Un chercheur du Rochester Institute of Technology a développé une méthode mathématique qui montre que le changement climatique a probablement causé l'ascension et la chute d'une civilisation ancienne. Dans un article récemment publié dans la revue Chaos :un journal interdisciplinaire de science non linéaire , Nishant Malik, professeur assistant à l'École des sciences mathématiques du RIT, a décrit la nouvelle technique qu'il a développée et a montré comment l'évolution des modèles de mousson a conduit à la disparition de la civilisation de la vallée de l'Indus, une civilisation de l'âge du bronze contemporaine de la Mésopotamie et de l'Egypte ancienne.

Malik a développé une méthode pour étudier les séries temporelles paléoclimatiques, ensembles de données qui nous renseignent sur les climats passés à l'aide d'observations indirectes. Par exemple, en mesurant la présence d'un isotope particulier dans des stalagmites d'une grotte d'Asie du Sud, les scientifiques ont pu établir un record des précipitations de mousson dans la région au cours des 5 dernières, 700 ans. Mais comme le note Malik, l'étude des séries temporelles paléoclimatiques pose plusieurs problèmes qui rendent difficile leur analyse avec des outils mathématiques généralement utilisés pour comprendre le climat.

"Habituellement, les données que nous obtenons lors de l'analyse du paléoclimat sont de courtes séries temporelles avec du bruit et de l'incertitude, " dit Malik. " En ce qui concerne les mathématiques et le climat, l'outil que nous utilisons très souvent pour comprendre le climat et le temps sont les systèmes dynamiques. Mais la théorie des systèmes dynamiques est plus difficile à appliquer aux données paléoclimatiques. Cette nouvelle méthode peut trouver des transitions dans les séries chronologiques les plus difficiles, y compris le paléoclimat, qui sont courts, ont une certaine quantité d'incertitude et ont du bruit en eux. "

Il existe plusieurs théories sur le déclin de la civilisation de la vallée de l'Indus, y compris l'invasion par les nomades indo-aryens et les tremblements de terre, mais le changement climatique semble être le scénario le plus probable. Mais jusqu'à ce que Malik applique son approche hybride, enracinée dans des systèmes dynamiques mais s'appuyant également sur des méthodes issues des domaines de l'apprentissage automatique et de la théorie de l'information, il n'y avait aucune preuve mathématique. Son analyse a montré qu'il y avait un changement majeur dans les modèles de mousson juste avant l'aube de cette civilisation et que le modèle s'est inversé juste avant qu'il ne décline, indiquant que c'était en fait le changement climatique qui a causé la chute.

Malik a déclaré qu'il espère que la méthode permettra aux scientifiques de développer des méthodes plus automatisées pour trouver des transitions dans les données paléoclimatiques et conduira à d'autres découvertes historiques importantes. Le texte intégral de l'étude est publié dans Chaos :un journal interdisciplinaire de science non linéaire .