For at forbedre klimamodeller, et internationalt team henvender sig til arkæologiske data

Klimamodellering vender fremtiden, dens generelle hensigt om at forestille sig, hvordan vores planet kan se ud på et senere tidspunkt. Fordi Jordens vegetation påvirker klimaet, klimamodeller inkluderer ofte vegetationsrekonstruktioner og valideres ofte ved sammenligninger med fortiden. Alligevel har sådanne modeller en tendens til at blive forenklede, overskygge eller udelade, hvordan mennesker påvirkede landet og dets dækning.

Fraværet af sådanne data førte til LandCover6k, et projekt nu på sjette år, der omfatter mere end 200 arkæologer, historikere, geografer, paleokologer, og klimamodeller rundt om i verden.

Ledet af arkæologer Kathleen Morrison fra University of Pennsylvania, Marco Madella fra Universitat Pompeu Fabra, og Nicki Whitehouse fra University of Glasgow, med datakompetence fra Penn landskabsarkæolog Emily Hammer og andre, LandCover6ks mål er at samle arkæologiske og historiske beviser for arealanvendelsessystemer fra fire tidsskiver-12, For 000 år siden, 6, For 000 år siden, 4, For 000 år siden, og omkring år 1500 - til en enkelt database, som alle kan forstå og bruge.

Projektet tilbyder, hvad forskerne håber vil blive et redskab til at forbedre forudsigelser om planetens fremtid, plus udfyld huller om sin fortid. "At forstå den menneskelige indvirkning på Jorden er mere end at se på tidligere vegetation. Det er også vigtigt at forstå, hvordan mennesker brugte jorden og især, forholdet mellem menneskelig arealanvendelse og vegetation, "Siger Morrison.

Selvom nuværende jordsystemmodeller tyder på, at menneskelig aktivitet i løbet af de sidste 12, 000 år påvirket det regionale og globale klima, Madella siger, "modellerne fanger ikke mangfoldigheden og intensiteten af ​​menneskelige aktiviteter, der påvirkede tidligere landdække, de fanger heller ikke kulstof- og vandcyklusser. "

Arkæologi giver vigtige oplysninger om arealanvendelse, der "hjælper med at afsløre, hvordan mennesker har påvirket tidligere landdække i global skala, "tilføjer Whitehouse, "herunder afgrøder og dyr, der opdrættes, hvordan de blev opdrættet, og hvor meget jord der var nødvendigt for at fodre en voksende befolkning. "

I en ny PLOS ONE papir, teamet giver en detaljeret introduktion til LandCover6k's klassificeringssystem til arealanvendelse og global database.

Oprettelse af et fælles sprog, system

At dele sådanne data betød først at skabe et fælles sprog, som forskere på tværs af discipliner kunne forstå. Det er en opgave mere fyldig, end den måske lyder, Siger Morrison. "Klassificering betyder at sætte hårde kanter på noget. Det er meget udfordrende, som arkæologer ofte er meget mere trygge ved at fortælle. "

Dels på grund af mangel på fælles terminologi, arkæologer har ikke forsøgt at samle og sammenligne data på global skala, noget projektets paleoecologer og modellerere allerede havde gjort, tilføjer hun. "Vi brugte år på at rådføre os med kolleger rundt om i verden, diskutere alle de forskellige former for arealanvendelse og udvikle et kommunikationssystem - det samme sprog, den samme terminologi - der kunne bruges overalt. "

Fordi sådanne kategorier historisk set har haft forskellig betydning afhængigt af sted, sammenhæng, og tidsperiode, nogle arkæologer begyndte i begyndelsen ikke at forpligte sig til enkelte definitioner for hver. Hammer giver begrebet "landbrug" som et eksempel. "Grænsen mellem det, der kaldes 'landbrug', og det, som jæger-samlere betragter som lille madproduktion, varierer virkelig over hele verden, "siger hun. Så, hvordan kunne feltet retfærdigt bedømme, når jæger-samleres handlinger, der forvalter vilde plante- og dyreressourcer, blev "landbrug"?

Spørgsmål som disse fik LandCover6k -teamet til at oprette et hierarki inden for klassificeringssystemet, med en kategori på øverste niveau, der fanger en idé på sit bredeste og flere forskellige underkategorier, der triller ned derfra. I landbrugseksemplet, forskergruppen oprettede en undergruppe-fødevareproduktion på lavt niveau-som kunne omfatte jæger-samleres arbejde. Håbet var at tilbyde nok nuance til det arkæologiske samfund, men alligevel gøre dataene tilgængelige for klimamodeller.

Ud over dette fleksible hierarki og den ensartede terminologi, den endelige klassifikation har tre andre hovedtræk. Det er skala- og kildeuafhængigt, hvilket betyder at det tegner sig for de utallige måder noget kan studeres på. Det "tager perspektivet på land frem for mennesker, "som forskerne skriver PLOS ONE , og den anvender en ensartet 8x8 kilometer netskala. "Det er ret stort, fra et arkæologisk perspektiv, "Hammer siger, "men vi gjorde det, så en person ikke tegner noget meget lille og en anden person meget stor."

Konkrete eksempler

For at vise, hvordan klassificeringen fungerer, forskerne giver eksemplet på Mellemøsten 6, 000 år siden. Denne region, området repræsenteret af nutidens Irak, Syrien, Jordan, Kuwait, Saudi Arabien, Qatar, Bahrain, De Forenede Arabiske Emirater, Oman, og Yemen, var hjemsted for noget af det tidligste landbrug i verden. Ved hjælp af den nye klassificering og database, projektdeltagerne byggede et regionalt kort over arealanvendelse, på trods af datatilgængeligheden varierer fra sted til sted.

"Mesopotamien er blevet undersøgt siden midten af ​​1800-tallet, så der er mange data og mange synteser at stole på, "Hammer forklarer." Arabien har ikke været nær så velstuderet. Der er kun et par datapunkter, især for denne periode, og på grund af klimatiske begivenheder, dataene er endnu sjældnere end for andre perioder. Vi ville illustrere den tilgang, du ville tage i en situation, hvor du har mange data versus et sted med bare lidt. "Det nye kort over mellemøstlig jord er et bevis på konceptet for projektet, viser kontrasten mellem de bosatte gårde i Mesopotamien og de mere tyndt bosatte lande i Arabien.

Forskerne ser ikke informationshuller, som i Arabien, som problematisk. Fordi landbrugsdatabasen også registrerer datadækning og kvalitet, det kan fremhæve områder, der kræver mere forskning. "Mennesker har forandret landskaber i tusinder af år, "Siger Morrison." Men det kan vi ikke bare sige. Vi er nødt til at demonstrere det. "

Og det er lige hvad LandCover6k sigter mod at gøre, fusionere det arkæologer har skabt om menneskelig arealanvendelse fra forskellige tidspunkter og steder til et enkelt, tilgængelig database for klimamodeller - og hinanden. "Dette projekt handler virkelig om at oversætte det, vi laver, "Hammer siger, "ikke kun om standardisering af terminologien, så vi kan tale globalt, men også om at væve fortidens fortællinger sammen. "