Spåren från forntida klimatkriser

I nästan hundra år har arkeologer varit skeptiska till att förklara omvälvningar av samhället med klimathändelser. Men nu har klimatarkeologin inte bara kommit in från kylan, den har rent av blivit het. Vår oro för de nutida klimatförändringarna har bidragit.

Arkeologen Bo Gräslund, professor emeritus vid Uppsala universitet, sköt startskottet 2007. Han kopplade Fimbulvintern – den stränga köldperioden som enligt den fornnordiska mytologin skulle föregå jordens undergång – till klimatforskares rön om ett gigantiskt vulkanutbrott år 536. Det sänkte Jordens temperatur och orsakade missväxt i flera år när partiklar hindrade solljuset.

Teorin möttes med misstro och motstånd, men tanken vann sakta mark. När klimatforskare 2015 visade att ett ännu större vulkanutbrott inträffade år 540 och gjorde jorden kallare i över hundra år övertygades många skeptiker. Krisen måste ha orsakat missväxt, hungersnöd och död. Det kan inte ha gått spårlöst förbi i det arkeologiska materialet.

– Nedkylningen var förmodligen den kraftigaste på 2500 år, säger historikern och klimatforskaren Fredrik Charpentier Ljungqvist, som skrivit ”Klimatet och människan de senaste 12 000 åren” och andra böcker om global klimathistoria.

Austin Post / Public domain

Senantikens lilla istid

I Norden inträffade i mitten av 500-talet ett markant kulturskifte med ödeläggelse av gårdar, nytt gravskick med storhögar och en ny samhällselit. Det har arkeologer förklarat med inflytande från kontinenten utifrån de omvälvningar som inträffade under folkvandringstiden, cirka 400 till 550 e Kr, då bland annat Västrom föll år 476 efter härjningar av olika folkgrupper.

Numera anses klimatchocken efter två vulkanutbrott, år 536 och 540, också ha spelat en stor roll. Klimatforskare har föreslagit att köldperioden efter utbrotten som varade i drygt 100 år ska kallas Senantikens lilla istid.

Sedan 1920-talet har de flesta arkeologer varit motvilliga att se tecken på samhällsförändringar som resultat av klimathändelser. Det betraktades som utslag av kulturdeterminism – att människor formas av sin omgivning och att grupper därmed utvecklar särdrag – vilket skapat grund för nationalism och rasism. Nu är det mindre kontroversiellt att säga att klimathändelser kan spela in, även om åsikterna går isär om hur det avspeglas arkeologiskt.

Oron för dagens klimatförändringar har också bidragit till uppsvinget för klimatarkeologi. Klimathistoria är ett tvärvetenskapligt forskningsområde: Arkeologer samarbetar med klimatologer, historiker och miljöforskare, och bidrar med kunskap om hur våra förfäder drabbades av extremt klimat och hur de tacklade kriserna.

Kväveisotoper visar näringshalt i jorden

Vid Lunds universitet har just ett projekt påbörjats där arkeobotaniker tittar på hur odlingen i Sydskandinavien påverkades av klimatkrisen efter vulkanutbrotten. Arkeobotaniker studerar växtmaterial som hittas i arkeologiska utgrävningar. I Lundaprojektet ska de mäta framför allt kväveisotoper för att se hur näringsrika jordarna var under 400-600-talen, enligt projektledaren Mikael Larsson, arkeobotaniker.

Provtagning av Magellanbok. Bild: Hans Linderholm

– Vi har tidigare gjort en pilotstudie på kväveinnehållet i sädeskorn i Uppåkra, Lunds föregångare, med omnejd. Det var väldigt höga näringsnivåer i markerna. Nu ska vi titta på samma sak, men under den här krisperioden. Vi vill se om samhällets nedgång i stort avspeglas i att resurserna blir knappare.

Vad man redan kan se är att sädesslaget emmer åter började odlas på sina håll under perioden, efter att ha fasats ut tidigare.

– Det är intressant att det dyker upp, det tyder på att man har återinfört sädesslaget, som är mindre näringskrävande. Samtidigt tuffar Uppåkra på som vanligt. Vi vill undersöka hur det varierar mellan olika platser, säger Mikael Larsson.

Missväxt syns i sädeskornen

Ett bistrare klimat kan utlösa en kedja av händelser. Om skördar minskar och det blir missväxt kan man till exempel bli tvungen att äta av utsädet eller nödslakta kreatur. Färre djur minskar tillgången på gödsel, vilket avspeglas i kväveisotoperna i sädeskorn som arkeologerna hittar.

Vilka ogräs som hittas kan indikera på vilka odlingsmetoder och växtföljder som använts. Ogräs som blommar på hösten kan exempelvis tyda på att man börjat med höstsådd, vilket troligen först skedde i liten skala när rågen introducerades på 500-600-talet.

Torvmosse i Hemavan, vars lager visar på klimatet under 8000 år. Bild: Miljöarkeologiska laboratoriet.

Klimatforskare har länge studerat syreisotoper i borrkärnor från isen i Antarktis och Grönland, plus djuphavssediment för den riktigt långa utvecklingen. När fokus riktats mot korta dramatiska klimathändelser krävs metoder som ger mer finupplösta data. Kol14-datering kan ge en noggrannhet på cirka 50 år, men den blir sämre när man går längre tillbaka. Man kan också studera pollen i våtmarker och mossar, som redan för länge sedan visat att boplatser övergavs vid en en klimatkris som inträffade på 500-talet.

– På 70-talet tolkade man det försiktigt, som en ”omstrukturering”, men vi vet nu att befolkningen minskade. Jag såg i min avhandling 1996 att odlingen upphörde på de högre delarna av Småländska höglandet på 500-talet, och inte kom tillbaka förrän på 1100-1200-talet, säger Per Lagerås, arkeobotaniker vid Arkeologerna, Statens historiska muséer i Lund.

Vill man studera långa serier med arkeologiskt material är en resurs Miljöarkeologiska laboratoriet vid Umeå universitet, som funnits i över 30 år. Labbet har en databas där det äldsta materialet är uppemot ett par miljoner år, men de flesta proverna är från istiden och framåt. Högupplösta data finns från de senaste 3.000 åren.

– Om man använder kol14, årsringsanalys, ben, keramik, pollen och insekter sammantaget kan man få en ganska precis datering, säger laboratoriets föreståndare Philip Buckland.

Fossila insekter från vikingatiden, hittade på Island. Bild: Miljöarkeologiska laboratoriet.

Materialet i databasen används inte bara av arkeologer, utan till stor del forskare som framför allt studerar insekter. Exempelvis kan man se när i forntiden insekter som klarar riktigt kalla vintrar eller heta somrar har överlevt, vilket ger en fingervisning om klimatet utifrån arkeologiska fynd.

Laboratoriet driver också en pilotstudie om årsringsdatering av historiska byggnader i Småland och har tillsammans med flera denrokronologilabb sökt pengar för nya projekt med klimatfokus.

Dendrokronologisk analys, årsringsdatering, är den metod som ger mest precis datering. Den har utvecklats mycket kraftigt de senaste 10-15 åren, och har på senare år blivit den viktigaste metoden för att studera de 2000-4000 senaste årens klimat. Grunden är att årsringars bredd visar om det varit kallare eller varmare år. Men genom att mäta årsringarnas densitet, hur hårda eller porösa de är, får man ett bättre mått på hur klimatet varit under växtsäsongen.

Klimatrelaterade sjukdomar

– Ännu bättre är att gå närmare inpå och titta på cellstrukturen i jättefin detalj. Det ger högre upplösning än de andra källorna, vi kan se tillväxtåret nästan månad för månad. Genom att se när celldelningen börjar i vår- eller höstveden, kan vi få något bättre information om till exempel temperaturen, säger professor Hans Linderholm, föreståndare för Dendrokronologiska laboratoriet vid Göteborgs universitet.

Han leder även ett projekt, finansierat av Formas, där forskare ska titta på gammalt DNA för att se om man hittar spår av klimatrelaterade sjukdomar. Exempelvis härjade den så kallade justinianska pesten i Europa under 500-talet. Om den utlösts av köldknäppen efter de båda vulkanutbrotten är oklart, men klimatchocken gjorde troligen följderna värre.

– Den fick sannolikt större effekter för att människor var sämre rustade att klara av pesten. Skördarna var sämre och de fick i sig mindre näring, samtidigt som de höll sig mer inne och det var kallt och fuktigt.

Tack vare att fjällen är relativt orörda har forskare med hjälp av välbevarade trädstammar kunnat uppskatta sommartemperaturer under 3 600 år, med vissa luckor. Foto: Dendrokronologiska laboratoriet i Göteborg

Dendroklimatologiska analyser

En fördel med att studera årsringar just när det gäller vulkanutbrott är att de avspeglas snabbt i träds tillväxt. Kombineras mätningar av vidd och densitet med analys av syre- och kolisotoper kan man också få detaljrik information om nederbörd, markvatten och fuktighet.

Många mätningar kostar dock mycket pengar, särskilt att mäta densitet med röntgen. Därför används ”fattigmansröntgen” där man bildbehandlar scannade prover och ser på dem i ett blått färgspektrum.

Källa: Hans Linderholm, Göteborgs universitet

När klimatchocker i historien slog till var det ofta städer med bra kommunikationer som klarade sig bäst. Men även glesbygden kunde klara sig om det fanns alternativa möjligheter till försörjning, visar klimatarkeologisk forskning.

Fredrik Charpentier Ljungqvist som främst forskar kring de senaste 2000 åren, lyfter fram tre faktorer som har varit avgörande för hur våra förfäder klarat klimatchocker: befolkningstryck, teknik och alternativa försörjningsmöjligheter. Generellt är det marginalområden som tar mest stryk i klimatkriser.

– Möjligheter att transportera mat billigt är mycket viktigt; nästan alla stora städer låg historiskt vid floder eller kusten. Det finns städer som inte ligger vid vatten, men de har historiskt varit känsliga för missväxt. Att transportera spannmål på land är mycket dyrare, priset fördubblas var 25:e mil, säger Fredrik Charpentier Ljungqvist, som är docent i historia vid Stockholms universitet och även verksam vid bland annat Bolincentret för klimatforskning.

Å andra sidan kan ett högt befolkningstryck göra städer känsliga. På 1100- och 1200-talen ökade Londons befolkning kraftigt, vilket ledde till en kris. Det arkeologiska materialet visar på en rad negativa effekter: mer sjukdomar bland unga och barn, kortare livslängd och kroppslängd.

– Det beror nog främst på att invånarna fått mindre resurser per capita. Men klimatet är nog en av flera andra faktorer som också spelat in, säger Fredrik Charpentier Ljungqvist.

– Tittar man däremot på till exempel Finland på senmedeltiden så fanns gott om alternativa resurser, där fria bönder både jagade och bedrev fiske. Det är arkeologins viktigaste bidrag till den klimathistoriska forskningen, att hjälpa oss förstå hur olika typer av samhällen klarat sig.

The Frozen Thames,1677, målning av Abraham Hondius (1631 – 1691).

Historiska källor

I historisk tid kan facit på klimathändelsers effekter hittas i skriftliga källor, som kinesiska skildringar av 500-talets kris. Andra exempel på klimatchocker är då temperaturen sjönk kraftigt och nederbörden ökade i slutet av 1500-talet, vilket tycks ha halverat mjölkproduktionen i Schweiz. Perioden 1570-1620 var mycket kall i delar av Europa. Det var en del av den så kallade lilla istiden, från slutet av 1200-talet till slutet av 1800-talet, med kulmen cirka 1570-1710. Analyser av arkeologiskt material kan i bästa fall ge fingervisning om effekter av liknande klimatchocker i förhistorisk tid.

Källa: Fredrik Charpentier Ljungqvist

Bild: Achird, CC BY-SA

Rökstenen restes i rädsla för en ny köldchock

Rökstenen, rest i Östergötland omkring år 800 efter vår tideräkning, är världens mest kända runsten från vikingatiden. I över hundra år försökte forskare koppla runorna på Rökstenen till krigiska bragder. Men i början av 2020 kunde ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt visa att runorna handlade om kampen mellan ljus och mörker, värme och kyla, liv och död. Och att den i själva verket restes i rädsla för en ny ”fimbulvinter”, en vinter som varade i tre år utan sommar och som enligt den nordiska mytologin förebådade Ragnarök – världens undergång.

Studien utgick från arkeologisk forskning om hur hårt Skandinavien drabbades av en tidigare klimatkatastrof med sänkt medeltemperatur, missväxt, svält och massdöd. Bo Gräslund, professor i arkeologi vid Uppsala universitet, pekar på flera anledningar till att människor kan ha fruktat en ny sådan katastrof:

– Innan Rökstenen restes inträffade flera händelser som måste ha varit mycket olycksbådande: en kraftig solstorm färgade himlen i dramatiska röda färger, skördarna drabbades av en extremt kall sommar, och senare skedde en solförmörkelse precis efter soluppgången. Det kunde ha räckt med en av de här händelserna för att väcka oron för en ny ”fimbulvinter”.Källa: Vikingar reste Runsten i rädsla för klimatkatastrof