墨西哥一处石笋的化学证据揭示，古典玛雅文明的衰落期与多次严重雨季干旱事件相吻合，其中一次干旱持续长达13年。这些持续性干旱导致玛雅核心遗址的纪念碑建造中断并引发政治动荡，表明气候压力是文明崩溃的主要诱因。该研究证实了石笋在关联环境变化与历史事件方面具有无与伦比的精确性。
剑桥大学领衔的研究团队通过对石笋中氧同位素的详细分析，确定了公元871至1021年间（与玛雅文明的古典终结期重叠）各个雨季和旱季的降雨量水平。这是首次能够在古典终结期——即社会衰落、历史上称为“玛雅崩溃”的时期——分离出单个雨季和旱季的降雨条件。
在古典终结期，随着古代世界伟大文明之一向北转移并丧失大部分政治经济实力，南方石灰岩建造的玛雅城市被遗弃，王朝统治终结。
来自尤卡坦半岛洞穴的这根石笋所包含的数据表明，该时期曾发生八次持续至少三年的雨季干旱，其中最长的一次干旱连续持续了13年。
该气候数据与现存历史考古证据相吻合：在这段气候压力时期，包括著名古城奇琴伊察在内的多个北部主要玛雅遗址，其纪念碑建造和政治活动在不同时间点相继停止。
这些精准测定年代的干旱事件，为精细分析该地区人地气候相互作用的时序和动态提供了新框架。研究结果发表在《科学进展》(Science Advances)期刊。
"玛雅历史的这一时期数百年来一直引人入胜，"首席作者丹尼尔·H·詹姆斯博士表示（其在剑桥大学地球科学系攻读博士学位期间开展了此项研究），"基于玛雅人遗留的考古证据，关于崩溃成因存在多种理论，如贸易路线变更、战争或严重干旱。但近几十年来，通过将考古数据与可量化的气候证据相结合，我们开始深入了解玛雅文明的兴衰根源。"
自20世纪90年代起，研究者开始将气候记录与玛雅遗留资料（如重要纪念碑上的刻录日期）拼合分析，表明古典终结期的一系列干旱很可能是引发玛雅社会大规模政治动荡的关键因素。
如今，詹姆斯及其来自英国、美国和墨西哥的合著者，利用尤卡坦半岛北部洞穴石笋中的化学指纹，使这些干旱事件得以更清晰地呈现。
石笋形成于洞穴顶壁滴水过程，水中矿物质在洞底沉积生长。通过测定分析石笋内部氧同位素层序，研究者提取出古典终结期气候的高分辨率信息。早期研究曾测量湖泊沉积物中的氧同位素以判定干旱严重程度，但湖相沉积无法提供特定地点具体年份气候条件的精细数据。
"此前无法将单个玛雅遗址的历史与我们已知的气候记录直接比对，"现任伦敦大学学院（UCL）博士后的詹姆斯指出，"湖相沉积物擅长呈现宏观图景，而石笋使我们能获取长期缺失的微观细节。"
早期石笋研究已测定古典终结期的年均降雨量，但剑桥团队借助本次研究所用石笋较厚的年层（约1毫米），进一步分离出单个雨季和旱季的信息。每一岩层中的特定氧同位素构成可作为雨季干旱的代理指标。
"了解年均降雨量远不如掌握每个独立雨季的状况有价值，"詹姆斯解释道，"分离雨季数据使我们能精准追踪雨季干旱持续时间——这才是决定农作物成败的关键。"
根据石笋所含信息，公元871至1021年间共发生八次持续至少三年的雨季干旱。该时期最长的干旱历时13年。即便凭借玛雅人拥有的水资源管理技术，如此持久的干旱仍将对社会产生重大冲击。
石笋蕴含的气候信息与玛雅纪念碑铭刻日期高度吻合。在持续严重干旱期间，奇琴伊察等遗址完全停止了日期铭刻。
"这未必意味着玛雅人在严重干旱期放弃了奇琴伊察，但更可能是他们需优先应对诸如作物收成等迫在眉睫的生存问题，而非建造纪念碑，"詹姆斯如是说。
研究者表示，来自该地区此洞穴及其他洞穴的石笋，对拼合古典终结期的历史谜题至关重要。
"除了揭示玛雅历史这一时期的奥秘，石笋还能提供热带风暴频率和强度等信息，"詹姆斯补充道，"作为气候与历史数据精细比对的案例研究，将通常用于远古时期的研究方法应用于相对晚近的历史，这很令人兴奋。"
本研究部分获得美国国家地理学会和英国利华休姆信托基金的资助。