消失的蚯蚓是一個信號。當耶魯大學考古學傢Harvey Weiss和同事在敘利亞東北部地區發掘一處遺址的時候，他們發現瞭一層被掩埋的風成粉土。該粉土層極為貧瘠，幾乎沒有古時候蚯蚓的活動跡象的程度。數千年前發生過某些劇變，令大地遍佈灰塵，由此產生的土壤層即使是蚯蚓也難以生存。
這場旱災大概於公元前2200年來襲，當時的阿卡德帝國統治著如今的敘利亞和伊拉克地區。而到瞭公元前2150年，帝國已不復存在——中央政權土崩瓦解，許多人用腳投票，離開瞭該地區。
在這枚來自公元前2200年左右的一位阿卡德國王的印章上，刻畫著水從一名神祇拿著的容器裡流出的場景。差不多在同一時代，阿卡德帝國正在遭受一場旱災。圖片來源：The Art Archive/Shutterstock
在Weiss看來，阿卡德帝國的崩潰和大幹旱的同期發生並非單純的巧合。Weiss是耶魯大學的考古學傢，他和同事在20世紀90年代初發現瞭旱災的證據。他們提出，突如其來的氣候亂象傾覆瞭這個古代帝國[1]。這一事例嚴峻地警示我們，復雜社會在面對氣候變化時有多麼脆弱。
對Weiss來說，這是他橫跨幾十年研究生涯的開端。他現在已經確信，公元前2200年的那場幹旱並不局限於美索不達米亞，而是在全球范圍內都產生瞭影響。此外，阿卡德帝國也不是唯一因為這場旱災而發生動蕩或遭到顛覆的復雜社會。“我們的研究囊括瞭美索不達米亞、尼羅河、愛琴海和地中海，一直到西班牙。”Weiss說，在所有這些地方都存在證據表明，大約4200年前，氣候變得幹燥、中央政權垮臺、人們為逃離新出現的幹旱區而遷徙（見“艱難時世”）。
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學界內，許多人稱這次幹旱為4.2千年事件（4.2 ka BP event）亦稱4.2 kyr BP（BP意為“距1950年”）。在對地球近期歷史的研究中，它的地位變得愈發重要。其中最濃墨重彩的一筆是在2018年，當時它被載入地質年代表，作為當前地質時期（即梅加拉亞期，名稱來源於印度的一個地區，那裡有一根記錄瞭氣候變遷的石筍）的開端。像這類地質界線的認定隻能建立在全球級別的變化上，因此這意味著4.2千年事件影響瞭整個地球。
然而，4.2千年事件一直備受爭議。對於選擇用它來標記梅加拉亞期開始的決定，批評聲也不絕於耳。許多研究者稱有證據表明該事件並非全球性的。反之，那段時間似乎有過多次旱災，而不是一段長時間的幹期——或這些變化局限在部分地區。
區分全球性幹旱與非同時代幹旱期，關系到我們對氣候變化起源的理解，因而十分重要。另外，該論題還觸及到一場曠日持久的人類學爭論，即是否可以說氣候的變遷引發瞭社會的動蕩，以及當說某個社會崩潰的時候意味著什麼。
盡管如此，有一項共識正開始形成：大約4200年前，在一片廣闊區域內發生瞭某種類型的幹旱事件，並對當地住民的生活形成瞭沖擊——即使那並非Weiss主張的全球劇變。
愛爾蘭梅努斯大學的古氣候學傢Nick Scroxton認為：“4.2千年事件存在於地中海地區，這一點是相當確定的。”這場幹旱還影響瞭中東的部分區域，但他說其它地方的證據都“不具決定性”。
這不僅是個古代史問題。如果數千年前，曾有一場歷時數世紀之久的幹旱籠罩瞭地球上的廣大區域，它也可能再度發生。因此研究人員說，明確這場古老旱災期間發生瞭什麼事關重大。
遺棄之城
研究4.2千年事件的故事始於敘利亞東北部的拉蘭遺址（Tell Leilan），這個山丘保留著一座城市的遺跡。在阿卡德帝國崛起之前到統治期間，這座城市曾興盛瞭幾個世紀。二十世紀七十年代晚期，Weiss與同事開始在拉蘭進行發掘工作。
在九十年代早期，Weiss意識到該城市曾被暫時廢棄過。據他說，城裡在公元前2700-2200年間有人居住，然後經過一段300年的中斷，到瞭大約公元前1900年的時候，那裡又有瞭人類定居的跡象。
而且原因似乎很明顯。研究團隊發現，土壤證據表明拉蘭的氣候在公元前2200年前後變幹，並且這場幹旱持續瞭幾十年的時間[1]。他們描述瞭一層20厘米厚的灰色沙狀顆粒層，裡面摻雜著其他粉塵，與來自約公元前2300年的厚壤土形成瞭鮮明對比。“我們還無法解釋它的成因，但從當地數據中我們可以瞭解到曾經發生過幹旱事件。”Weiss說道。
據推測，旱災讓人們更難種植作物，這意味著將沒有足夠的食物來支撐城市的人口。而這樣的模式不是拉蘭獨有的。“從地中海到印度河流域，都出現瞭類似的廢棄之城，”Weiss說。這意味著這場幹旱席卷瞭亞洲西南部的大部分地區，帶來社會劇變。
1993年，Weiss團隊發表瞭他們收集到的有關拉蘭旱災的證據、以及存在更大范圍氣候事件的觀點[1]。對於他“大規模突發氣候事件引發區域性帝國動蕩”的想法，Weiss描述其業界同行的第一反應為“難以置信”。但他並非第一個對該時期提出類似主張的人，支持性證據也逐漸積累起來。2006年，意大利比薩大學的地球化學傢Giovanni Zanchetta參與的一個團隊報告瞭來自該國一處洞穴的數據[2]。他們的論文顯示，在大約4200年前，洞穴附近地區曾發生過幹旱。
通過在敘利亞拉蘭的考古發掘工作，研究人員發現在人們離開這座城市的時候，曾經有過旱災跡象。圖片來源：H. Weiss/耶魯大學
在考古學層面，Weiss等人匯集瞭證據顯示，數個大洲的社會在約4200年前那段時間都發生過動蕩。在公元前2181-2055年前後，埃及有過一段政局不穩的時期，稱作第一中間期。先前古王國時期的法老們失去瞭對國傢的控制，並出現瞭與之相抗的權力中心。
有證據表明，尼羅河的流量從公元前2200年的時候開始減少。Weiss認為，最好的解釋是哺育尼羅河的季風雨量減少，這將加劇政局動蕩，最終壓垮古王國。（不過埃及學傢對此論點持謹慎態度；一些人堅持認為，當時的政治劇變並沒有導致城市的廢棄。）
2018年，4.2千年事件受到瞭更多的矚目：國際地層委員會將其相關的地質學證據認定為梅加拉亞期的開始。為標記該地質時期的開端，委員會選擇瞭印度梅加拉亞邦Mawmluh洞穴一根石筍所保留的古氣候記錄[3]。但即使委員會的決定意味著4.2千年事件正式獲得承認，它也使一些潛在的問題浮出瞭水面。
年代之爭
對於圍繞4.2千年事件的“偵探故事”，困擾“偵探們”的主要不確定性在於，過去的氣候很難重建。
研究者面臨諸多困難，其中包括如何詮釋氣候代用指標——它產生的數據在本質上是間接的。另外，科研人員也並非總能精確測得某次氣候變遷或事件發生的年代。目前最好的斷代方法之一是鈾釷測年法，它的工作原理基於從鈾到釷的放射性衰變。通過該方法測得的年代，誤差可以小至1%。但是，如果石筍裡一開始就沒有足夠多的鈾，或是被其它物質嚴重污染過，那年代數據也會變得含混不清。“現在的狀況是，很多用於描述全球性4.2千年事件的記錄起初並不是用來作這種類型的分析的，”英國劍橋大學的古氣候學傢Stacy Carolin說。她認為，存在大量低分辨率的數據，並且也沒有標記的年代符合或接近4.2千年事件。
那就是對Mawmluh洞穴裡的石筍進行測年的問題所在，她說：“一開始是在低分辨率下進行的，也沒多少鈾釷定年。”後來對洞穴中其它石筍的分析發現，變幹事件並非發生在4200年前（BP）而是在4300年前（BP）。“這差瞭有100年。”Carolin說。
許多專傢，包括Scroxton和Zanchetta，都同意來自Mawmluh洞穴的記錄不夠可靠。
Weiss則對此表示異議。“過去十年間，Mawmluh洞穴的4.2千年事件不斷在全球范圍內得到高分辨率下的重復驗證，這堪稱現代古氣候學的一個奇跡。”他說。
許多研究者均表示，在研究這一時期的地質記錄時，誤差跨度幾個世紀很正常。美國佐治亞大學的地球化學傢Bruce Railsback認為，因為存在該量級的誤差，一些發生在4200年前（BP）前後數世紀的氣候變化都被當作是4.2千年幹旱事件的證據。
更高分辨率下的全局則經常更讓人摸不著頭腦。在2020年的一篇預印本論文裡[4]，Scroxton與合作者研究瞭來自馬達加斯加的一根石筍，他們發現在4320-3830年前（BP）的大部分時間裡都存在氣候變幹的證據。4.2千年事件的“經典”時間段就落在這個范圍裡面，但馬達加斯加島上的幹旱似乎是長期（盡管不完全連續）而非突發的。
由於在每個地區氣候變化發生的具體方式與時間上存在這類不確定因素，要將之與人類社會變遷相聯系變得更為困難。此外，對於氣候引發社會崩潰這個觀點，也不乏其它爭議之處。很多人類學傢反對這樣的解釋，因為它忽視瞭人類社會適應環境的能力。在2021年發表的一篇論文裡[5]，美國喬治城大學的環境史學傢Dagomar Degroot和同事確定瞭過去社會經歷氣候危機存續下去的五種途徑（例如在谷物收成不可靠時轉為富含肉類的飲食）。這意味著在氣候變遷和社會動蕩之間不存在簡單的因果關系。
“要確定一個環境事件和某個社會影響二者間的關系是非常困難的。”比薩大學的地質考古學傢Monica Bini說。
英國利物浦大學的考古學傢Alan Greaves認為，考慮社會的哪些方面陷入崩潰也至關重要：“宮廷體系之類的當然可能會崩潰。”像瑪雅那樣的文明就曾停止建造紀念性建築。但Greaves表示不應對之過度解讀。“你談論的是整個社會的崩潰，”他問道，“還是明顯的精英宮殿建築？”阿卡德人沒有全都死於4200年前。“我們沒有發現哪個萬人塚裡的人都是死於饑荒的。”
Weiss也同意，不應錯誤解讀“崩潰”一詞。據他說，有清晰證據表明當旱災襲擊美索不達米亞時，很多人離開瞭。“人類具有從受幹旱影響的地區轉移到另一片地區的韌勁。”阿卡德人向兩河流域進行瞭遷徙，那裡的人們長期實行灌溉農業。
其它社會的故事甚至更為復雜。Scroxton與他的合作者研究過南亞印度河谷地區的哈拉帕文明。據他所說，在4200-3900年前（BP），哈拉帕人放棄瞭北邊的城市，而南面的城市則是在3900-3300年前（BP）逐漸遭到廢棄的——使哈拉帕文明大體上成為鄉村社會。
之前曾有人提出，受4.2千年事件影響，當地的夏季季風雨量變少瞭。但Scroxton等人對古氣候記錄的分析[6]顯示的證據表明，存在接踵而至的兩次幹旱。其中第一次與4.2千年事件有關，但它影響的是冬季降雨量（在4260-3970年前（BP）減少）。他們認為這推動瞭哈拉帕人早期從北方城市的外遷。第二場旱災於4000-3700年前（BP）來襲，並導致南方城市遭到廢棄。這次幹旱確實影響到瞭夏天的季風雨，但其發生時間遠晚於4.2千年事件。
在數千年的歲月裡，來自印度東北部地區Mawmluh洞穴的這根石筍形成瞭紋層。它為該地區約4200年前驟降的降水量提供瞭證據。圖片來源：Ashish Sinha
“我們的研究首次展示瞭4.2千年事件對哈拉帕文明的一種可能影響機制。” Scroxton說道。與其相關的幹旱在一些哈拉帕城市的廢棄過程中起到瞭推波助瀾的作用。它或許還讓其它城市在面臨隨之而來的第二次旱災時變得不堪一擊。
諸如此類的研究表明，4.2千年事件的影響范圍遠遠超出瞭美索不達米亞地區。但事件的規模到底有多大，這仍是個存在爭議的問題。
波及全球？
Weiss匯集瞭過去幾十年裡發表的世界各地的相關記錄，他認為這些數據顯示氣候在約4200年前變幹過。在他看來，4.2千年事件沒有局限在亞洲西部，而確實是全球性的，甚至觸及瞭美洲。證據的分佈范圍“從科羅拉多州到馬薩諸塞州，並沿南美洲西側的山脊一路向南，甚至達到巴西”，他說。
大部分氣候學傢對此深表懷疑。美國加州大學爾灣分校的古氣候學傢Kathleen Johnson認為：“沒什麼很好的證據表明4.2千年事件對北美洲造成過很大的影響。”她補充說，總體上來自南半球的樣本不足，研究者並不清楚那裡的氣候是怎樣變化的。
氣候學傢和考古學傢也表達瞭反對意見。他們的看法是，對於當時全球的氣候為何會發生如此劇烈的改變，至今還沒有一個可靠的解釋。“沒有觸發這類事件的機制。”Carolin說。她拿一次年代更早的氣候變遷——8.2千年事件（當時全球突然降溫[7]）——與之作比較。該事件與北美洲某冰蓋的部分崩塌有關，這次坍塌導致兩個冰川湖的湖水流入海洋，從而擾亂瞭熱量從赤道向兩極的傳輸。“我們知道水是何時湧入北大西洋的。”Carolin說道。在缺乏此類機制的情況下，支持全球性4.2千年事件的證據就完全依賴於古氣候記錄中充滿爭議的重合。
因此，就目前來說，大多數古氣候學傢傾向於同意Scroxton的觀點，即支撐4.2千年事件的有力證據限於地中海及亞洲南部地區。“它不算全球性事件。”Johnson說道。
Greaves及其合作者研究得出的結論與之類似。去年他們重新分析瞭十四份古氣候記錄，這些記錄稱發現瞭4200年前的突發氣候轉變[8]。得到的結果是一團亂麻：一些研究顯示確實發生過突然的氣候變幹；另一些顯示的則是持續瞭多個世紀的幹旱事件；還有部分記錄沒有顯示出明顯變化。對於這樣的模式，Greaves團隊找到的最簡單的解釋是在地中海中部及黎凡特地區發生的一次旱災，它引發瞭沙塵暴在美索不達米亞與紮格羅斯山脈的增加。“這次事件是區域化、局部的，”Greaves說。團隊提出，雨帶可能曾經北移，從而導致瞭局部地區的幹旱。“這個隻是個拋磚引玉的觀點。”他說。
還有一種可能是，4.2千年事件實際上是數次涇渭分明的幹旱或降水模式的改變，由於古氣候年代測定上的不確定性而被混為一談。2018年，Railsback與合作者發表瞭來自納米比亞一處洞穴的數據[9]，他們發現4.2千年事件不是單次事件，而是在大約4100年前（BP）一共持續瞭約一個世紀的兩次事件。Railsback還補充說，事件對各地的影響也不相同。“在某些地方，尤其是北半球的中緯度地區，這是一次幹旱事件；而在另一些地方，特別是南半球的緯度帶，這則是潮濕事件。”
2019年，在研究伊朗石筍的一篇論文裡[10]，Carolin及其合作者發現瞭類似的模式。他們的結果顯示，石筍中鎂和鈣的含量在兩個時期裡有所上升，這表示當時環境中的浮塵變多瞭。第一段多塵期在4510年前（BP）突然開始，持續瞭110年；第二段則始於4260年前（BP），持續瞭290年。Carolin團隊認為這是由兩次連續的幹旱引起的。
“那陣子發生過好幾次大幹旱事件。它們都被混在一起瞭，”Johnson說，“這些事件不全是同時開始的，而且在某些地方還有顯示潮濕環境的矛盾記錄。”
確定這些需要更多的古氣候數據。那意味著在非洲和美洲這些取樣不足的地區開展研究工作。但Carolin說古氣候學傢也需要更加精益求精：“你不能隨便找根古老的石筍來研究，尤其它要是受過污染，會使你的測年結果不準確。”
因為劃分像梅加拉亞期這樣的地質時期應該基於全球層面，所以如果4.2千年事件真的隻發生在局部地區的話，梅加拉亞期這個地質界線可能無效。但更重要的是，掌握該事件的范圍與時段將有助於我們理清氣候變化的程度能有多劇烈、發生的時間會有多突然。根據Scroxton的說法，要是沒有像冰水進入北大西洋那樣的外界觸發機制，那4.2千年事件就是“我們所知規模最大的無外力驅動事件、氣候系統自主運轉的最大實例。”
那使得研究者開始猜想，與4.2千年事件類似的事情是否可能在世界的某個地方再次發生——給人為氣候變化已經造成的損害火上澆油。Carolin問：“有多大的可能性，人類將轉入一段長達百年的幹旱期？”
參考文獻：
1. Weiss, H. et al. Science261, 995–1004 (1993).
2. Drysdale, R. et al. Geology34, 101–104 (2006).
3. Berkelhammer, M. et al. in Climates, Landscapes, and Civilizations (eds Giosan, L., Fuller, D. Q., Nicoll, K., Flad, R. K. & Clift, P. D.) Vol. 198 (AGU, 2012).
4. Scroxton, N. et al. Preprint at Climate of the Past Discussions https://doi.org/10.5194/cp-2020-137 (2020).
5. Degroot, D. et al. Nature591, 539–550 (2021).
6. Scroxton, N. et al. Preprint at Climate of the Past Discussions https://doi.org/10.5194/cp-2020-138 (2020).
7. Duan, P. et al. Quat. Sci. Rev. 268, 107104 (2021).
8. Ön, Z. B., Greaves, A. M., Akçer-Ön, S. & Özeren, M. S. Clim. Change165, 7 (2021).
9. Railsback, L. B. et al. Quat. Sci. Rev.186, 78–90 (2018).
10. Carolin, S. A. et al. Proc. Natl Acad. Sci USA 116, 67–72 (2019).
原文以Did a mega drought topple empires 4,200 years ago?為標題發表在2022年1月26日《自然》的新聞特寫版塊上
原文作者：Michael Marshall
© nature
doi: 10.1038/d41586-022-00157-9
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