成吉思汗率領的蒙古大軍開創了歷史上最大的陸地連續帝國，其鼎盛時期從亞洲的太平洋沿岸延伸至東歐，並深入波斯和東南亞。儘管傳統觀點認為乾旱可能驅使他們越過草原去征服更富饒的土地，但在蒙古一片令人望而生畏的熔岩地帶發現的古老枯死的樹木卻提供了證據，表明前所未有的降雨實際上可能有助於推動了他們的擴張。
蒙古人在13世紀席捲了舊世界。他們的入侵和擴張常常歸因於他們在草原上經歷的不穩定的氣候，“他們掠奪他人是因為他們沒有穩定的資源，”西弗吉尼亞大學的地理學家艾米·赫斯爾說。“現在，我們都同意他們經歷了多變的氣候。然而，這種認為乾旱驅使蒙古人擴張領土的觀點，實際上並不是基於當時的任何氣候資料，而是基於對當地現代狀況的推斷。”
2010年，赫斯爾與哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的森林生態學家尼爾·彼得森一起，在國家地理贊助的任務中前往蒙古，研究蒙古的氣候歷史以及氣候變化可能如何影響該地區的野火風險。當他們開車經過蒙古帝國的發源地鄂爾渾河谷時，他們看到了一片7000年前火山爆發形成的巨大熔岩地帶，並在那裡尋找古代木材。樹木年輪可以揭示一個地區的歷史——粗壯的年輪表明水分充足，促進了生長，細的年輪則意味著水分和生長較少的年份；年輪的數量與樹木的壽命有關——他們在該地區看到的活的西伯利亞松樹可以存活約700年。
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研究人員還從熔岩地帶的枯木中採集了樣本，因為考慮到寒冷乾燥的環境會減緩腐爛，這些枯木可能比那裡的任何活樹都古老得多。確定一棵枯樹的年齡可能很困難，但活樹中粗細年輪的獨特生長模式可以作為“條形碼”，以識別特定時期（如15世紀）存活的木材。在同一地區同一物種的活木和枯木中看到相同的模式表明，兩者在同一歷史時期都存活。然後，確定枯木的年齡需要倒數回那個時間跨度之前的所有年輪。
總而言之，由美國和蒙古科學家組成的研究團隊採集了17棵樹的樣本。“我們覺得如果能獲得追溯到500年前的記錄，那就太棒了，”彼得森回憶說。出乎意料的是，他們反而發現了兩個樣本，其樹木年輪可以追溯到公元658年，這成為了該地區目前最長的氣候記錄——並且隨著進一步的研究，“我們或許能夠找到可以追溯到2000年前的樹木年輪，”彼得森補充說。“當我們疲憊不堪且生病時，我們是作為事後考慮採集了這些樣本。發現它們可能追溯到那麼久遠，真是難以置信。”
令人驚訝的是，他們基於樹木年輪資料的初步發現表明，蒙古帝國的興起實際上發生在降雨充沛的時期。這會使那裡的草原變得異常茂盛，使蒙古人能夠飼養大量的馬匹和其他牲畜。“那裡實際上有大片的溼地，在溫暖潮溼的時期，它們可能會非常富有生產力，”赫斯爾說。“實際上有很多證據表明，蒙古人在13世紀初就在那裡從事農業生產，這與蒙古人只是牧民和騎兵的形象相反。”
儘管這項研究是初步的，需要在進行適當評估之前收集更多資料，但“我一點也不驚訝會有與早期研究相矛盾的發現，”加州大學聖巴巴拉分校的名譽教授、未參與此項研究的考古學家布萊恩·費根說。“這是一個氣候條件劇烈波動的地區。”
今年夏天，科學家們計劃返回熔岩地帶，尋找更多更古老的樣本。熔岩地帶面積很大，約50平方公里，“而且非常荒涼——我們到處都看到馬的頭骨——這意味著人們可能不太會冒險進入那裡收集柴火，而且那裡可能有很多古代木材，”赫斯爾說。
“我們希望至少能從13世紀獲得15到20個樣本，”彼得森指出。“理想情況下，我們會從四到五個熔岩地帶採集幾種樹種的樣本，以獲得過去1000年中蒙古中部乾旱的可靠記錄。”
研究人員還希望與阿拉巴馬州奧本大學的生態系統建模師韓勤天合作，他可以使用樹木年輪氣候資料來估算蒙古人可以從景觀中獲得的動物和其他資源數量。此外，普林斯頓高等研究院的歷史學家尼古拉·迪·科斯莫及其同事將從中國到歐洲的古籍中梳理有關當時氣候的記載。此外，華盛頓大學的湖泊沉積物專家艾弗裡·庫克·辛尼曼也希望從該地區的湖底採集沉積物管，以尋找過去可能存在的牲畜數量的跡象，這是該地區過去生產力的另一個標誌。“牲畜會擾亂湖泊，以我們能夠看到的方式影響沉積物，而且我們還可以尋找糞殼菌，這是一種在牲畜糞便中茁壯成長的微小孢子，”赫斯爾說。
氣候變化可能不僅有助於解釋帝國的擴張，也可能有助於解釋帝國的收縮。“鄂爾渾河谷溼度的下降可能促使蒙古人將首都遷至北京，”赫斯爾說。
研究人員提醒說，他們並不是說氣候是蒙古帝國興衰的唯一或主要驅動因素。“成吉思汗對於將許多部落團結在一起並促使他們以一種前所未有的方式擴張至關重要——我們只是認為，就像今天一樣，建立一個帝國需要能量，而降雨可能有助於提供‘為’他們馬匹提供動力的草，”赫斯爾說。同樣，“在成吉思汗去世後，帝國在某種程度上變得分裂，大多數歷史學家認為它變得太大而無法有效管理。我們認為氣候變化也可能使帝國的管理變得困難。”
研究人員表示，蒙古帝國的命運可能對現代生活有所啟示。“蒙古人適應了不斷變化的能源和不斷變化的水質，而氣候變化影響了這兩者，”赫斯爾說。“探索他們如何適應，可能會為我們目前面臨的挑戰提供一些啟示。”