Archeologen van de Washington State University staan ​​aan het roer van nieuw onderzoek met behulp van geavanceerde computertechnologie om te leren hoe vroegere samenlevingen reageerden op klimaatverandering.

Hun werk, die oude klimaat- en archeologische gegevens met elkaar verbindt, kan moderne gemeenschappen helpen nieuwe gewassen en andere adaptieve strategieën te identificeren wanneer ze worden bedreigd door droogte, extreme weersomstandigheden en andere milieu-uitdagingen.

In een nieuwe krant in de Proceedings van de National Academy of Sciences , Jade d'Alpoim Guedes, assistent-professor antropologie, en WSU-collega's Stefani Crabtree, Kyle Bocinsky en Tim Kohler onderzoeken hoe recente ontwikkelingen in computationele modellering het vakgebied van de archeologie hervormen.

"Voor elke milieuramp die je kunt bedenken, er was zeer waarschijnlijk een samenleving in de menselijke geschiedenis die ermee te maken had, " zei Kohler, emeritus hoogleraar antropologie aan de WSU. "Computationele modellering geeft ons een ongekend vermogen om te identificeren wat voor deze mensen werkte en wat niet."

Leiders in op agenten gebaseerde modellering

Kohler is een pionier op het gebied van op modellen gebaseerde archeologie. Hij ontwikkelde geavanceerde computersimulaties, zogenaamde agentgebaseerde modellen, van de interacties tussen voorouderlijke volkeren in het Amerikaanse zuidwesten en hun omgeving.

Hij lanceerde in 2001 het Village Ecodynamics Project om te simuleren hoe virtuele Pueblo-indianenfamilies, leven op door de computer gegenereerde en geografisch nauwkeurige landschappen, zou waarschijnlijk hebben gereageerd op veranderingen in specifieke variabelen zoals neerslag, bevolkingsomvang en uitputting van hulpbronnen.

Door de resultaten van op agenten gebaseerde modellen te vergelijken met echt archeologisch bewijs, antropologen kunnen vroegere omstandigheden en omstandigheden identificeren die verschillende beschavingen over de hele wereld in perioden van groei en achteruitgang hebben geleid.

'Videogame' verloopt naar logische conclusie

Modellering op basis van agenten wordt ook gebruikt om de impact te onderzoeken die mensen kunnen hebben op hun omgeving tijdens perioden van klimaatverandering.

Een studie die in de WSU-review wordt genoemd, laat zien hoe droogte, jacht en habitatconcurrentie tussen groeiende populaties in Egypte leidden tot het uitsterven van veel grote zoogdieren rond 3, 000 voor Christus In aanvulling, d'Alpoim Guedes en Bocinsky, een adjunct-faculteitslid in de antropologie, onderzoeken hoe nederzettingspatronen in Tibet de erosie beïnvloeden.

"Agent-gebaseerde modellering is als een videogame in die zin dat je bepaalde parameters en regels in je simulatie programmeert en vervolgens je virtuele agenten dingen laat uitspelen tot de logische conclusie, " zei Krabboom, die haar Ph.D. in antropologie aan de WSU eerder dit jaar. "Het stelt ons in staat om niet alleen de effectiviteit van het telen van verschillende gewassen en andere aanpassingen te voorspellen, maar ook hoe menselijke samenlevingen kunnen evolueren en hun omgeving kunnen beïnvloeden."

Modellering van ziekte- en droogtetolerante gewassen

Soortenverdeling of modellering van gewasniches is een andere geavanceerde technologie die archeologen gebruiken om te voorspellen waar planten en andere organismen in het verleden goed groeiden en waar ze vandaag de dag nuttig kunnen zijn.

Bocinsky en d'Alpoim Guedes gebruiken de modelleringstechniek om weinig gebruikte of in sommige gevallen volledig vergeten gewassen te identificeren die nuttig kunnen zijn in gebieden met warmer weer, droogte en ziekte hebben invloed op de voedselvoorziening.

Een van de gewassen die ze identificeerden, is een stam van droogtetolerante maïs die de Hopi-indianen van Arizona door de eeuwen heen hebben aangepast om te gedijen op arme grond.

"Onze modellen lieten zien dat Hopi-maïs goed kan groeien in de Ethiopische hooglanden, waar een van hun basisvoedsel, de Ethiopische banaan, is geteisterd door opkomend ongedierte, ziekte en uitbarstingen van intense hitte, " zei Bocinsky. "Het kweken van Hopi-maïs en andere traditionele, droogteresistente gewassen kunnen cruciaal worden voor het overleven van de mens op andere plaatsen die worden beïnvloed door klimaatverandering."

Millet comeback in Tibet

WSU-onderzoekers gebruikten ook crop-niche-modellering om een ​​levensvatbare alternatieve voedselbron op het Tibetaanse plateau te identificeren. Door de snel stijgende temperaturen is het voor de inwoners van de regio moeilijk om gewassen bij koud weer te verbouwen en yaks te kweken en te kweken, een basisvorm van levensonderhoud.

In een in 2015 gepubliceerd artikel d'Alpoim Guedes en Bocinsky ontdekten dat vossenstaart en prosogierst, die op het Plateau 4 uit de teelt viel, 000 jaar geleden toen het klimaat kouder werd, zou daar binnenkort weer kunnen worden verbouwd als het klimaat opwarmt.

"Deze gierst staat op het punt om vergeten gewassen te worden, " d'Alpoim Guedes zei. "Maar vanwege hun hittetolerantie en hoge voedingswaarde, en zeer lage behoefte aan regen, ze kunnen opnieuw nuttige bronnen zijn voor een warmere toekomst."

Toekomst van geïnformeerd management

Met honderden jaren aan antropologische gegevens van sites over de hele wereld die nog moeten worden gedigitaliseerd, wetenschappers beginnen net het potentieel van op archeologie gebaseerde modellering aan te boren.

"Het veld bevindt zich midden in een renaissance naar meer computationele benaderingen, " zei Kohler. "Onze hoop is dat het combineren van traditioneel archeologisch veldwerk met datagestuurde modelleringstechnieken ons zal helpen onze aantallen beter te beheren, onze ecosysteeminteracties en fouten uit het verleden met betrekking tot klimaatverandering vermijden."