Pour leur étude, les chercheurs ont choisi la principale réserve d'eau de l'ancienne cité maya de Naachtun – une capitale régionale entre l'an 150 et 950 de notre ère – qui présente de nombreux vestiges de structures hydrauliques et agraires.

Leur objectif était de reconstituer la dynamique au cours des 5500 dernières années du bassin lacustre de la dépression karstique El Infierno et de son bassin versant – un système hydrologique doublé d'un système morpho-sédimentaire parmi les plus transformés par les sociétés des basses terres mayas. Le site étudié, qui n'est plus occupé depuis environ un millénaire, se situe aujourd'hui dans une forêt tropicale du Petén au Guatemala, dans la réserve de biosphère maya.

L'étude s'appuie sur différentes données de terrain.

• La lecture géomorphologique des paysages par Lidar (Light Detection And Ranging) aéroporté fournit des indicateurs de l'activité humaine (habitat, terrasses agricoles, champs surélevés et drainés).
• Les rapports isotopiques du carbone des archives sédimentaires permettent de retracer l'usage des sols au cours des millénaires.
• Des données hydrologiques actuelles renseignent sur le fonctionnement du bassin versant.

Qu'observent les scientifiques ? Ils distinguent sept cycles hydrologiques (lac alternativement pérenne, intermittent et sec) et six périodes d'érosion (et de transfert sédimentaire), marquées par des apports alternativement forts et faibles de sédiments (« argiles mayas »). L'anthropisation et le climat ont contrôlé indépendamment et parfois conjointement ces fluctuations.

• Ainsi, dès 1500 ans avant notre ère, le défrichement de la forêt à des fins agricoles par les Mayas a contribué à augmenter les ressources en eau.
• Ultérieurement (entre ∼1500 ans avant notre ère et ∼1150 ans de notre ère), le dépôt des argiles mayas dans les dépressions karstiques (en réponse à l'érosion anthropique des sols) a transformé irréversiblement les lacs et les zones humides. Les niveaux lacustres ont été abaissés tandis que des sols développés à l'emplacement des anciens littoraux lacustres sont devenus des espaces agricoles où le maïs a été cultivé.
• Enfin, vers l'an 1000, un épisode de bas niveau lacustre, survenu en réponse à une période de sécheresse, n'a pu que réduire les rendements agricoles et ce, alors que la cité était à son apogée démographique.

Ces travaux permettent d'analyser de manière intégrée les quatre « pics dorés » (Golden Spikes) de la civilisation maya ancienne, bien visibles dans la stratigraphie des argiles mayas.

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