Sự suy tàn của đế chế La Mã và Byzantine phía Đông Địa Trung Hải hơn 1400 năm trước có thể bắt nguồn từ những thay đổi khí hậu bất lợi.
Dựa trên dấu vết hóa học trên một miếng khoáng chất canxit từ một hang động gần Jerusalem, một nhóm các nhà địa chất học Hoa Kỳ và Israel đã tái tạo ghi chép về khí hậu của khu vực từ năm 200 trươc công nguyên đến năm 1100 sau công nguyên. Phân tích của họ, được công bố trên tạp chí Quaternary Research, cho thấy thời tiết khô từ năm 100 trước công nguyên đến năm 700 trước công nguyên, trùng hợp với sự suy tàn của đến chế La Mã.
Các nhà nghiên cứu, do giáo sư John Valley và nghiên cứu sinh địa chất Ian Orland thuộc Đại học Wiscosin-Madison chỉ đạo, đã xây dựng lại ghi chép khí hậu dựa trên phân tích địa hóa học của một măng đá từ Hang Soreg, nằm trong Khu vực bảo tồn hang động gần Jerusalem.
Orland cho biết: “Nó giống như những vân gỗ cắt nhau. Bạn có rất nhiều vòng đồng tâm và bạn có thể phân tích những vòng này, nhưng thay vì xem xét độ rộng của chúng, chúng tôi tìm hiểu thành phần địa hóa của từng vòng”.
Sử dụng dấu vết hoặc tạp chất đồng vị oxy – ví dụ như chất hữu cơ chảy vào bên trong hang do mưa – nằm trong lớp khoáng chất, Orland xác định lượng mưa hàng năm trong những năm măng đá mọc, từ khoảng năm 200 trước công nguyên đến năm 1100 sau công nguyên.
Mặc dù sự hình thành hang động được sử dụng để tìm hiểu khí hậu, những phân tích trước đây phụ thuộc chủ yếu vào những dụng cụ lấy mẫu khá thô sơ. Phép phân tích trên sử dụng vật thăm dò ion trong phòng thí nghiệm Wisconsin để lấy mẫu những điểm có kích thước 1/100 milimét. Phương pháp này cho kết quả sắc nét hơn gấp 100 lần những phương pháp trước đây. Với độ phân tích cao như vậy, các nhà khoa học có thể phân biệt đặc điểm thời tiết giữa những năm và mùa khác nhau.
| Vòng phát triển có thể dễ dàng nhìn thấy trong hình cắt ngang của một măng đá từ Hang Soreg gần Jerusalem, Israel. Măng đá hình thành từ canxit và các khoáng chất kháng lắng xuống do nước trong hang và chứa các dấu vết hóa học của khí hậu và các điều kiện tự nhiên khác. Phân tích địa hóa của một măng đá tương tự từ cùng hang động trên cho thấy sự thay đổi thời tiết trên diện rộng ở phía Đông Địa Trung Hải 1400 năm trước, bao gồm thời tiết khô kéo dài từ năm 100 sau công nguyên đến năm 700 sau công nguyên. Đó có thể là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự suy tàn của Đế chế La Mã và Byzantine trong khu vực này. (Ảnh: Đại học Wisconsin-Madison) |
Phân tích khí hậu của họ cho thấy phía Đông Địa Trung Hải trở nên khô hơn từ năm 100 sau công nguyên đến năm 700 sau công nguyên, thời khí đế quốc La Mã và Byzantine lụi tàn dần. Lượng mưa giảm mạnh từ khoảng năm 100 đến năm 400 sau công nguyên. Valley cho biết: “Liệu đây có phải yếu tố làm suy yếu Byzantine hay không vẫn chưa chắc chắn, nhưng đó là một sự trùng hợp thú vị. Sự thay đổi khí hậu xảy ra cùng thời điểm với những thay đổi lịch sử.
Nhóm nghiên cứu hiện đang áp dụng kỹ thuật này đối với những mẫu trước đây từ cùng một hang động. Orland cho biết: “Một thời kỳ đáng chú ý đó là cuối kỷ băng hà, khoảng 19 000 năm trước – thời kỳ gần đất nhất trong lích sử Trái Đất khi toàn cầu ấm lên từ 4 đến 5 độ C”.
Phân tích thời kỷ thay đổi nhanh chóng này có thể giúp họ hiểu rõ hơn về thay đổi thời tiết khi nhiệt độ ấm lên.
Sorey Cave – có tuổi đời ít nhất 185.000 năm – cũng đem lại hy vọng trong việc tạo ra một ghi chép trong một thời gian dài về thay đổi khí hậu để so sánh với những ghi chép về Greenland và Nam Cực.
Valley cho biêt: “Không ai biết điều gì xảy ra trên các lục địa. Tại vùng cực, khí hậu có thể khá khác biệt. Đây là ghi chép về những gì xảy ra ở phần rất khác biệt của thế giới”.
Ngoài Valley và Orland các tác giả khác bao gồm Miryam Bar-Matthews và Avner Ayalon từ chương trình khảo sát địa chất của Israel, Alan Matthews thuộc Đại học Hebrew, Jerusalem và Noriko Kita thuộc UW-Madison.
Các nhà tài trợ cho dự án bao gồm Quỹ khoa học và giáo dục Comer, Quỹ khoa học quốc gia, Bộ năng lượng Hoa Kỳ, Quỹ khoa học Israel, Sigma Xi, và Khoa địa vật lý thuộc UW-Madison.