在墨西哥伸入墨西哥湾最顶端尤卡坦半岛的心脏地带，有一个特殊的湖泊。它的独特之处在于，湖底由粘土密封：唯一的水源是降雨，唯一的水源流失方式是蒸发。湖水咸涩，富含溶解的矿物质。当该地区长期缺雨时，一种名为石膏的白色晶体就会积聚在湖底的泥土中。在过去的五千年里，这种沉积物只在玛雅帝国开始衰落的那段时期出现在湖床中。
几十年前，气候研究人员通过研究这个名为奇坎坎纳布的湖泊，了解到玛雅人曾遭遇过一场干旱。然而，他们并不知道该地区到底有多干旱。如今，同一研究团队利用石膏作为指标，在一篇周四发表在《科学》杂志上的论文中表明，在玛雅文明崩溃期间，降雨量下降了近一半，而在最干旱的年份，降雨量甚至下降了70%以上。
降雨对古玛雅人来说意义重大：他们精密的历法可能就是为了预测季节性雨水的到来而设计的。如今，玛雅人仍然举行祈雨仪式，与数千年前的仪式相似，祈求诸神降雨。在尤卡坦半岛最大的奇坎坎纳布湖，研究人员弄清楚了当时情况有多么严峻。
“奇坎坎纳布湖简直就是一座金矿。只不过这次不是金子，而是石膏，”在佛罗里达大学研究地质时期湖泊的作者之一马克·布伦纳（Mark Brenner）说。“这对我们所做的研究非常有价值。”
这种矿物质对研究人员来说是福音，因为当石膏形成时，它会在其化学结构中捕获水分，从而保存古老的分子。“你可以称之为‘化石水’，”在剑桥大学研究古气候并参与该研究的尼克·埃文斯（Nick Evans）说。
在一千多年前席卷该地区的干旱期间，湖水中最轻的原子首先蒸发，留下最重的原子。通过分析附着在古老石膏中的水分子，研究人员确定玛雅人经历了两次长达几十年的极端干旱期。第一次发生在公元750年至850年左右，正值文明鼎盛时期，下一次则发生在公元950年至1050年之间，当时政治动荡摧毁了玛雅的主要城市。
“我们现在能够估算出数千年前的降雨量和相对湿度，这真是太神奇了，”该论文的首席作者、同时也在剑桥大学研究古气候学的戴维·霍德尔（David Hodell）说。他和他的团队在十多年里收集了该湖泊的现代水样和气候数据，利用水体化学成分与降雨量之间的已知关系，来更好地估算古代的降水量。
“你可以将这种方法应用于任何湖泊系统、海洋沉积物，甚至是火星，”霍德尔说。任何发现石膏的地方，包括红色星球，都可以成为研究对象。如果他们能获得火星样本，研究人员就可以研究地外气候历史。目前，研究墨西哥湖泊中的石膏可以为了解玛雅文明的衰落提供线索。
布伦纳说：“干旱并非玛雅文明灭亡的唯一原因，但它绝对无济于事。我们并不是在推崇‘一发子弹’的理论。当发生长期严重的干旱时，它可能会给社区带来巨大的压力。”
埃文斯表示同意：“没有水，社会真的无法正常运转。”
