Pour en savoir plus sur l'ascension et la chute des anciennes civilisations européennes, les chercheurs trouvent parfois des indices dans des endroits improbables :au plus profond de la calotte glaciaire du Groenland, par exemple.

Il y a des milliers d'années, à l'apogée des anciens empires grec et romain, les émissions de plomb provenant de sources telles que l'extraction et la fusion de minerais de plomb et d'argent en Europe ont dérivé avec les vents au-dessus de l'océan jusqu'au Groenland - une distance de plus de 2800 miles (4600 km) - et se sont déposées sur la glace. Année après année, alors que la neige tombée ajoutait des couches à la calotte glaciaire, les émissions de plomb ont été capturées avec la poussière et d'autres particules en suspension dans l'air, et est devenu une partie de l'enregistrement des carottes de glace que les scientifiques utilisent aujourd'hui pour en savoir plus sur les conditions du passé.

Dans une nouvelle étude publiée dans PNAS , une équipe de scientifiques, des archéologues et économistes du Desert Research Institute (DRI), l'Université d'Oxford, NILU—Norwegian Institute for Air Research et l'Université de Copenhague ont utilisé des échantillons de glace du North Greenland Ice Core Project (NGRIP) pour mesurer, dater et analyser les émissions européennes de plomb capturées dans les glaces du Groenland entre 1100 av.

"Notre record de résolutions infra-annuelles, les mesures datées avec précision dans la carotte de glace commencent en 1100 av. " a déclaré l'auteur principal de l'étude, Joe McConnell, Doctorat., Professeur-chercheur en hydrologie à la DRI. "Nous avons découvert que la pollution au plomb au Groenland suivait de très près les fléaux connus, guerres, troubles sociaux et expansions impériales pendant l'Antiquité européenne.

Une étude précédente du milieu des années 1990 a examiné les niveaux de plomb dans la glace du Groenland en utilisant seulement 18 mesures entre 1100 avant JC et 800 après JC; la nouvelle étude fournit un dossier beaucoup plus complet qui comprenait plus de 21, 000 plomb précis et d'autres mesures chimiques pour développer une date précise, enregistrement continu pour la même période de 1900 ans.

Pour déterminer l'ampleur des émissions européennes à partir des niveaux de pollution au plomb mesurés dans les glaces du Groenland, l'équipe a utilisé des simulations de modèles de transport atmosphérique de pointe.

"Nous pensons que c'est la première fois qu'une modélisation aussi détaillée est utilisée pour interpréter un enregistrement de carotte de glace de la pollution d'origine humaine et identifier la région source la plus probable de la pollution, " a déclaré le coauteur Andreas Stohl, Doctorat., Scientifique senior chez NILU.

On pense que la plupart des émissions de plomb de cette période sont liées à la production d'argent, qui était un élément clé de la monnaie.

« Parce que la plupart des émissions au cours de ces périodes ont résulté de l'extraction et de la fusion de minerais de plomb-argent, les émissions de plomb peuvent être considérées comme un proxy ou un indicateur de l'activité économique globale, " a expliqué McConnell.

En utilisant leur chronologie détaillée des carottes de glace, l'équipe de recherche a recherché des liens entre les émissions de plomb et des événements historiques importants.

Leurs résultats montrent que les émissions de pollution au plomb ont commencé à augmenter dès 900 av. alors que les Phéniciens élargissaient leurs routes commerciales vers la Méditerranée occidentale. Les émissions de plomb se sont accélérées pendant une période d'activité minière accrue par les Carthaginois et les Romains principalement dans la péninsule ibérique, et atteint un maximum sous l'Empire romain.

Les mesures approfondies de l'équipe fournissent une image différente de l'activité économique ancienne que celle fournie par les recherches précédentes. Certains historiens, par exemple, avait fait valoir que le faible record de plomb du Groenland avait fourni la preuve d'une meilleure performance économique pendant la République romaine que pendant l'Empire romain.

Selon les conclusions de cette étude, les niveaux soutenus les plus élevés d'émissions de pollution au plomb ont coïncidé avec l'apogée de l'Empire romain aux Ier et IIe siècles de notre ère, une période de prospérité économique connue sous le nom de Pax Romana. Le dossier montre également que les émissions de plomb étaient très faibles au cours des 80 dernières années de la République romaine, une période connue sous le nom de crise de la République romaine.

"Les émissions de plomb presque quatre fois plus élevées au cours des deux premiers siècles de l'Empire romain par rapport aux dernières décennies de la République romaine indiquent une croissance économique substantielle sous la domination impériale, " a déclaré le coauteur Andrew Wilson, Professeur d'archéologie de l'Empire romain à Oxford.

L'équipe a également constaté que les émissions de plomb augmentaient et diminuaient avec les guerres et l'instabilité politique, surtout pendant la République romaine, et a fait des plongées brutales lorsque deux fléaux majeurs ont frappé l'Empire romain aux IIe et IIIe siècles. La première, appelé la peste d'Antonin, était probablement la variole. La deuxième, appelé la peste de Cyprien, frappé au cours d'une période d'instabilité politique appelée crise du IIIe siècle.

"La grande peste d'Antonin a frappé l'Empire romain en 165 après JC et a duré au moins 15 ans. Les fortes émissions de plomb de la Pax Romana ont pris fin exactement à cette époque et ne se sont rétablies qu'au début du Moyen Âge plus de 500 ans plus tard, " expliqua Wilson.

L'équipe de recherche de cette étude comprenait des spécialistes des carottes de glace, scientifiques de l'atmosphère, archéologues, et les historiens de l'économie, une combinaison inhabituelle d'expertise.

"Travailler avec une équipe aussi diversifiée a été une expérience unique dans ma carrière de scientifique, " a déclaré McConnell. " Je pense que nos résultats montrent qu'il peut y avoir une grande valeur à collaborer entre les disciplines. "