De nouvelles mesures ont été faites sur des carottes de glace du Groenland et de Russie, dont certains ont été forés dans les années 1990 et archivés aux États-Unis, Danemark, et l'Allemagne. En utilisant ces mesures et des mesures antérieures, ils ont pu clairement délimiter deux éruptions distinctes - une puissante mais de courte durée, événement relativement localisé au début de 45 avant notre ère, et un événement beaucoup plus important et plus répandu au début de 43 avant notre ère avec des retombées volcaniques qui ont duré plus de deux ans dans tous les enregistrements de carottes de glace.

Les chercheurs ont ensuite effectué une analyse géochimique des échantillons de téphra de la deuxième éruption trouvés dans la glace, faire correspondre les minuscules éclats avec ceux de l'éruption Okmok II en Alaska, l'une des plus grandes éruptions des 2 dernières, 500 ans.

"Le match de tephra ne s'améliore pas, " a déclaré le spécialiste du téphra Gill Plunkett, doctorat de l'Université Queen's de Belfast. "Nous avons comparé l'empreinte chimique du téphra trouvé dans la glace avec le téphra de volcans qui auraient été en éruption à cette époque et il était très clair que la source des retombées de 43 avant notre ère dans la glace était l'éruption d'Okmok II."

Travailler avec des collègues du Royaume-Uni, La Suisse, Irlande, Allemagne, Danemark, Alaska, et l'Université de Yale dans le Connecticut, l'équipe d'historiens et de scientifiques a rassemblé des preuves à l'appui du monde entier, y compris les enregistrements climatiques basés sur les cernes des arbres de Scandinavie, Les Montagnes Blanches de l'Autriche et de la Californie, et les enregistrements climatiques d'un spéléothème (formations de grottes) de la grotte de Shihua dans le nord-est de la Chine. Ils ont ensuite utilisé la modélisation du système Terre pour développer une compréhension plus complète du moment et de l'ampleur du volcanisme au cours de cette période et de ses effets sur le climat et l'histoire.

D'après leurs conclusions, les deux années qui ont suivi l'éruption de l'Okmok II ont été parmi les plus froides de l'hémisphère nord au cours des 2 dernières, 500 ans, et la décennie qui a suivi a été la quatrième la plus froide. Les modèles climatiques suggèrent que les températures moyennes saisonnières pourraient avoir été jusqu'à 7oC (13oF) inférieures à la normale pendant l'été et l'automne qui ont suivi l'éruption d'Okmok en 43 av. avec des précipitations estivales de 50 à 120 pour cent supérieures à la normale dans toute l'Europe du Sud, et les précipitations d'automne atteignant jusqu'à 400 pour cent de la normale.

« Dans la région méditerranéenne, ces conditions humides et extrêmement froides pendant les saisons agricoles importantes du printemps jusqu'à l'automne ont probablement réduit les rendements des cultures et aggravé les problèmes d'approvisionnement pendant les bouleversements politiques en cours de la période, " a déclaré l'archéologue classique Andrew Wilson, D.Phil. de l'Université d'Oxford. "Ces résultats donnent de la crédibilité aux rapports de froid, famine, pénurie alimentaire et maladies décrites par des sources anciennes.

"La gravité de la rupture du Nil lors de l'éruption de l'Okmok a été particulièrement frappante, et la famine et la maladie qui ont été rapportées dans les sources égyptiennes, " a ajouté Joe Manning, historien de l'université de Yale, doctorat "Les effets climatiques ont été un choc sévère pour une société déjà stressée à un moment charnière de l'histoire."

L'activité volcanique aide également à expliquer certains phénomènes atmosphériques inhabituels qui ont été décrits par d'anciennes sources méditerranéennes à l'époque de l'assassinat de César et interprétés comme des signes ou des présages - des choses comme des halos solaires, le soleil s'obscurcissant dans le ciel, ou trois soleils apparaissant dans le ciel (un phénomène maintenant connu sous le nom de parahélie, ou « chien du soleil »). Cependant, beaucoup de ces observations ont eu lieu avant l'éruption d'Okmok II en 43 avant notre ère, et sont probablement liés à une plus petite éruption du mont Etna en 44 avant notre ère.

Bien que les auteurs de l'étude reconnaissent que de nombreux facteurs différents ont contribué à la chute de la République romaine et du royaume ptolémaïque, ils pensent que les effets climatiques de l'éruption d'Okmok II ont joué un rôle indéniablement important et que leur découverte contribue à combler un manque de connaissances sur cette période de l'histoire qui a longtemps intrigué les archéologues et les historiens antiques.

« Les gens spéculent à ce sujet depuis de nombreuses années, c'est donc passionnant de pouvoir apporter des réponses, " a déclaré McConnell.