Escondidos en un laboratorio en el Braunstein Hall de la Universidad de Cincinnati hay tubos de roca y tierra que cuentan una historia en silencio, una historia que mira hacia atrás en la conservación de agua de la sociedad antigua. Los investigadores de la UC esperan que la historia ayude a la preservación futura del recurso más preciado de nuestro planeta.

En un esfuerzo por ayudar a administrar el suministro de agua del mundo de manera más eficiente, un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Cincinnati de los departamentos de antropología, la geografía y la geología han escalado a través de las selvas tropicales, cavó en las profundidades de los desiertos áridos y colaboró ​​con científicos de todo el mundo para observar cómo los humanos antiguos manipulaban su entorno para administrar el agua.

"Comenzamos preguntando, '¿Qué es el agua para los humanos? ¿Cómo nos involucramos con él y cómo nos involucra el medio ambiente? ", pregunta Vernon Scarborough, profesor y jefe de departamento del Departamento de Antropología de la UC. "Cuando miramos la trayectoria de nuestro clima cambiante, nos damos cuenta de que el problema no es solo el cambio climático, sino también el cambio de agua. El clima y el agua funcionan de manera sinérgica y pueden afectarse mutuamente de manera crítica.

"Dados los patrones climáticos actuales, en este y el próximo siglo, Es probable que enfrentemos un mayor aumento del nivel del mar, menos agua potable y una disponibilidad comprometida de agua dulce como resultado de la sequía en muchas áreas y las lluvias y escorrentías inusualmente intensas en otras.

"Así que estamos viendo cómo el pasado puede informar al presente, "agrega Scarborough.

Colaboración de alta tecnología

Para afrontar los problemas futuros de sostenibilidad y gestión del agua, El equipo interdisciplinario de UC de "Indiana Jones" del mundo real emplea tecnología moderna para echar un vistazo dentro de las comunidades de riego antiguas en lugares oscuros alrededor del mundo como el árido suroeste de Estados Unidos y las selvas tropicales húmedas en América Central y el sudeste de Asia.

"El objetivo de estos proyectos es ayudar, en parte, crear una política hídrica moderna y eficaz, "dice Scarborough, que también trabaja en estrecha colaboración con las Naciones Unidas para la Educación, Organización Científica y Cultural (UNESCO). "Explorar todos estos puntos únicos en el mundo es la única forma en que lo lograremos, y es nuestro trabajo en equipo, comunicación y cooperación que harán que este proyecto sea tan exitoso ".

Como resultado de su colaboración, varios miembros del equipo de investigación de la UC presentarán el resultado de su trabajo de campo en una o ambas de las dos próximas y prestigiosas reuniones científicas anuales:la 77a reunión anual de la Sociedad de Ciencias Aplicadas en Santa Fe, Nuevo Mexico, y la 82a reunión anual de la Sociedad de Arqueología Estadounidense en Vancouver, Columbia Británica, Canadá. Ambos se reunirán esta semana.

Durante más de dos décadas, los investigadores trabajaron juntos de manera intrincada en áreas remotas que son conocidas por sus desafíos ambientales y de agua estacionales. Una investigación central se encuentra en lo profundo de la comunidad ancestral Puebloan en el Cañón del Chaco, Nuevo México:los antepasados ​​de los habitantes de los pueblos modernos que prosperaron durante más de 300 años en un desierto seco en el medio del suroeste de Estados Unidos.

Los científicos han debatido durante mucho tiempo si esta área era realmente una comunidad próspera y sostenible basada en el acceso a los recursos locales o un lugar de reunión ocasional para los rituales ceremoniales que dependen de la importación de alimentos y suministros relacionados.

Para crear una instantánea completa de cómo los pueblos indígenas nativos americanos administraron el agua y sobrevivieron en el antiguo desierto, El equipo de investigación de la UC utilizó tecnología de imágenes aéreas de superficie, espectrometría de masas y muestreo geoquímico del suelo, así como estudios antropológicos de comportamiento y ADN y excavaciones de suelo alrededor de estructuras antiguas para ayudar a arrojar luz sobre ese misterio.

En el campo

Nicholas Dunning y Christopher Carr, ambos profesores de geografía de la UC, examinó ampliamente el área geográfica documentando y muestreando las capas estratificadas de roca y sedimento, mientras que Lewis Owen, también profesor de geología de la UC, utilizó luminiscencia estimulada ópticamente, una técnica única para determinar con precisión la edad de las muestras de arena y suelo del núcleo.

"Encontramos evidencia geoquímica de maíz cultivado en el área durante este tiempo, que es un cultivo muy intensivo en agua, así como sofisticadas técnicas de riego y gestión del agua, "dice Kenneth Tankersley, Profesor asociado de antropología y geología de la UC.

Para obtener una vista tridimensional de la superficie del cañón, Carr usó tecnología LIDAR sofisticada, o luz, imagen tecnología de detección y alcance, para medir la elevación de la superficie del suelo desde un avión.

"Esta tecnología utiliza un rayo láser para medir la morfología de la superficie y está revolucionando totalmente la arqueología, "dice Carr." La clave que nos da LIDAR es la elevación para que sepamos cómo fluye el agua desde las cimas de las mesas hacia las zanjas de drenaje y hacia los suelos del valle.

"LIDAR finalmente les dice a los arqueólogos dónde excavar y buscar evidencia de agricultura, canales y compuertas de control de agua debajo de la superficie ".

Supervivencia salada

Para descubrir los secretos milenarios para la supervivencia que se encuentran en las muestras de suelo geoquímicas de núcleos profundos, Tankersley, junto con Owen y Warren Huff, Profesor de geología de la UC, empleó técnicas de muestreo de laboratorio para revelar que el alto nivel de sal en el suelo, una vez que los científicos pensaron que era dañino, era de hecho una forma de mineralización de sulfato de calcio que puede haber funcionado para mejorar el suelo para el maíz (maíz) cultivado en esa area.

"Las mesetas circundantes proporcionaron agua en sus manantiales después de que la nieve se derritió, ", dice Tankersley." Durante la temporada de lluvias, cuando llegan las inundaciones, los habitantes de Pueblo capturarían el agua de escorrentía de pequeños cañones conocidos como los rincones y arroyos periódicos locales como Chaco Wash y Escavada Wash ".

Los investigadores consideran esta estrategia un reflejo de la aversión al riesgo. "Cuando llovió en un lugar por aquí, los habitantes de Pueblo Ancestrales se aprovecharon de ello, y cuando llovía por allá aprovecharon eso, "Dice Scarborough.

Bajo este uso expeditivo del paisaje, dos miembros clave del proyecto de gestión del agua del Chaco, Stephen Plog, profesor de arqueología de la Universidad de Virginia, y Adam Watson en el Museo Americano de Historia Natural también formaron parte del equipo colaborativo que utilizó técnicas de muestreo de ADN en restos humanos para revelar una línea familiar matrilineal notable conectada a través del linaje femenino.

"Gestionar el agua de forma eficaz requiere flexibilidad y creatividad, ya que la lluvia es impredecible en el suroeste, "dice Samantha Fladd, un estudiante de doctorado avanzado de la Universidad de Arizona, también trabajando en el proyecto Chaco aquí en UC. "La presencia de una línea matriz jerárquica ayuda a explicar cómo los habitantes del Chaco coordinaron estas actividades con el fin de practicar con éxito la gestión del agua y la agricultura".

Sin bosques no llueve

En contraste con la aridez del desierto del Cañón del Chaco, muchos de los investigadores también pasaron una cantidad significativa de tiempo en las selvas tropicales guatemaltecas alrededor de Tikal, un sitio centroamericano que coexistió aproximadamente al mismo tiempo que el Cañón del Chaco hace más de mil años.

Si bien los dos entornos no podrían ser más opuestos en el clima, los investigadores encontraron los problemas del agua de Tikal igual de desafiantes. David Lentz, Profesor de biología de la UC, con la ayuda de Scarborough, Suspiro, Tankersley, Carr, Dunning financiado por Owen y NSF, descubrió cómo la civilización maya sobrevivió en Tikal luego de sufrir varias sequías.

"Similar al Cañón del Chaco, encontramos evidencia geoquímica de campos de maíz situados en nichos ambientales específicos en Tikal, "dice Dunning.

Scarborough especula que la escorrentía canalizada por los mayas durante la temporada de lluvias y creó elaborados sistemas de almacenamiento de agua. permitiendo que su civilización prospere durante más de tres siglos. Eventualmente, los mayas no solo sufrieron por un clima cambiante, pero se habían sumado a su propia desaparición, dicen los investigadores.

"Esencialmente, pueden haber afectado un cambio en su propio clima, ", dice Scarborough." Después de varios años de deforestación, talando árboles y bosques para dejar espacio para los cultivos, los mayas sin querer, pero tal vez alteraron drásticamente sus precipitaciones anuales, lo que precipitó grados de sequía que finalmente los obligaron a abandonar el ambiente antes fértil. ¿Suena familiar?"

Con financiación reciente de la National Science Foundation, Dunning, junto con Scarborough y otros investigadores, pasará una quinta temporada este verano como co-investigador principal en el proyecto Yaxnohcah junto con Carr y cuatro estudiantes de la UC. El enfoque de este estudio se centra en el desarrollo del urbanismo antiguo en relación con el agua, manejo de tierras y bosques en las tierras bajas mayas y será un tema de presentación por Dunning y por Carr en la próxima reunión anual de la Sociedad de Arqueología Estadounidense en Vancouver.

Se necesita un pueblo

"Nuestra investigación colaborativa como equipo es fundamental:cada uno de nosotros es un engranaje importante en esta investigación, ", dice Scarborough." Se necesita de cada uno de nosotros y de nuestra experiencia individual para medir de manera efectiva qué tan bien estas primeras comunidades urbanas y rurales se adaptaron al cambio climático y administraron sus recursos hídricos ".

"Todavía tenemos que lidiar con esos mismos problemas en nuestro medio ambiente hoy. Desde una perspectiva arqueológica, nuestro clima cambiante es inmediato, pero pueden pasar varios años antes de que el daño sea completamente evidente a una escala verdaderamente global, "Añade Scarborough.

"Comenzaremos a ver que el nivel del mar aumenta en un buen metro. Debido a que más de dos tercios de las ciudades más grandes del planeta ocupan márgenes costeros, con estimaciones que sugieren que un 80 por ciento anticipado de la población humana gravitará hacia los entornos urbanos en el corto plazo, realmente nos acercamos a una verdadera 'tormenta perfecta' ".

Si bien los investigadores ven la gestión futura del agua como la dirección de esta investigación, también se centran en los cambios constantes en el paisaje y las criaturas que ocupan estos entornos. Scarborough agrega que si no tenemos cuidado, instigaremos aún más cambios en una amplia gama de especies de plantas y animales en todo el mundo.

"Si no diseña para eso de manera adecuada, puede estar construyendo redes de gestión y formas de capturar y controlar el agua que terminará siendo enterrada como la acumulación detrás de las represas modernas, o los planes pueden abandonarse por completo a medida que cambia un río, "dicen Scarborough y Jon-Paul McCool, Estudiante de doctorado de la UC bajo la tutoría de Dunning.

"Cómo las poblaciones pasadas lidiaron con la precipitación variable como la identificada en Tikal, Chaco Wash o los patrones de drenaje en general han sido muy dinámicos. Tales inversiones en la construcción de proyectos de represas masivas hoy en día son un gasto costoso de dinero y tiempo que bien podría beneficiarse de las visiones del pasado.

"No queremos desperdiciar ese dinero en infraestructura de agua de alto precio si podemos participar en una escala más pequeña, estrategias de inversión más bajas como lo hicieron nuestros antepasados ​​".