西安交大科研人员在气候变化 与印度文明演化方面取得重要研究进展

近日,西安交通大学全球环境变化研究院程海教授课题组在气候变化与印度文明演化方面取得重要研究进展,相关研究成果以“The Indian monsoon variability and civilization changes in the Indian subcontinent”为题发表于《Science》子刊《Science Advances》。西安交大印度籍博士后Gayatri Kathayat为论文的第一作者,程海教授为论文通讯作者。

印度夏季风是大范围的海-陆-气耦合系统,在北半球夏季,它可以携带大量的暖湿水汽至印度次大陆,最远可输送至巴基斯坦和喜马拉雅山脉南部地区。印度次大陆数十亿人口的生产、生活活动依赖于印度夏季风降水,其时空变化也将直接影响该地区的社会经济发展。

印度次大陆北部和西北部位于印度夏季风雨带的边缘,属于半干旱地区。该地区的人类文明演化与其生态、社会和文明变化有密切关系。历史上,该地区经历了印度河流域文明(又称为哈拉帕文化)和随后的吠陀文化的兴衰以及17世纪西藏古格王朝的突然衰败。前人对这些文明、文化的兴衰的原因和主导因素进行过研究,主要观点包括气候变化、大灾难事件、构造活动导致的河道摆动和农作物耕种模式变化等。也有学者利用印度夏季风的代用指标记录研究了全新世以来的气候变化和文明演化之间的关系。然而,历史时期的印度夏季风降水变化与人类文明演化的关系仍不十分明确。这主要是由于缺少高精度定年、高分辨率代用指标的气候记录,极大地阻碍了我们可靠地评估水文气候变化与人类文明、文化演化之间的联系。

图1. 上图为Sahiya洞穴石笋氧同位素记录与印度文明演化的关系对比,

下图为过去2000年Sahiya洞穴的石笋氧同位素记录与北半球温度变化的对比,米色柱状标记为古格王朝的存在时间。

本研究通过对印度北部Sahiya洞穴石笋进行高精度的铀系定年和高分辨率的稳定同位素测试分析,利用石笋氧同位素重建了过去5700年的印度夏季风降水变化历史。这一记录为我们提供了详细、可靠的研究文明演化与气候变化关系的重要数据和依据。研究发现,印度夏季风降水的重要转变时期与北半球温度变化以及源于喜马拉雅山脉的河流补给具有显著的一致性,大尺度的水文气候变化与印度河流域文明和吠陀文化兴衰演化在时间上的高度一致表明气候变化很可能在印度次大陆人类文明演化历史中扮演重要角色(图1,上图)。除此之外,我们的研究还提供了重要证据支持“气候变化导致了西藏古格王朝的快速衰败”。古格王朝遗址位于Sahiya洞穴东北方向150km处,该地区目前处于干旱区,年降水量少于200mm,其中80%来自于印度夏季风降水。古格王朝出现于公元10世纪,大约于公元1620年快速瓦解,其瓦解原因通常被归因于军事战争。然而,本研究发现古格王朝的瓦解(公元1620年)恰好与5700年以来石笋氧同位素记录的最为严重的年代际干旱事件的发生时间(公元1593-1623年(±20年误差))一致(图1,下图),而且这一时期也是过去5700年以来印度夏季风降水最少的时期,也与印度北部大范围的干旱和饥荒事件一致。需要指出的是,尽管我们的研究结果表明气候变化在印度次大陆的文明演化中扮演了重要角色,但是不可否认仍有其他因素的影响。

本项目得到国家自然科学基金(41230524、4157020432),国家重大科学研究计划(2013CB955902)、美国自然科学基金(ATM-0823554、0502535、0908792、1103404、1137693、1337693、1702816)的资助。

文章链接为:http://advances.sciencemag.org/content/3/12/e1701296