Byggd med tusen elefanter och 300, 000 arbetare, den överdådiga tempelstaden Angkor har varit nästan öde i århundraden, men dess storhet och mystik lockar nu en miljon besökare varje år. Frågan är, varför var det överhuvudtaget öde? Ett svar dyker äntligen upp.

I källaren på universitetets Madsen-byggnad finns arkiv över Kambodjas miljöhistoria, inklusive dussintals borrkärnor i ett svalt rum, som utvanns från staden Angkor. Dessa borrkärnor har sett forskare ompröva undergången av världens största förindustriella stad.

Taget från bara två meter under jordens yta, kärnorna berättar historien om hur mark vid Angkor har använts under tusentals år. "Deras lager är som sidor i en bok, " säger docent Dan Penny från School of Geosciences.

"När vi tar hem en kärna från Angkor och delar upp den, att gå tillbaka genom var och en av dessa sidor är som att gå tillbaka genom tiden, " han säger, hans detaljerade beskrivningar som förmedlar en djup kunskap om denna antika stad, en han har utforskat i mer än 18 år.

Ett under av den antika världen

Över fem århundraden, Angkor växte till att täcka mer än tusen kvadratkilometer, jämförbar i storlek med dagens Los Angeles, dock med en mycket lägre befolkningstäthet.

Den accepterade uppfattningen har varit att Angkor plötsligt kollapsade 1431, efter en invasion av invånarna i den mäktiga staden Ayutthaya, i dagens Thailand. Penny och hans kollegor satte denna teori på prov när, under 2016, de tog ett dussin borrkärnor från jorden under Angkors tempelvallgravar.

Från dessa kärnor tog Penny mikroskopiska bevis på tidigare miljöförändringar. Särskilt, han undersökte pollenkorn från växter och träkol från bostadsbränder, samtidigt som man mäter erosion och sedimentation.

"Vi letade efter vad människor gjorde i landskapet. Hur de använde eld, hur växter förändrades, när ockupationen var intensiv och när den minskade, " säger han. "Vi hittade verkligen inga bevis på plundringen 1431, och ett plötsligt övergivande av staden. Det var istället en mycket långvarig förminskning i stadens kommersiella och rituella kärna."

Pennys fynd tyder på att den centrala stadseliten gradvis lämnade Angkor, lockade, kanske, till de bättre belägna och mer lönsamma handelscentra på Mekongdeltat.

Det ordet igen:klimat

Ytterligare bevis från gamla trädringar tyder på att klimatvariation kan ha varit spiken i kistan. Tvärsnitt av trädringar från långlivade barrträd indikerar en stor torka i Angkor mot mitten av 1300-talet, följt av intensiva monsuner och sedan ytterligare en stor torka.

"Problemet var inte torka eller översvämning, men variation mellan båda, " säger Penny. Kollapsen av vattennätverket – på grund av en kombination av intensiva sommarmonsunregn och bristande underhåll – påskyndade sannolikt stadens desertering.

Penny började titta på Angkor som postdoktor 1999, och började snart samarbeta med arkeologen Roland Fletcher. Nu professor, Fletcher var i Angkor och utforskade frågor om urbanism och städernas undergång. Penny undersökte miljöförändringar på platser före Angkor längs Mekongdeltat. Deras färdigheter var perfekt matchade för att utforska Angkors uppgång och fall.

"Det är inte en ren urban historia, Det är inte heller rent miljömässigt, " säger Penny. "Det är en blandning av de två."

Penny återvände från Edinburgh University för att gå med i University of Sydney 2001. Tillsammans med Fletcher, han är nu chef för Angkor Research Program, som samlar akademiker från hela universitetet för att bättre förstå denna en gång stora stad. Istället för att fokusera på monumenten, programmet fördjupar sig i "de saker som inte längre finns där."

"Vi är intresserade av vad som händer mellan monumenten. Vi är intresserade av vatten, i skogarna, i jordar, " som allt bygger på Pennys färdigheter inom paleo-botanik och sedimentologi.

Att känna till det förflutna för att rädda framtiden

Varför är detta viktigt? Det finns ett antal fall, speciellt i tropikerna, där stora, städer med låg densitet misslyckades åtminstone delvis på grund av stress genererad av klimatförändringar, Angkor bland dem.

"Det ringer ganska betydande varningsklockor eftersom vi går in i ett sekel fullt av klimatvariationer och mer frekventa klimatextremer, " säger Penny. "Mer än hälften av mänskligheten bor i städer, så att förstå grunderna för urban motståndskraft i samband med klimatförändringar är mycket viktigt."

Penny påpekar att när vi talar om samhällenas kollaps, vi ser det som en slutpunkt.

"Men det är inte en slutpunkt för dess folk, " säger han. "Det är en del av en omvandling när befolkningar anpassar sig till föränderliga miljöer eller omständigheter. När det gäller khmererna, Angkors nedgång såg deras samhälle förvandlas från ett enormt agrarrike till att bli mycket mindre handelsstäder längs Mekongdeltat."

När Pennys arbete fortsätter med dessa så kallade medeltidsstäder på Mekongdeltat, hans team utforskar också civilisationernas kollaps i Maya-territorierna i Belize, Mexiko och Guatemala. Happening at the end of the first millennium, the collapse of the Maya was also triggered by drought. In his Central American work, the focus is on cities that survived.

"What is it about these cities that makes them able to survive the profound changes in climate, whereas cities only tens of kilometers away were destroyed or abandoned?" he asks.

Small-picture thinking

Penny does field work in the tropics of Asia and America every year to collect drill cores. Back in Sydney, he spends much of his time in the laboratory or at the microscope set up on his desk, surrounded by slide boxes, methodically examining every sample. While this kind of scientific work takes patience, what Penny does is laced with moments of pure satisfaction, like finding a pollen grain from a crop plant that someone tended 900 years ago.

"Those connections to places and peoples that are long gone are really exciting."