Waardoor kwam de transformatie van de jager- en verzamelaarsamenleving naar een landbouwmaatschappij zo laat op gang in Noord-Europa vergeleken met de rest van Europa? Klimaatverandering in het mid-Holoceen lijkt de meest logische oorzaak voor deze late neolithische revolutie, maar wanneer die omschakeling precies plaatsvond bleef lang onduidelijk. Multidisciplinair onderzoek van een internationaal team van geologen, geochemici, archeologen, visbiologen en ecosysteem modelleurs naar temperatuurontwikkelingen gedurende het mid-Holoceen in de Baltische regio biedt een nieuwe kijk op de omwenteling. Geochemisch onderzoek van het NIOZ, Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee leverde een nieuwe zeewatertemperatuur curve op van dit geologische tijdvak en helpt daarmee verklaren wanneer klimaatverandering tot demografische en culturele veranderingen moet hebben geleid, aldus wetenschappelijk tijdschrift Scientific Reports.

Neolitische boeren in het mid-Holoceen.

Het is voor het eerst dat de Nederlandse TEX86-methode, waarmee indirect de temperatuur van het oppervlaktewater wordt gemeten, is toegepast op het uitlezen van sedimentkernen afkomstig uit de bodem van de Baltische Zee. Deze kernen bevatten informatie in hoge resolutie over een tijdperk zo'n 7.100 – 3.000 duizend jaar geleden. Ze onthullen een fascinerende temperatuurgeschiedenis die verklaart waarom de samenleving in de Baltische regio pas 1500 jaar later dan het Europese continent transformeerde van een jager- en verzamelaarsamenleving naar een landbouwmaatschappij.

De zoektocht naar watertemperaturen uit het verleden
"TEX86 functioneert als de paleothermometer in ons onderzoek", vertelt Jaap Sinninghe Damsté, biogeochemicus bij het NIOZ en hoogleraar aan de Universiteit van Utrecht. "Deze thermometer is gebaseerd op overblijfselen van de zogenoemde Thaumarchaeota micro-organismen. Deze microben stemmen de samenstelling van hun membraanlipiden af op de watertemperatuur." Wanneer Thaumarchaeota sterven en naar de bodem zinken, wordt deze 'membraan-informatie' in het sediment opgeslagen, en via een chemische analyse kan zij worden 'terug gelezen'. "Uit onze analyse blijkt dat de zomertemperatuur van het oppervlaktewater varieerde van 14,5 tot 17,5 graden Celsius. De TEX86 curve laat een langdurige onstabiele, maar over het algemeen koudere fase zien tussen 7 en 6 duizend jaar geleden, gevolgd door een snelle opwarming met als hoogtepunt de tijdsperiode tussen 5.600 en 4.500 jaar geleden."

De rode stippen geven de locaties aan waar sedimentkernen uit de Baltische Zee zijn gehaald.

Snelle demografische reactie op klimaatverandering
"Als we deze resultaten vergelijken met onze archeologische bevindingen, zien we een duidelijke overeenkomst." Stephan Shennan, archeoloog van het University College London analyseerde de demografische ontwikkeling van de Baltische regio in het mid-Holoceen. "Kort na zes duizend jaar geleden zien we een snelle stijging van de bevolkingsdichtheid die gelijk loopt met de fase waarin het warmer werd. Ook kunnen we aan de hand van culturele overblijfselen concluderen dat deze ontwikkelingen parallel lopen met de ontstaansgeschiedenis van de landbouwsamenleving in de Baltische regio." De aanzienlijke temperatuurstijging bood ideale omstandigheden voor succesvolle landbouwactiviteiten en mogelijkheden voor Europese agrariërs om uit te breiden naar het noorden. "Onze studie laat zien dat de bevolking slechts twee tot drie generaties nodig heeft gehad voor deze omschakeling. Dat benadrukt dat mensen zeer flexibel en snel kunnen reageren op klimaatverandering", vervolgt Shennan.

Om zijn theorie te bevestigen had Shennan echter gegevens nodig van de temperatuur in de Baltische regio uit het mid-Holoceen. Het onderzoek van de sedimentkernen in hoge resolutie was daarom een essentieel onderdeel van deze studie. "We hebben een multi-proxy-benadering ontwikkeld om zoveel mogelijk informatie uit de zeebodemkernen te halen." Matthias Moros, geoloog aan het Leibnitz-instituut voor onderzoek aan de Oostzee (IOW) coördineerde het project samen met Sinninghe Damsté. "De kernen wezen ons al op een duidelijke verschuiving rond 6 duizend jaar geleden. We zagen dat de structuur van de sedimentlagen volledig veranderen van homogeen naar gelaagd, hetgeen duidt op de afwezigheid van zuurstof in het bodemwater. We weten nu dat dit werd veroorzaakt door temperatuurstijging."

Effect op visbestanden
Tenslotte toonde zijn collega, IOW ecosysteem modelleur Thomas Neumann aan dat het niet een lokaal, maar regionaal fenomeen in de Baltische regio betrof. Hij concludeert: "Ons model biedt een causaal verband tussen temperatuursveranderingen en milieuomstandigheden en zijn terug te zien in gegevens die uit de analyses van de sedimentkernen komen. We menen ook dat de zuurstofloosheid de visbestanden in de Baltische Zee negatief moet hebben beïnvloedt en dat dit gevolgen moet hebben gehad voor de waargenomen culturele veranderingen." Jaap Damsté voegt toe: "Helaas waren de archeologische gegevens waren niet sterk genoeg om dit te bevestigen." Toch vindt hij dat deze studie de kracht van multidisciplinair onderzoek laat zien. "Uiteindelijk heb je al deze wetenschappelijke disciplines nodig om de geschiedenis van de mens beter te begrijpen."


Artikel:
Warden, L., Moros, M., Neumann, T., Shennan, S., Timpson, A., Manning, K., Sollai, M.,  Wacker, L., Perner, K., Häusler, K., Leipe, T., Zillén, L., Kotilainen, H., Jansen, E., Schneider, R.R., Oeberst, R., Arz, H. & Sinninghe Damsté, J.S., Climate induced human demographic and cultural change in northern Europe during the mid-Holocene. https://doi.org/10.1038/s41598-017-14353-5