新的数学方法显示了气候变化如何导致古代文明的瓦解

罗彻斯特理工学院的一位研究人员开发了一种数学方法，该方法表明气候变化可能导致了古代文明的兴衰。RIT数学学院副教授Nishant Malik在最近发表在《混沌：非线性科学的交叉学科杂志》上的一篇文章中，概述了他开发的新技术，并展示了季风模式的变化如何导致欧洲河谷文明的灭亡。 ，是美索不达米亚和古埃及的当代青铜时代文明。

马利克开发了一种研究古气候时间序列的方法，这些数据集使用间接观测值告诉我们过去的气候。例如，通过测量南亚一个洞穴的石笋中特定同位素的存在，科学家们能够得出该地区过去5700年的季风降雨记录。但是正如马利克(Malik)所指出的那样，研究古气候时间序列提出了一些问题，这使使用通常用于理解气候的数学工具对其进行分析具有挑战性。

“通常，我们在分析古气候时获得的数据是一个短时间序列，其中包含噪声和不确定性，”马利克说。“就数学和气候而言，我们常用于了解气候和天气的工具是动力系统。但是动力系统理论更难应用于古气候数据。这种新方法可以在最具挑战性的时间序列中找到转变，包括古气候，它们很短，具有一定的不确定性，并且有噪音。”

关于欧洲河谷文明为何衰落有多种理论，包括游牧的欧洲-雅利安人入侵和地震，但气候变化似乎是最有可能发生的情况。但是，直到马利克运用他的混合方法(扎根于动力学系统，但也借鉴了机器学习和信息理论领域的方法)之前，还没有数学证明。他的分析表明，在这个文明刚来临之前，季风模式发生了重大变化，而模式在下降之前就逆转了趋势，这表明实际上是气候变化导致了下降。

马利克说，他希望这种方法将使科学家能够开发出更多自动化的方法来寻找古气候数据的转变，并带来其他重要的历史发现。该研究的全文发表在《混沌：非线性科学的交叉学科杂志》上。

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