La modélisation climatique est tournée vers l'avenir, son intention générale d'émettre des hypothèses à quoi pourrait ressembler notre planète à une date ultérieure. Parce que la végétation de la Terre influence le climat, les modèles climatiques incluent fréquemment des reconstitutions de la végétation et sont souvent validés par des comparaisons avec le passé. Pourtant, de tels modèles ont tendance à être simplifiés à l'excès, en occultant ou en omettant la manière dont les gens ont affecté la terre et sa couverture.

L'absence de telles données a conduit à LandCover6k, un projet maintenant dans sa sixième année qui comprend plus de 200 archéologues, historiens, géographes, paléoécologues, et les modélisateurs climatiques du monde entier.

Dirigé par les archéologues Kathleen Morrison de l'Université de Pennsylvanie, Marco Madella de l'Universitat Pompeu Fabra, et Nicki Whitehouse de l'Université de Glasgow, avec l'expertise des données de l'archéologue paysagiste Penn Emily Hammer et d'autres, L'objectif de LandCover6k est d'agréger les preuves archéologiques et historiques des systèmes d'utilisation des terres à partir de quatre tranches de temps—12, il y a 000 ans, 6, il y a 000 ans, 4, il y a 000 ans, et vers l'an 1500—dans une base de données unique que tout le monde peut comprendre et utiliser.

Le projet offre ce que les chercheurs espèrent devenir un outil pour améliorer les prédictions sur l'avenir de la planète, et combler les lacunes de son passé. « Comprendre l'impact humain sur la Terre ne se limite pas à regarder la végétation du passé. Il est également important de comprendre comment les humains ont utilisé la terre et en particulier, la relation entre l'utilisation des terres par l'homme et la végétation, " dit Morrison.

Bien que les modèles actuels du système terrestre suggèrent que l'activité humaine au cours des 12 dernières, 000 ans ont influencé le climat régional et mondial, Madeleine dit, « les modèles ne capturent pas la diversité et l'intensité des activités humaines qui ont affecté la couverture terrestre passée, ils ne capturent pas non plus les cycles du carbone et de l'eau."

L'archéologie fournit des informations importantes sur l'utilisation des terres qui "aide à révéler comment les humains ont affecté la couverture terrestre passée à l'échelle mondiale, " ajoute Whitehouse, « y compris les cultures et les animaux élevés, comment ils étaient cultivés, et combien de terres étaient nécessaires pour nourrir des populations croissantes."

Dans un nouveau PLOS UN papier, l'équipe fournit une introduction détaillée au système de classification de l'utilisation des terres et à la base de données mondiale de LandCover6k.

Créer un langage commun, système

Partager de telles données signifiait d'abord créer un langage commun que les scientifiques de toutes les disciplines pouvaient comprendre. C'est une tâche plus lourde qu'il n'y paraît, dit Morrison. "La classification signifie mettre des bords durs sur quelque chose. C'est très difficile, car les archéologues sont souvent beaucoup plus à l'aise avec le récit."

En partie à cause d'un manque de terminologie commune, les archéologues n'ont pas essayé d'agréger et de comparer les données à l'échelle mondiale, quelque chose que les paléoécologues et les modélisateurs du projet avaient déjà fait, Elle ajoute. « Nous avons passé des années à consulter des collègues du monde entier, discuter de tous les différents types d'utilisation du sol et développer un système de communication - le même langage, la même terminologie, qui pourrait être utilisée n'importe où.

Parce que ces catégories ont historiquement eu une signification différente selon le lieu, le contexte, et période de temps, certains archéologues ont d'abord hésité à s'engager sur des définitions uniques pour chacun. Hammer propose le concept d'« agriculture » à titre d'exemple. « La frontière entre ce qu'on appelle « l'agriculture » ​​et ce qui est considéré comme une production alimentaire à petite échelle par les chasseurs-cueilleurs varie vraiment à travers le monde, " dit-elle. Alors, comment le terrain pourrait-il juger équitablement quand les actions des chasseurs-cueilleurs gérant les ressources végétales et animales sauvages sont devenues « agricoles » ?

Des questions comme celles-ci ont incité l'équipe LandCover6k à créer une hiérarchie au sein du système de classification, avec une catégorie de niveau supérieur capturant une idée dans sa forme la plus large et plusieurs sous-catégories distinctes descendant à partir de là. Dans l'exemple de l'agriculture, l'équipe de recherche a créé un sous-groupe – la production alimentaire de bas niveau – qui pourrait inclure le travail des chasseurs-cueilleurs. L'espoir était d'offrir suffisamment de nuances pour la communauté archéologique tout en rendant les données accessibles aux modélisateurs du climat.

En plus de cette hiérarchie flexible et de la terminologie uniforme, le classement final a trois autres caractéristiques principales. Il est indépendant de l'échelle et de la source, ce qui signifie qu'il explique la myriade de façons dont quelque chose peut être étudié. Il « prend la perspective de la terre plutôt que des gens, " comme l'écrivent les chercheurs dans PLOS UN , et il utilise une échelle de grille cohérente de 8x8 kilomètres. "C'est assez grand, d'un point de vue archéologique, " Marteau dit, "mais nous l'avons fait pour qu'une personne ne dessine pas quelque chose de très petit et une autre personne très grande."

Exemples concrets

Pour montrer comment fonctionne la classification, les chercheurs offrent l'exemple du Moyen-Orient 6, il y a 000 ans. Cette région, la zone représentée par l'Irak d'aujourd'hui, Syrie, Jordan, Koweit, Arabie Saoudite, Qatar, Bahreïn, les Émirats arabes unis, Oman, et le Yémen, abritait l'une des premières agricultures du monde. En utilisant la nouvelle classification et la nouvelle base de données, les participants au projet ont construit une carte régionale d'occupation des sols, malgré une disponibilité des données différente d'un endroit à l'autre.

"La Mésopotamie est étudiée depuis le milieu du 19ème siècle donc il y a beaucoup de données et beaucoup de synthèses sur lesquelles s'appuyer, " Hammer explique. " L'Arabie n'a pas été aussi bien étudiée. Il n'y a que quelques points de données, surtout pour cette période, et à cause des événements climatiques, les données sont encore plus rares que pour les autres périodes. Nous voulions illustrer l'approche que vous adopteriez dans une situation où vous avez beaucoup de données par rapport à un lieu avec juste un peu. » La nouvelle carte des terres du Moyen-Orient est une preuve de concept pour le projet, montrant le contraste entre les fermes sédentaires de Mésopotamie et les terres plus clairsemées d'Arabie.

Les chercheurs ne voient pas de lacunes dans l'information, comme ceux d'Arabie, comme problématique. Plutôt parce que la base de données sur l'utilisation des terres enregistre également la couverture et la qualité des données, il peut mettre en évidence des domaines nécessitant plus de recherche. "Les humains ont transformé les paysages depuis des milliers d'années, " Morrison dit. "Mais nous ne pouvons pas simplement dire cela. Il faut le démontrer."

Et c'est exactement ce que LandCover6k vise à faire, fusionner ce que les archéologues ont glané sur l'utilisation des terres par l'homme à différents moments et lieux en un seul, base de données accessible pour les modélisateurs climatiques et les uns pour les autres. "Ce projet consiste vraiment à traduire ce que nous faisons, " Marteau dit, "pas seulement sur la standardisation de la terminologie afin que nous puissions parler à l'échelle mondiale, mais aussi de tisser ensemble les récits du passé."