石筍揭示導致瑪雅文明衰落的毀滅性干旱

約1200年前，社會沖突與動蕩席卷了瑪雅世界。墨西哥南部、伯利茲以及危地馬拉境內的多處遺址人口銳減，雕刻精美的紀念碑與規模宏大的城市被遺棄。又過了約200年，古瑪雅人基本不再建造巨型石砌神廟。長期以來，科學家一直對這一廣泛衰落背后的確切成因感到困惑，他們列舉了從疾病、戰爭，到刀耕火種農業方式引發森林砍伐等各種可能。

在《科學進展》近日發表的一篇論文中，研究人員通過研究古老石筍與當代當地降雨記錄，試圖更深入了解氣候對瑪雅人口減少產生的影響。他們發現，干旱的發生時間與瑪雅各王國人口減少及政治格局重組的時期相吻合，其中一場尤為嚴重的干旱或許對瑪雅人造成了不可逆轉的影響，致使他們放棄了部分最著名的城市。

“這是一篇極具分量的論文，加深了我們對干旱如何影響古代文明的理解。”未參與這項研究的美國哈佛大學的考古學家Christina Warinner 表示。

為更清晰地了解瑪雅文明末期的氣候狀況，英國劍橋大學的古氣候學家Daniel James 帶領的研究團隊將目光投向了位于墨西哥尤卡坦半島的格魯塔斯·扎布納洞穴。該洞穴內矗立著一根石柱，默默記錄了幾個世紀以來的降雨與干旱情況。

這根石柱又稱石筍。數十年來，雨水透過洞穴石灰巖頂部不斷滴落，水中攜帶來自雨水、基巖及洞穴巖石的溶解離子。這些離子隨后與滴落的雨水結合，形成礦物質并逐漸沉積，一層層累積后便形成石筍。而石筍中蘊含的細微化學變化，可以揭示過去降雨量信息。

由于氫和氧存在不同同位素，水分子的質量也有所差異。在干旱時期，為石筍生長提供水源的地表水往往含有更高比例的氧-18和氧-16。通過分析石筍礦物層中這些氧同位素的逐層濃度，科學家就可以區分干旱時期與降雨穩定時期。

2010年，研究人員發現，格魯塔斯·扎布納洞穴另一根石筍中的礦物質顯示，瑪雅文明衰落期間曾出現過干旱。但這些結果還不足以精確揭示干旱發生時間和持續時間。

新研究中，James和同事對洞穴內另一根石筍每年形成的巖層進行了分析，從而在季節層面追蹤降雨量變化。研究人員運用鈾-釷測年法，確定了石筍各巖層形成的時間，并證實在公元871年至1021年有連續降雨記錄，這段時間恰好涵蓋了瑪雅文明衰落期。

同位素數據顯示，瑪雅人至少經歷過4次持續數年的嚴重干旱。其中一場長達13年的“特大干旱”發生在公元第一個千年交替之際，正值瑪雅文明衰落的最后階段。這場“特大干旱”也是過去2000年里尤卡坦半島有記錄以來持續時間最長的干旱。

Warinner指出，瑪雅人依賴雨水灌溉農業，且當地的淡水儲備本就可能枯竭，這導致許多地區缺乏充足的食物與飲用水。“一場持續13年的干旱無疑會帶來災難性后果。”

James補充道，這段干旱期會導致農作物歉收與饑荒，進而給瑪雅等級森嚴的政治體系帶來巨大壓力。當時的瑪雅社會由“神圣君主”統治，人們認為這些君主能與神靈直接溝通。“由于人們期望君主能提供受神靈啟示的解決方案，因此這種政治體系承受了巨大壓力。”

加拿大蒙特利爾大學的考古學家Christina Halperin表示，新數據還詳細說明了許多瑪雅人是如何通過遷徙至其他地區，或是轉向等級制度不那么森嚴的統治形式，來適應這種“新常態”的。即便部分群體走向衰落，其他群體仍通過政治重組繼續發展壯大。她說，一些瑪雅群體不再強調“神圣君主的權力”，而是選擇“采用共識決策模式，這種模式不依賴于少數人通過石質紀念碑彰顯自身地位的做法”。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adw7661