vi förenar dessa två genom att titta på båda typerna av data från samma sjökärna."
Förra året, White och ett team av medarbetare – inklusive hans tidigare rådgivare Lora Stevens, professor i paleoklimatologi och paleolimnologi vid California State University, Lång strand, och University of Wisconsin-Madison professor i antropologi Sissel Schroeder – visade att de kunde upptäcka tecken på mänskligt bajs i sjöns kärnsediment som samlats in från Horseshoe Lake, inte långt från Cahokias berömda högar.
Dessa signaturer, kallas avföringsstanoler, är molekyler som produceras i människans tarm under matsmältningen och elimineras i avföring. När människorna i Cahokia bajsade på land, en del skulle ha runnit ut i sjön. Ju fler människor som bodde och gjorde sina avföringar där, desto fler stanoler syns i sjösediment.
Eftersom sedimenten i en sjö ackumuleras i lager, de tillåter forskare att fånga ögonblicksbilder av tid genom en regions historia genom sedimentkärnor. Djupare lager bildas tidigare än lager som hittas högre upp, och allt material i ett lager är ungefär lika gammalt.
White fann att fekal stanolkoncentrationer vid Horseshoe Lake stiger och faller på samma sätt som uppskattningar av Cahokias befolkning från bättre etablerade arkeologiska metoder.
Schröder, en forskare från Cahokia-området, säger att utgrävningar av husen i och nära Cahokia visar att människors ockupation av platsen intensifierades runt 600 e.Kr. och vid 1100, den sex kvadratkilometer stora staden nådde sin toppbefolkning. Just då, tiotusentals människor kallade det hem.
Arkeologiska bevis visar också att år 1200, Cahokias befolkning minskade och platsen övergavs av sina högarbyggande Mississippian-invånare år 1400.
Forskare har avslöjat ett antal förklaringar till dess slutliga övergivande, inklusive social och politisk oro och miljöförändringar.
Till exempel, under 2015, medförfattare Samuel Munoz, en före detta UW-Madison doktorand och nu professor vid Northeastern University, var faktiskt den första att samla in en av Horseshoe Lake sedimentkärnor som White använde i sin studie och han hittade bevis för att den närliggande Mississippifloden översvämmades kraftigt runt 1150.
Whites senaste studie knyter samman de arkeologiska och miljömässiga bevisen.
"När vi använder den här fekala stanolmetoden, vi kan göra dessa jämförelser med miljöförhållanden som vi hittills inte riktigt har kunnat göra, säger White, nu doktorand. student vid UC Berkeley.
Genom att använda Munozs kärna och en annan vit samlad på Horseshoe Lake, forskargruppen mätte den relativa mängden fekal stanol från människor som fanns i sedimentlager. De jämförde dessa med stanolnivåer som är kända för att komma från bakterier i jorden för att fastställa en baslinjekoncentration för varje lager.
De undersökte sjöns kärnor efter bevis på översvämningar och letade också efter klimatindikatorer som skulle informera dem om klimatförhållandena var relativt våta eller torra. Dessa indikatorer, förhållandet mellan en tung form av syre och en lätt, kan visa förändringar i avdunstning och nederbörd. Stevens förklarar att när vatten avdunstar, den lätta formen av syre följer med, koncentrera den tunga formen.
Sjöns kärna visade att sommarnederbörden sannolikt minskade runt början av Cahokias nedgång. Detta kunde ha påverkat människors förmåga att odla sin basgröda majs.
Ett antal olika förändringar börjar ske i det arkeologiska arkivet runt 1150, Schröder förklarar, inklusive antalet och tätheten av hus och arten av hantverksproduktion.
Dessa är alla indikatorer på "någon sorts sociopolitiska eller ekonomiska stressfaktorer som stimulerade en omorganisation av något slag, " säger hon. "När vi ser samband med klimatet, vissa arkeologer tror inte att klimatet har något med det att göra, men det är svårt att upprätthålla det argumentet när bevisen på betydande förändringar i klimatet visar att människor står inför nya utmaningar."
Detta har resonans idag, tillägger hon.
"Kulturer kan vara mycket motståndskraftiga inför klimatförändringar, men motståndskraft betyder inte nödvändigtvis att det inte finns någon förändring. Det kan vara kulturell omorganisation eller beslut att flytta eller migrera, " säger Schroeder. "Vi kan se liknande tryck idag men färre alternativ att flytta."
För vit, studien belyser nyanser och komplikationer som är gemensamma för så många kulturer och visar hur miljöförändringar kan bidra till sociala förändringar som redan spelas.
