Escondidos em um laboratório no Braunstein Hall da Universidade de Cincinnati estão tubos de rocha e terra que silenciosamente contam uma história - uma história que relembra os primórdios da conservação da água na sociedade antiga. Os pesquisadores da UC esperam que a história ajude na preservação futura do recurso mais precioso do nosso planeta.

Em um esforço para ajudar a gerenciar o abastecimento de água mundial de forma mais eficiente, uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Universidade de Cincinnati dos departamentos de antropologia, geografia e geologia escalaram florestas tropicais, cavou profundamente sob desertos áridos e colaborou com cientistas de todo o mundo para observar como os humanos antigos manipulavam seu ambiente para gerenciar a água.

"Começamos perguntando, 'O que é água para os humanos, como nos envolvemos com isso e como o meio ambiente nos envolve? "pergunta Vernon Scarborough, professor e chefe de departamento no Departamento de Antropologia da UC. "Quando olhamos para a trajetória de nosso clima em mudança, percebemos que o problema não é apenas a mudança climática, mas também a mudança hídrica. O clima e a água funcionam em sinergia e podem afetar um ao outro de maneiras críticas.

"Dados os padrões atuais do clima, neste e no próximo século, provavelmente enfrentaremos uma elevação ainda maior do nível do mar, menos água potável e disponibilidade comprometida de água doce como resultado da seca em muitas áreas e chuvas excepcionalmente fortes e escoamento em outras.

"Portanto, estamos analisando como o passado pode informar o presente, "acrescenta Scarborough.

Colaboração de alta tecnologia

Para enfrentar as futuras questões de sustentabilidade e gestão da água, A equipe interdisciplinar da UC do mundo real "Indiana Jones" emprega tecnologia moderna para espiar dentro de antigas comunidades de irrigação em lugares obscuros ao redor do globo, como o árido sudoeste americano e as florestas úmidas na América Central e no sudeste da Ásia.

“O objetivo desses projetos é ajudar, em parte, criar uma política hídrica moderna e eficaz, "diz Scarborough, que também trabalha em estreita colaboração com a Organização das Nações Unidas para a Educação, Organização Científica e Cultural (UNESCO). "Explorar todos esses pontos únicos do globo é a única maneira de chegar lá, e é o nosso trabalho em equipe, comunicação e cooperação que farão deste projeto um sucesso. "

Como resultado de sua colaboração, vários membros da equipe de pesquisa da UC apresentarão o resultado de seu trabalho de campo em um ou ambos os próximos encontros científicos anuais de prestígio:o 77º encontro anual da Sociedade de Ciências Aplicadas em Santa Fé, Novo México, e o 82º encontro anual da Sociedade de Arqueologia Americana em Vancouver, Columbia Britânica, Canadá. Ambos se encontram esta semana.

Por mais de duas décadas, os pesquisadores trabalharam intimamente juntos em áreas remotas que são conhecidas por seus desafios sazonais de água e ambientais. Uma investigação central está situada nas profundezas da comunidade ancestral de Puebloan no Chaco Canyon, Novo México — os ancestrais dos puebloans modernos que prosperaram por mais de 300 anos em um deserto seco no meio do sudoeste americano.

Os cientistas há muito debatem se esta área era realmente uma comunidade próspera e sustentável com base no acesso a recursos locais ou um ponto de encontro ocasional para rituais cerimoniais dependentes da importação de alimentos e suprimentos relacionados.

Para criar um instantâneo abrangente de como os ancestrais nativos americanos puebloans administraram a água e sobreviveram no antigo deserto, A equipe de pesquisa da UC usou tecnologia de imagem de superfície aérea, espectrometria de massa e amostragem geoquímica do solo, bem como estudos antropológicos de comportamento e DNA e escavações de solo em torno de estruturas antigas para ajudar a lançar uma luz significativa sobre esse mistério.

No campo

Nicholas Dunning e Christopher Carr, ambos professores de geografia da UC, olhou amplamente para a área geográfica documentando e amostrando as camadas estratificadas de rocha e sedimento, enquanto Lewis Owen, também professor de geologia da UC, usou luminescência estimulada ótica, uma técnica única para determinar com precisão a idade da areia do núcleo e das amostras de solo.

“Encontramos evidências geoquímicas de milho cultivado na área durante este tempo, que é uma cultura de uso intensivo de água, bem como técnicas sofisticadas de irrigação e gerenciamento de água, "diz Kenneth Tankersley, Professor associado de antropologia e geologia da UC.

Para obter uma visão 3D da superfície do cânion, Carr usou tecnologia LIDAR sofisticada, ou luz, imagem, tecnologia de detecção e alcance, para medir a elevação da superfície do solo de um avião.

“Esta tecnologia usa um feixe de laser para medir a morfologia da superfície e está revolucionando totalmente a arqueologia, "diz Carr." A principal coisa que o LIDAR nos dá é a elevação, para que saibamos como a água flui dos topos das mesetas para as valas de drenagem e para os fundos dos vales.

"O LIDAR diz aos arqueólogos onde escavar e procurar evidências de agricultura, canais e portões de controle de água abaixo da superfície. "

Sobrevivência salgada

Para descobrir os segredos milenares de sobrevivência mantidos nas amostras de solo geoquímico profundo, Tankersley, junto com Owen e Warren Huff, Professor de geologia da UC, empregaram técnicas de amostragem de laboratório para revelar que o alto nível de sal no solo - antes considerado prejudicial pelos cientistas - era na verdade uma forma de mineralização de sulfato de cálcio que pode ter funcionado para melhorar o solo para o milho (milho) cultivado em essa área.

"As mesas ao redor forneceram água em suas fontes depois que a neve derreteu, "diz Tankersley." Durante a estação das chuvas, quando as enchentes atingem, os puebloans capturariam a água do escoamento de pequenos cânions conhecidos como rincons e riachos periódicos locais, como Chaco Wash e Escavada Wash. "

Os pesquisadores consideram essa estratégia um reflexo da aversão ao risco. "Quando choveu em um ponto aqui, os Puebloans Ancestrais aproveitaram-se disso, e quando choveu lá eles se aproveitaram disso, "Scarborough diz.

Sob este uso expedito da paisagem, dois membros-chave do projeto de gestão da água do Chaco, Stephen Plog, professor de arqueologia da Universidade da Virgínia, e Adam Watson, do Museu Americano de História Natural, também fizeram parte da equipe colaborativa que utilizou técnicas de amostragem de DNA em restos mortais humanos para revelar uma linha familiar matrilinear notável conectada através da linhagem feminina.

"Gerenciar a água de maneira eficaz requer flexibilidade e criatividade, já que as chuvas são imprevisíveis no sudoeste, "diz Samantha Fladd, um estudante avançado de doutorado da Universidade do Arizona, também trabalhando no projeto Chaco aqui na UC. "A presença de uma matrilinha hierárquica ajuda a explicar como os moradores do Chaco coordenaram essas atividades para praticar a gestão da água e da agricultura com sucesso."

Sem florestas, sem chuva

Em contraste com a aridez do deserto do Chaco Canyon, muitos dos pesquisadores também passaram uma quantidade significativa de tempo nas florestas tropicais da Guatemala ao redor de Tikal - um local da América Central que coexistiu quase ao mesmo tempo que o Chaco Canyon, mais de mil anos atrás.

Embora os dois ambientes não pudessem ser mais opostos no clima, os pesquisadores consideraram os problemas de água de Tikal igualmente desafiadores. David Lentz, Professor de biologia da UC, com a ajuda de Scarborough, Huff, Tankersley, Carr, Owen e Dunning, financiado pela NSF, descobriu como a civilização maia sobreviveu em Tikal após sofrer várias secas.

"Semelhante ao Chaco Canyon, encontramos evidências geoquímicas para campos de milho situados em nichos ambientais específicos em Tikal, "diz Dunning.

Scarborough especula o escoamento canalizado pelos maias durante a estação chuvosa e criou elaborados sistemas de armazenamento de água, permitindo que sua civilização prosperasse por mais de três séculos. Eventualmente, os maias não sofreram apenas com a mudança do clima, mas eles contribuíram para sua própria morte, dizem os pesquisadores.

"Essencialmente, eles podem ter afetado uma mudança em seu próprio clima, "diz Scarborough." Depois de vários anos de desmatamento - derrubando árvores e florestas para dar lugar às plantações - os maias involuntariamente, mas talvez tenha perturbado drasticamente suas chuvas anuais, que precipitou graus de seca que finalmente os forçou a abandonar o ambiente outrora fértil. Soa familiar?"

Com financiamento recente da National Science Foundation, Dunning, junto com Scarborough e outros pesquisadores, vai passar uma quinta temporada neste verão como co-investigador principal do projeto Yaxnohcah junto com Carr e quatro alunos da UC. O foco deste estudo olha para o desenvolvimento do urbanismo antigo em relação à água, terra e manejo florestal nas terras baixas maias e será um tópico de apresentação de Dunning e de Carr no próximo encontro anual da Sociedade de Arqueologia Americana em Vancouver.

Leva uma aldeia

"Nossa pesquisa colaborativa como uma equipe é crítica - cada um de nós é uma engrenagem importante nesta investigação, "diz Scarborough." É preciso cada um de nós e nossa experiência individual para medir com eficácia quão bem essas primeiras comunidades urbanas e rurais se adaptaram às mudanças climáticas e administraram seus recursos hídricos. "

"Ainda temos que lidar com essas mesmas questões em nosso meio ambiente hoje. De uma perspectiva arqueológica, nossa mudança de clima é imediata, mas pode levar vários anos antes que o dano seja totalmente aparente em uma escala verdadeiramente global, "Scarborough acrescenta.

“Começaremos a ver o nível do mar subir um bom metro. Porque mais de dois terços das maiores cidades do planeta ocupam as margens do litoral, com estimativas sugerindo que cerca de 80 por cento da população humana gravitará em direção a ambientes urbanos no curto prazo, realmente estamos nos aproximando de uma verdadeira 'tempestade perfeita'. "

Enquanto os pesquisadores olham para a gestão futura da água como a direção desta pesquisa, eles também focam nas constantes mudanças na paisagem e nas criaturas que ocupam esses ambientes. Scarborough acrescenta que se não formos cuidadosos, vamos instigar ainda mais mudanças em uma ampla gama de espécies de plantas e animais em todo o mundo.

"Se você não projetar para isso de forma adequada, você pode estar construindo redes de gerenciamento e maneiras de capturar e controlar a água que acabará sendo soterrada como o acúmulo atrás de barragens modernas, ou os planos podem ser abandonados completamente quando um rio muda, "dizem Scarborough e Jon-Paul McCool, Estudante de doutorado da UC sob a orientação de Dunning.

"Como as populações do passado lidaram com a precipitação variável como a identificada em Tikal, A Lavagem Chaco ou os padrões de drenagem em geral têm sido muito dinâmicos. Hoje em dia, esses investimentos na construção de enormes projetos de barragens representam uma despesa cara de dinheiro e tempo que pode muito bem se beneficiar de visões do passado.

"Não queremos desperdiçar esse dinheiro em infraestruturas de água de alto custo se pudermos nos envolver em menor escala, estratégias de investimento mais baixas, como nossos ancestrais fizeram. "