成吉思汗率领的蒙古大军开创了历史上最大的陆地连续帝国，其鼎盛时期从亚洲的太平洋沿岸延伸至东欧，并深入波斯和东南亚。尽管传统观点认为干旱可能驱使他们越过草原去征服更富饶的土地，但在蒙古一片令人望而生畏的熔岩地带发现的古老枯死的树木却提供了证据，表明前所未有的降雨实际上可能有助于推动了他们的扩张。
蒙古人在13世纪席卷了旧世界。他们的入侵和扩张常常归因于他们在草原上经历的不稳定的气候，“他们掠夺他人是因为他们没有稳定的资源，”西弗吉尼亚大学的地理学家艾米·赫斯尔说。“现在，我们都同意他们经历了多变的气候。然而，这种认为干旱驱使蒙古人扩张领土的观点，实际上并不是基于当时的任何气候数据，而是基于对当地现代状况的推断。”
2010年，赫斯尔与哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的森林生态学家尼尔·彼得森一起，在国家地理赞助的任务中前往蒙古，研究蒙古的气候历史以及气候变化可能如何影响该地区的野火风险。当他们开车经过蒙古帝国的发源地鄂尔浑河谷时，他们看到了一片7000年前火山爆发形成的巨大熔岩地带，并在那里寻找古代木材。树木年轮可以揭示一个地区的历史——粗壮的年轮表明水分充足，促进了生长，细的年轮则意味着水分和生长较少的年份；年轮的数量与树木的寿命有关——他们在该地区看到的活的西伯利亚松树可以存活约700年。
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研究人员还从熔岩地带的枯木中采集了样本，因为考虑到寒冷干燥的环境会减缓腐烂，这些枯木可能比那里的任何活树都古老得多。确定一棵枯树的年龄可能很困难，但活树中粗细年轮的独特生长模式可以作为“条形码”，以识别特定时期（如15世纪）存活的木材。在同一地区同一物种的活木和枯木中看到相同的模式表明，两者在同一历史时期都存活。然后，确定枯木的年龄需要倒数回那个时间跨度之前的所有年轮。
总而言之，由美国和蒙古科学家组成的研究团队采集了17棵树的样本。“我们觉得如果能获得追溯到500年前的记录，那就太棒了，”彼得森回忆说。出乎意料的是，他们反而发现了两个样本，其树木年轮可以追溯到公元658年，这成为了该地区目前最长的气候记录——并且随着进一步的研究，“我们或许能够找到可以追溯到2000年前的树木年轮，”彼得森补充说。“当我们疲惫不堪且生病时，我们是作为事后考虑采集了这些样本。发现它们可能追溯到那么久远，真是难以置信。”
令人惊讶的是，他们基于树木年轮数据的初步发现表明，蒙古帝国的兴起实际上发生在降雨充沛的时期。这会使那里的草原变得异常茂盛，使蒙古人能够饲养大量的马匹和其他牲畜。“那里实际上有大片的湿地，在温暖潮湿的时期，它们可能会非常富有生产力，”赫斯尔说。“实际上有很多证据表明，蒙古人在13世纪初就在那里从事农业生产，这与蒙古人只是牧民和骑兵的形象相反。”
尽管这项研究是初步的，需要在进行适当评估之前收集更多数据，但“我一点也不惊讶会有与早期研究相矛盾的发现，”加州大学圣巴巴拉分校的名誉教授、未参与此项研究的考古学家布莱恩·费根说。“这是一个气候条件剧烈波动的地区。”
今年夏天，科学家们计划返回熔岩地带，寻找更多更古老的样本。熔岩地带面积很大，约50平方公里，“而且非常荒凉——我们到处都看到马的头骨——这意味着人们可能不太会冒险进入那里收集柴火，而且那里可能有很多古代木材，”赫斯尔说。
“我们希望至少能从13世纪获得15到20个样本，”彼得森指出。“理想情况下，我们会从四到五个熔岩地带采集几种树种的样本，以获得过去1000年中蒙古中部干旱的可靠记录。”
研究人员还希望与阿拉巴马州奥本大学的生态系统建模师韩勤天合作，他可以使用树木年轮气候数据来估算蒙古人可以从景观中获得的动物和其他资源数量。此外，普林斯顿高等研究院的历史学家尼古拉·迪·科斯莫及其同事将从中国到欧洲的古籍中梳理有关当时气候的记载。此外，华盛顿大学的湖泊沉积物专家艾弗里·库克·辛尼曼也希望从该地区的湖底采集沉积物管，以寻找过去可能存在的牲畜数量的迹象，这是该地区过去生产力的另一个标志。“牲畜会扰乱湖泊，以我们能够看到的方式影响沉积物，而且我们还可以寻找粪壳菌，这是一种在牲畜粪便中茁壮成长的微小孢子，”赫斯尔说。
气候变化可能不仅有助于解释帝国的扩张，也可能有助于解释帝国的收缩。“鄂尔浑河谷湿度的下降可能促使蒙古人将首都迁至北京，”赫斯尔说。
研究人员提醒说，他们并不是说气候是蒙古帝国兴衰的唯一或主要驱动因素。“成吉思汗对于将许多部落团结在一起并促使他们以一种前所未有的方式扩张至关重要——我们只是认为，就像今天一样，创建一个帝国需要能量，而降雨可能有助于提供‘为’他们马匹提供动力的草，”赫斯尔说。同样，“在成吉思汗去世后，帝国在某种程度上变得分裂，大多数历史学家认为它变得太大而无法有效管理。我们认为气候变化也可能使帝国的管理变得困难。”
研究人员表示，蒙古帝国的命运可能对现代生活有所启示。“蒙古人适应了不断变化的能源和不断变化的水质，而气候变化影响了这两者，”赫斯尔说。“探索他们如何适应，可能会为我们目前面临的挑战提供一些启示。”