Matemática mostra como mudança climática derrubou civilização na Ásia

Modelo matemático indica que alteração no padrão das monções levou à queda da civilização do Vale do Indo

Ruínas de Harappa (no atual Paquistão), uma das principais cidades da civilização do Vale do Indo: modelo matemático confirma a forte associação das mudanças climáticas com a ascensão e queda dessa civilização. Crédito: Hassan Nasir/Wikimedia

Um método matemático desenvolvido por um pesquisador do Instituto de Tecnologia de Rochester (RIT, nos EUA) revela que as mudanças climáticas provavelmente causaram a ascensão e queda de uma civilização antiga. Em artigo publicado na revista “Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science”, Nishant Malik, professor assistente na Escola de Ciências Matemáticas da RIT, descreveu a técnica que desenvolveu e mostrou como a mudança nos padrões das monções levou ao fim da civilização do Vale do Indo, uma civilização da Idade do Bronze contemporânea à Mesopotâmia e ao antigo Egito.

Malik desenvolveu um método para estudar séries temporais de paleoclimas, conjuntos de dados que nos falam sobre climas anteriores usando observações indiretas. Por exemplo, ao medirem a presença de um determinado isótopo em estalagmites de uma caverna no sul da Ásia, os cientistas puderam desenvolver um registro de chuvas de monções na região nos últimos 5.700 anos. Mas, como Malik observou, estudar séries temporais de paleoclimas apresenta vários problemas que tornam difícil analisá-las com ferramentas matemáticas normalmente usadas para entender o clima.

“Normalmente, os dados que obtemos ao analisar o paleoclima são uma série de tempo curta com ruído e incerteza”, disse Malik. “No que diz respeito à matemática e ao clima, a ferramenta que usamos com frequência para entender o clima e o tempo são os sistemas dinâmicos. Mas a teoria dos sistemas dinâmicos é mais difícil de aplicar a dados paleoclimáticos. Este novo método pode encontrar transições nas séries temporais mais desafiadoras, incluindo paleoclimas, que são curtos, têm alguma incerteza e têm ruído.”

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Mapas que localizam os assentamentos da civilização do Vale do Indo durante as diferentes fases de sua evolução. O método matemático desenvolvido por Malik mostra que as mudanças climáticas provavelmente causaram a ascensão e queda da antiga civilização. Crédito: Instituto de Tecnologia de Rochester
Reversão de padrões

Existem várias teorias sobre por que a civilização do Vale do Indo declinou, que incluem a invasão por indo-arianos nômades e a ocorrência de terremotos. As mudanças climáticas, no entanto, parecem ser o cenário mais provável. Mas até que Malik aplicasse sua abordagem híbrida – enraizada em sistemas dinâmicos, mas também recorrendo a métodos das áreas de aprendizado de máquina e teoria da informação –, não havia prova matemática. Sua análise mostrou que houve uma grande mudança nos padrões das monções pouco antes do alvorecer dessa civilização e que o padrão inverteu o curso logo antes de ela declinar, indicando que foi de fato a mudança climática que causou a queda.

Malik espera que o método permita aos cientistas desenvolver métodos mais automatizados para encontrar transições em dados paleoclimáticos e levar a descobertas históricas importantes adicionais.

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