戈勒扎德洞穴位于达马万德山的山影之下。这座山海拔超过5,000米，雄踞伊朗北部的地貌之中。洞穴中的石笋和钟乳石历经数千年缓慢生长，并留存着有关过去气候事件的线索。如今，这座洞穴中石笋化学成分的变化，将阿卡德帝国的崩溃与4,000多年前的气候变化联系起来。
阿卡德是世界上第一个帝国。大约4,300年前，其统治者阿卡德的萨尔贡统一了一系列独立城邦，帝国由此在美索不达米亚建立。阿卡德的势力沿底格里斯河和幼发拉底河延伸，从如今的伊拉克南部一直到叙利亚和土耳其。帝国南北跨度很大，涵盖了气候各异的地区：北部土地肥沃，高度依赖降雨（是亚洲的“粮仓”之一）；南部则是依靠灌溉的冲积平原。
帝国似乎日益依赖北部地区的生产力，并利用该地区收获的谷物供养军队、向重要支持者分配粮食。大约在帝国建立一个世纪后，阿卡德帝国突然崩溃，随后发生大规模迁徙和冲突。那个时代的苦难在古代文献《阿卡德诅咒》中得到了生动描绘；该文献描述了一段水和食物短缺的动荡时期：
……大片可耕地颗粒无收，淹没的田地不见鱼获，灌溉果园不产糖浆和葡萄酒，厚重的云层却不降雨。
干旱与尘埃
历史学家、考古学家和科学家仍在争论帝国崩溃的原因。最受关注的一种观点由耶鲁大学考古学家哈维·韦斯提出（他在埃尔斯沃思·亨廷顿早期观点的基础上进行了研究），认为崩溃是由干旱条件突然出现所致，干旱严重影响了帝国富饶的北部地区。
韦斯及其同事在叙利亚北部发现证据，显示这个曾经繁荣的地区大约在4,200年前突然被遗弃，陶器和其他考古遗存的缺失便是佐证。取而代之的是，早期肥沃的土壤上出现了大量风积尘土和沙粒，表明干旱开始形成。此后，对阿曼湾和红海海洋沉积岩芯的研究表明，海中的尘埃来自遥远的美索不达米亚，为当时该地区发生干旱提供了进一步证据。
然而，许多其他研究者对韦斯的解释持怀疑态度。例如，有人认为，考古和海洋证据不够准确，不足以证明干旱与美索不达米亚社会变迁之间存在可靠的关联。
一份新的详细气候记录
如今，来自伊朗的石笋数据为这场争论带来了新的线索。在一项发表于《美国国家科学院院刊》的研究中，由牛津大学古气候学家斯泰西·卡罗琳领导，我和同事提供了一份年代测定精确、分辨率很高的尘埃活动记录，涵盖5,200年至3,700年前。伊朗洞穴中的尘埃还能告诉我们许多关于其他地区气候历史的意外信息。
戈勒扎德洞穴可能位于昔日阿卡德帝国以东数百英里处，但它正处在帝国的下风向。因此，该地区约90%的尘埃源自叙利亚和伊拉克的沙漠。
沙漠尘埃中的镁浓度高于当地石灰岩；戈勒扎德的大部分石笋（从洞穴地面向上生长的部分）正是由这种石灰岩形成。因此，戈勒扎德石笋中的镁含量可作为地表尘埃多少的指标：镁浓度越高，表明尘埃越多，进而也意味着环境越干燥。
石笋还有一个优势：利用铀钍测年法可以非常精确地测定其年代。结合这些方法，我们的新研究详细重建了该地区尘埃状况的历史，并确定了两次重大干旱期，分别始于4,510年前和4,260年前，持续110年和290年。后一次干旱恰好发生在阿卡德帝国崩溃之时，有力地表明气候变化至少是导致崩溃的部分原因。
帝国崩溃后，大批人口从北方向南迁移，并遭到当地居民抵抗。人们甚至在底格里斯河和幼发拉底河之间修筑了一道长达180公里的墙——“亚摩利人的驱逐者”——以控制移民，这与当今有人提出的一些策略颇为相似。因此，中东气候骤变的故事跨越数千年，至今仍有回响。
