В лаборатории Браунштейн-холла Университета Цинциннати спрятаны трубы из камня и грязи, которые тихо рассказывают историю - историю, которая оглядывается на раннее сохранение воды древним обществом. Исследователи Калифорнийского университета надеются, что эта история поможет в будущем сохранить самый ценный ресурс нашей планеты.
Стремясь помочь более эффективно управлять мировым водоснабжением, междисциплинарная группа исследователей из Университета Цинциннати из отделов антропологии, географии и геологии пролезла через тропические леса, глубоко зарылась в засушливых пустынях и сотрудничала с учеными по всему миру. мир, чтобы посмотреть, как древние люди манипулировали окружающей средой, чтобы управлять водой.
"Мы начинаем с вопроса: что такое вода для человека, как мы взаимодействуем с ней и как нас привлекает окружающая среда?" - спрашивает Вернон Скарборо, профессор и заведующий кафедрой антропологии Калифорнийского университета. «Когда мы смотрим на траекторию нашего изменения климата, мы понимаем, что проблема заключается не только в изменении климата, но и в изменении воды. Климат и вода работают синергетически и могут критическим образом влиять друг на друга.
Учитывая нынешние климатические условия, в этом и следующем столетии мы, вероятно, столкнемся с дальнейшим повышением уровня моря, уменьшением количества питьевой воды и нехваткой пресной воды в результате засухи во многих районах и необычно сильных дождей и сток в др.
«Итак, мы смотрим, как прошлое может влиять на настоящее», - добавляет Скарборо.
Сотрудничество в сфере высоких технологий
Чтобы решить будущие проблемы устойчивого развития и управления водными ресурсами, междисциплинарная команда Калифорнийского университета, состоящая из реального «Индианы Джонса», использует современные технологии, чтобы заглянуть внутрь древних ирригационных сообществ в малоизвестных местах по всему миру, таких как засушливый юго-запад Америки и влажные тропические леса в Центральной Америки и Юго-Восточной Азии.
«Смысл этих проектов состоит в том, чтобы частично помочь создать эффективную современную водную политику», - говорит Скарборо, который также тесно сотрудничает с Организацией Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО). «Изучение всех этих уникальных точек на земном шаре - единственный способ добиться этого, и именно наша командная работа, общение и сотрудничество сделают этот проект таким успешным».
В результате совместной работы несколько членов исследовательской группы Калифорнийского университета представят результаты своей полевой работы на одном или обоих из двух предстоящих научных ежегодных собраний: 77-м ежегодном собрании Общества прикладных наук в Санта-Фе, Нью-Мексико и 82-е ежегодное собрание Общества американской археологии в Ванкувере, Британская Колумбия, Канада.
Более двух десятилетий исследователи тесно сотрудничали в отдаленных районах, известных своими сезонными водными и экологическими проблемами. Одно из основных исследований лежит глубоко в наследственном сообществе пуэблоанов в каньоне Чако, штат Нью-Мексико - предках современных пуэблоанцев, которые более 300 лет процветали в сухой пустыне посреди американского юго-запада.
Ученые давно спорят о том, является ли этот район действительно устойчивым процветающим сообществом, основанным на доступе к местным ресурсам, или случайным местом сбора для церемониальных ритуалов, зависящих от импорта продуктов питания и сопутствующих товаров.
Чтобы создать всесторонний снимок того, как предки коренных американцев пуэбло управляли водой и выживали в древней пустыне, исследовательская группа Калифорнийского университета использовала технологию аэрофотосъемки поверхности, масс-спектрометрию и геохимические пробы почвы, а также антропологические поведенческие исследования и исследования ДНК. раскопки грунта вокруг древних построек, чтобы пролить свет на эту тайну.
В поле
Николас Даннинг и Кристофер Карр, оба профессора географии Калифорнийского университета, широко изучили географическую область, задокументировав и отобрав образцы стратифицированных слоев горных пород и отложений, в то время как Льюис Оуэн, также профессор геологии Калифорнийского университета, использовал оптико-стимулированную люминесценцию., уникальный метод для точного определения возраста образцов песка и почвы.
«Мы обнаружили геохимические доказательства того, что в это время в этом районе выращивалась кукуруза, которая является очень водоемкой культурой, а также применялись сложные методы орошения и управления водными ресурсами», - говорит Кеннет Танкерсли, доцент кафедры антропологии Калифорнийского университета. и геология.
Чтобы получить трехмерное изображение поверхности каньона, Карр использовал сложную технологию LIDAR, или технологию света, визуализации, обнаружения и дальности, чтобы измерить высоту поверхности земли с самолета.
«Эта технология использует лазерный луч для измерения морфологии поверхности и полностью меняет археологию», - говорит Карр. «Главное, что дает нам лидар, - это высота, поэтому мы знаем, как вода стекает с вершин плоскогорья в дренажные канавы и в дно долины.
"ЛИДАР, в конечном счете, сообщает археологам, где проводить раскопки и искать доказательства существования сельского хозяйства, каналов и водоотводных ворот под землей."
Соленое выживание
Чтобы раскрыть тысячелетние секреты выживания, хранящиеся в геохимических образцах грунта, Танкерсли вместе с Оуэном и Уорреном Хаффом, профессором геологии Калифорнийского университета, использовали лабораторные методы отбора проб, чтобы выявить высокий уровень соль в почве, которую ученые когда-то считали вредной, на самом деле была формой минерализации сульфата кальция, которая, возможно, улучшала почву для выращивания кукурузы (кукурузы), выращиваемой в этом районе.
«Окружающие столовые горы давали воду своим источникам после таяния снега», - говорит Танкерсли. «В сезон дождей, когда обрушиваются паводковые воды, пуэблоанцы собирали сточные воды из небольших каньонов, известных как ринконы, и местных периодических ручьев, таких как Чако-Уош и Эскавада-Уош».
Исследователи считают эту стратегию отражением неприятия риска. «Когда здесь в одном месте шел дождь, предки пуэблоанцы воспользовались этим, а когда шел дождь там, они воспользовались этим», - говорит Скарборо.
В рамках этого оперативного использования ландшафта два ключевых участника проекта управления водными ресурсами Чако, Стивен Плог, профессор археологии из Университета Вирджинии, и Адам Уотсон из Американского музея естественной истории, также участвовали в совместной работе. команда, которая использовала методы выборки ДНК на человеческих останках, чтобы выявить замечательную материнскую семейную линию, связанную с женской линией.
«Для эффективного управления водными ресурсами требуется гибкость и творческий подход, поскольку количество осадков на юго-западе непредсказуемо», - говорит Саманта Флэдд, аспирант Университета Аризоны, также работающая над проектом Чако здесь, в Калифорнийском университете. «Наличие иерархической материнской линии помогает объяснить, как жители Чако координировали эту деятельность, чтобы успешно практиковать управление водными ресурсами и ведение сельского хозяйства».
Ни леса, ни дождя
В отличие от засушливой пустыни каньона Чако, многие исследователи также провели значительное количество времени в гватемальских тропических лесах вокруг Тикаля - территории Центральной Америки, которая существовала примерно в то же время, что и каньон Чако, более тысячи лет назад..
Хотя эти две среды не могут быть более противоположными по климату, исследователи обнаружили, что проблемы с водой в Тикале столь же сложны. Дэвид Ленц, профессор биологии Калифорнийского университета, с помощью Скарборо, Хаффа, Танкерсли, Карра, Оуэна и Даннинга, финансируемого NSF, обнаружил, как цивилизация майя выжила в Тикале после нескольких засух.
«Подобно каньону Чако, мы нашли геохимические доказательства того, что кукурузные поля расположены в определенных экологических нишах в Тикале», - говорит Даннинг..
Скарборо предполагает, что майя направляли стоки во время сезона дождей и создавали сложные системы хранения воды, что позволило их цивилизации процветать более трех столетий. В конце концов, майя не только пострадали от изменения климата, но и усугубили собственную гибель, говорят исследователи.
«По сути, они могли повлиять на изменение своего собственного климата», - говорит Скарборо. «После нескольких лет вырубки лесов - вырубки деревьев и лесов, чтобы освободить место для посевов - майя непреднамеренно, но, возможно, резко изменили свой ежегодный уровень осадков, что ускорило засуху, которая в конечном итоге вынудила их покинуть некогда плодородную среду. Звучит знакомо?"
Благодаря недавнему финансированию Национального научного фонда, Даннинг вместе со Скарборо и другими исследователями этим летом проведет пятый сезон в качестве соруководителя проекта Yaxnohcah вместе с Карром и четырьмя студентами Калифорнийского университета. Основное внимание в этом исследовании уделяется развитию древнего урбанизма в связи с управлением водными, земельными и лесными ресурсами в низменностях майя, и оно станет темой презентации Даннинга и Карра на предстоящем ежегодном собрании Общества американской археологии в Ванкувере.
Требуется деревня
«Наше совместное исследование в команде имеет решающее значение - каждый из нас является важным винтиком в этом расследовании», - говорит Скарборо. «Требуется каждый из нас и наш индивидуальный опыт, чтобы эффективно измерить, насколько хорошо эти ранние городские и сельские сообщества адаптировались к изменению климата и управляли своими водными ресурсами».
"Сегодня нам все еще приходится иметь дело с теми же проблемами в нашей окружающей среде. С точки зрения археологии, наш климат меняется мгновенно, но может пройти несколько лет, прежде чем ущерб станет полностью очевидным в действительно глобальном масштабе", Скарборо добавляет.
«Мы начнем наблюдать, как уровень моря поднимется на добрый метр. Поскольку более двух третей крупнейших городов на планете расположены на прибрежных окраинах, по оценкам, 80 процентов населения Земли будет тяготеть к городскому населению. в ближайшем будущем мы действительно приближаемся к поистине «идеальному шторму».
В то время как исследователи смотрят на будущее управление водными ресурсами как на направление этого исследования, они также фокусируются на постоянных изменениях ландшафта и существ, населяющих эту среду. Скарборо добавляет, что если мы не будем осторожны, мы спровоцируем дальнейшие изменения в огромном количестве видов растений и животных по всему миру.
Если вы не спроектируете это должным образом, вы можете создавать сети управления и способы сбора и контроля воды, которые в конечном итоге будут похоронены, как наращивание за современными плотинами, или планы могут быть полностью заброшены. как река меняется», - говорят Скарборо и Джон-Пол МакКул, докторант Калифорнийского университета под руководством Даннинга.
«То, как население в прошлом справлялось с переменными осадками, подобными тем, которые были выявлены в Тикале, Чако-Уош, или с дренажными системами в целом, было очень динамичным. Такие инвестиции в строительство массивных проектов плотин сегодня - это дорогостоящая трата денег и времени, которая может принести пользу. из взглядов прошлого.
"Мы не хотим тратить эти деньги на дорогостоящую инфраструктуру водоснабжения, если мы можем использовать стратегии меньшего масштаба и с меньшими инвестициями, как это делали наши предки."
Предстоящие презентации на конференциях группы исследователей водных ресурсов Калифорнийского университета:
Общество прикладной антропологии (SFAA), 77-е ежегодное собрание, Санта-Фе, Нью-Мексико
- Вернон Скарборо ведет дискуссионную сессию на тему «Моральная экономия воды в Нью-Мексико» в рамках «Дня сообщества» под названием «Каньон Чако, Нью-Мексико: развитие раннего сообщества водного хозяйства пуэбло» с Самантой Флэдд.
Общество американской археологии (SAA), 82-е ежегодное собрание, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада
- Вернон Скарборо ведет дискуссию о своей долгосрочной приверженности Программе для Белиза с акцентом на древних майя под названием «25 лет археологического проекта Программы для Белиза».
- Дэвид Ленц, Николас Даннинг и Вернон Скарборо представляют синтез некоторых результатов своего проекта Тикаль под названием «Устойчивость и изменение режима в древнем городе майя Тикаль».
- Кеннет Танкерсли председательствует на симпозиуме по методам археологического датирования и представляет доклад на тему «Микрофлотационное удаление угольных загрязнений из археологических образцов радиоуглерода из каньона Чако, Нью-Мексико, США». Он также работает в программном комитете SAA, Комитете по связям с коренными американцами и Группе по связям с коренными народами."
- Николас Даннинг, Кристофер Карр, Кэтрин Риз-Тейлор из Университета Калгари, Канада, и Армандо Анайя Эрнандес из Автономного университета Кампече, Мексика, расскажут о раскопках древней системы резервуаров и сосредоточатся на том, как построить и поддерживать город в условиях нехватки воды под названием «Доклассические водохранилища и урбанизм в Яксноха, Кампече, Мексика». Другие исследователи Калифорнийского университета, участвующие в проекте, включают: Дэвида Ленца, биолога; Вернон Скарборо, антропология; Джеффри Брюэр и Томас Рул, аспиранты-географы, и Ханна Клементс, старший биолог.
- Кристофер Карр, Джеффри Брюэр, Николас Даннинг и другие представляют лидар как ценный инструмент для исследования управления водными ресурсами в бедном водой регионе низменностей майя под названием «Использование лидара для обнаружения и классификации древних водохранилищ майя». в Yaxnohcah, Кампече, Мексика."