Новый математический метод показывает, как изменение климата привело к падению древней цивилизации: исследователь применяет метод к цивилизации долины Инда

Малик разработал метод изучения временных рядов палеоклимата, набор данных, которые рассказывают нам о климате в прошлом с использованием косвенных наблюдений. Например, измеряя присутствие определенного изотопа в сталагмитах из пещеры в Южной Азии, ученые смогли установить рекорд количества муссонных дождей в регионе за последние 5700 лет. Но, как отмечает Малик, изучение временных рядов палеоклимата ставит несколько проблем, которые затрудняют их анализ с помощью математических инструментов, обычно используемых для понимания климата.
«Обычно данные, которые мы получаем при анализе палеоклимата, представляют собой короткие временные ряды с шумом и неопределенностью в нем», – сказал Малик. «Что касается математики и климата, инструмент, который мы очень часто используем для понимания климата и погоды, – это динамические системы.

Но теорию динамических систем труднее применить к палеоклиматическим данным. Этот новый метод позволяет находить переходы в самых сложных временных рядах, включая палеоклимат, которые короткие, содержат некоторую неопределенность и шум."

Существует несколько теорий о том, почему цивилизация долины Инда пришла в упадок, включая вторжение кочевых индоариев и землетрясения, но изменение климата представляется наиболее вероятным сценарием. Но до тех пор, пока Малик не применил свой гибридный подход, основанный на динамических системах, но также опирающийся на методы из областей машинного обучения и теории информации, математических доказательств не было. Его анализ показал, что незадолго до рассвета этой цивилизации в моделях муссонов произошел серьезный сдвиг, и что картина изменила курс прямо перед тем, как пойти на спад, указывая на то, что на самом деле это изменение климата вызвало падение.

Малик надеется, что этот метод позволит ученым разработать более автоматизированные методы поиска переходов в палеоклиматических данных и приведет к дополнительным важным историческим открытиям. Полный текст исследования опубликован в Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science.