Hoe beïnvloedden gebeurtenissen zoals de pest van de Zwarte Dood de economie van het middeleeuwse Europa? Looddeeltjes die diep in het poolijs vastzitten, kunnen het ons vertellen.

Commerciële en industriële processen hebben al duizenden jaren lood in de atmosfeer uitgestoten, van het delven en smelten van zilvererts om geld te verdienen voor het oude Rome tot het verbranden van fossiele brandstoffen vandaag. Deze loodvervuiling reist op windstromen door de atmosfeer, uiteindelijk vestigen op plaatsen zoals de ijskap in Groenland en andere delen van het noordpoolgebied.

Vanwege de verbinding van lood met edele metalen zoals zilver en het feit dat het natuurlijke loodgehalte in het milieu erg laag is, wetenschappers hebben ontdekt dat loodafzettingen in lagen poolijs een gevoelige indicator zijn van de algehele economische activiteit door de geschiedenis heen.

In een nieuwe studie gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , onderzoekers van het Desert Research Institute (DRI), de Universiteit van Oxford, NILU—Noors instituut voor luchtonderzoek, de Universiteit van Kopenhagen, de Universiteit van Rochester, het Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research gebruikte dertien Arctische ijskernen uit Groenland en het Russische Noordpoolgebied om te meten, datum, en analyseer de loodemissies gevangen in het ijs van 500 tot 2010 CE, een periode die zich uitstrekte van de middeleeuwen via de moderne tijd tot heden.

Dit werk bouwt voort op een studie gepubliceerd door enkele van dezelfde onderzoekers in 2018, die liet zien hoe loodvervuiling in een enkele ijskern uit Groenland de ups en downs van de Europese economie tussen 1100 BCE en 800 CE volgde, een periode die de Griekse en Romeinse rijken omvatte.

"We hebben ons eerdere record door de middeleeuwen en de moderne tijd uitgebreid tot het heden, " legde Joe McConnell uit, doctoraat, hoofdauteur van de studie en directeur van DRI's Ultra-Trace Ice Core Chemistry Laboratory in Reno, Nevada. "Door een reeks van dertien ijskernen te gebruiken in plaats van slechts één, deze nieuwe studie toont aan dat vóór de industriële revolutie, loodvervuiling was alomtegenwoordig en verrassend vergelijkbaar in een groot deel van het noordpoolgebied en ongetwijfeld het gevolg van Europese emissies. De ijskernreeks levert met verbazingwekkende details een continu record van Europese - en later Noord-Amerikaanse - industriële emissies gedurende de afgelopen 1500 jaar."

"Het ontwikkelen en interpreteren van zo'n uitgebreide reeks Arctische ijskerngegevens zou onmogelijk zijn geweest zonder internationale samenwerking, " voegde McConnell toe.

Het onderzoeksteam ontdekte dat de toename van de loodconcentratie in de ijskernen nauw aansluit bij perioden van expansie in Europa, de komst van nieuwe technologieën, en economische welvaart. Dalingen in lood, anderzijds, parallelle klimaatverstoringen, oorlogen, plagen, en hongersnoden.

"Aanhoudende toename van loodvervuiling tijdens de vroege en hoge middeleeuwen (ongeveer 800 tot 1300 CE), bijvoorbeeld, wijzen op wijdverbreide economische groei, vooral in Midden-Europa, omdat er nieuwe mijngebieden werden ontdekt in plaatsen als de Duitse Harz en het Ertsgebergte, "McConnell merkte op. "De loodvervuiling in de ijskernen nam af tijdens de late middeleeuwen en vroegmoderne tijd (ongeveer 1300 tot 1680 CE) toen de pest die regio's verwoestte, echter, wat aangeeft dat de economische activiteit tot stilstand is gekomen."

Zelfs met ups en downs in de tijd als gevolg van gebeurtenissen zoals plagen, de studie toont aan dat de toename van loodvervuiling in het noordpoolgebied de afgelopen 1500 jaar exponentieel is geweest.

"We vonden een totale 250 tot 300-voudige toename van Arctische loodvervuiling vanaf het begin van de Middeleeuwen in 500 CE tot 1970, " legde Nathan Chellman uit, een doctoraatsstudent bij DRI en co-auteur van de studie. "Sinds de goedkeuring van het beleid ter bestrijding van vervuiling, waaronder de Clean Air Act van 1970 in de Verenigde Staten, de loodvervuiling in het poolijs is met meer dan 80 procent afgenomen."

"Nog altijd, loodgehaltes zijn tegenwoordig ongeveer 60 keer hoger dan aan het begin van de middeleeuwen, ' voegde Chellman eraan toe.

Deze studie omvatte een reeks ijskernen en het onderzoeksteam gebruikte state-of-the-art atmosferische modellering om de relatieve gevoeligheid van verschillende ijskernlocaties in het noordpoolgebied te bepalen om emissies te leiden.

"Modelvorming laat zien dat de kern van het Russische Noordpoolgebied gevoeliger is voor Europese emissies, vooral uit oostelijke delen van Europa, dan kernen uit Groenland, " legde Andreas Stohl uit, doctoraat, atmosferische wetenschapper bij NILU en co-auteur van de studie. "Dit is de reden waarom we consequent hogere niveaus van loodvervuiling in de Russische Arctische kern vonden en snellere toenames tijdens de vroege en hoge middeleeuwen toen mijnbouwactiviteiten naar het noorden en oosten verschoven van het Iberisch schiereiland naar Groot-Brittannië en Duitsland."

De combinatie van expertise op dit onderzoek is uniek, voortzetting van een samenwerking tussen onderzoekers op gebieden die zo verschillend zijn als ijskernchemie en economische geschiedenis. deze resultaten, het team stelt, zijn een bewijs van de voordelen van interdisciplinaire samenwerking.

"Wat we vinden is niet alleen interessant voor milieuwetenschappers die willen begrijpen hoe menselijke activiteit de omgeving heeft veranderd, " zei Andrew Wilson, doctoraat, Hoogleraar Archeologie van het Romeinse Rijk in Oxford en co-auteur van de studie. "Deze ijskernrecords helpen historici ook om de manieren te begrijpen en te kwantificeren waarop samenlevingen en hun economieën hebben gereageerd op externe krachten zoals klimaatverstoringen, plagen, of politieke onrust."