Исследователь из Рочестерского технологического института разработал математический метод, который показывает, что изменение климата, вероятно, вызвало взлет и падение древней цивилизации. Доцент Школы математических наук Нишант Малик, обрисовал в общих чертах новую методику, которую он разработал, и показал, как смена моделей муссонов привела к гибели цивилизации долины Инда, цивилизации бронзового века, одного возраста с Месопотамией и древним Египтом.
Малик разработал метод изучения временных рядов палеоклимата, набор данных, которые рассказывают нам о климате в прошлом с использованием косвенных наблюдений. Например, измеряя присутствие определенного изотопа в сталагмитах из пещеры в Южной Азии, ученые смогли установить рекорд количества муссонных дождей в регионе за последние 5700 лет. Но, как отмечает Малик, изучение временных рядов палеоклимата ставит несколько проблем, которые затрудняют их анализ с помощью математических инструментов, обычно используемых для понимания климата.
«Обычно данные, которые мы получаем при анализе палеоклимата, представляют собой короткие временные ряды с шумом и неопределенностью в них», - сказал Малик. «Что касается математики и климата, то инструмент, который мы очень часто используем для понимания климата и погоды, - это динамические системы. Но теорию динамических систем труднее применить к палеоклиматическим данным. Этот новый метод позволяет находить переходы в самых сложных временных рядах, включая палеоклимат, которые короткие, содержат некоторую неопределенность и шум».
На этом рисунке показаны поселения цивилизации долины Инда на разных этапах ее развития. Математический метод показывает, что изменение климата, вероятно, вызвало подъем и падение древней цивилизации. Фото: Rochester Institute of Technology.
Существует несколько теорий о том, почему цивилизация долины Инда пришла в упадок, включая вторжение кочевых индоарийцев и землетрясения, но изменение климата представляется наиболее вероятным сценарием. Но до тех пор, пока Малик не применил свой гибридный подход, основанный на динамических системах и опирающийся на методы из областей машинного обучения и теории информации, математических доказательств не было. Его анализ показал, что незадолго до рассвета этой цивилизации в характерах муссонов произошел серьезный сдвиг, и что картина климата и характер муссонов изменились прямо перед тем, как начался упадок цивилизации, что указывает на то, что на самом деле причиной падения было изменение климата.
Малик сказал, что он надеется, что этот метод позволит ученым разработать более автоматизированные методы поиска переходов в палеоклиматических данных и приведет к дополнительным важным историческим открытиям.
Полный текст исследования опубликован в журнале Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science.
Источник: Rochester Institute of Technology
