古环境重建（也称为古气候重建）是指为确定过去特定时间和地点的气候和植被状况而进行的结果和调查。气候，包括植被、温度和相对湿度，自人类最早在地球上居住以来，由于自然和文化（人为）原因而发生了很大变化。

气候学家主要使用古环境数据来了解我们世界的环境是如何变化的，以及现代社会需要如何为即将到来的变化做好准备。考古学家利用古环境数据帮助了解居住在考古遗址的人们的生活条件。气候学家从考古研究中受益，因为他们展示了过去人类如何学会适应或未能适应环境变化，以及他们如何通过自己的行为导致环境变化或使环境变得更糟或更好。

使用代理

由古气候学家收集和解释的数据被称为代理数据，代表无法直接测量的数据。我们无法回到过去测量某一天、某一年或某一世纪的温度或湿度，也没有关于气候变化的书面记录能够提供我们这些超过几百年的细节。相反，古气候研究人员依赖于受气候影响的过去事件的生物、化学和地质遗迹。

气候研究人员使用的主要替代物是动植物遗骸，因为一个地区的动植物类型表明了气候：可以将北极熊和棕榈树视为当地气候的指标。植物和动物的可识别痕迹大小不等，从整棵树到显微镜下的硅藻和化学特征。最有用的遗骸是那些大到足以被物种识别的遗骸；现代科学已经能够识别植物物种的花粉粒和孢子等微小物体。

过去气候的关键

代理证据可以是生物、地貌、地球化学或地球物理证据；他们可以记录每年、每十年、每世纪、每千年甚至数千年的环境数据。树木生长和区域植被变化等事件在土壤和泥炭沉积物、冰川冰和冰碛、洞穴形成以及湖泊和海洋底部留下痕迹。

研究人员依靠现代类比；也就是说，他们将过去的发现与世界各地当前气候的发现进行了比较。然而，在非常古老的过去，有些时期的气候与我们地球上目前所经历的完全不同。总的来说，这些情况似乎是气候条件的结果，这种气候条件比我们今天所经历的任何气候条件都有更极端的季节差异。特别重要的是要认识到，过去大气中的二氧化碳水平低于今天的水平，因此大气中温室气体较少的生态系统的表现可能与今天有所不同。

古环境数据源

古气候研究人员可以在几种来源中找到保存下来的过去气候记录。

• 冰川和冰原：长期冰体，如格陵兰和南极冰原，每年都有周期性变化，形成新的冰层，就像树木年轮一样。在一年中温暖和凉爽的季节，冰层的质地和颜色各不相同。此外，随着降水量增加和天气变冷，冰川会扩大，而当气候变暖时，冰川会收缩。数千年来，火山喷发等气候扰动产生的尘埃颗粒和气体被困在这些地层中，这些数据可以通过冰芯进行检索。
• 海底：沉积物每年沉积在海底，有孔虫、介形类和硅藻等生命体死亡并随之沉积。这些形式对海洋温度作出反应：例如，一些在较温暖的时期更为普遍。
• 河口和海岸线：当海平面较低时，河口保存着关于前海平面高度的信息，当海平面上升时，河口保存着关于有机泥炭层和无机淤泥层交替的长序列信息。
• 湖泊：与海洋和河口一样，湖泊也有一年一度的基底沉积物，称为“瓦夫”。瓦夫保存着各种各样的有机遗迹，从整个考古遗址到花粉粒和昆虫。他们可以保存有关环境污染的信息，如酸雨、当地的铁贩子或附近被侵蚀的山丘的径流。
• 洞穴：洞穴是封闭系统，全年保持平均温度，相对湿度较高。洞穴内的矿物沉积物，如钟乳石、石笋和流石，逐渐形成薄薄的方解石层，从而捕获洞穴外的化学成分。因此，洞穴中可以包含连续的、高分辨率的记录，这些记录可以用铀系定年法来确定年代。
• 陆地土壤：陆地上的土壤沉积物也可以作为信息来源，将动物和植物遗骸捕获在山丘底部的崩积层或河谷阶地的冲积层中。

气候变化的考古学研究

至少从格雷厄姆·克拉克（Grahame Clark）1954年在星空卡尔（Star Carr）的工作开始，考古学家就对气候研究感兴趣。许多人与气候科学家合作，以了解占领时的当地条件。Sandweiss和Kelley（2012）发现的一种趋势表明，气候研究人员正开始转向考古记录，以帮助重建古环境。

Sandweiss和Kelley中详细描述的最新研究包括：

• 人类与气候数据之间的相互作用，以确定过去12000年来生活在秘鲁沿海地区的人们厄尔尼诺的发生率和程度以及人类对厄尔尼诺的反应。
• 美索不达米亚北部（叙利亚）的泰尔-雷兰矿床与阿拉伯海的海洋钻探岩芯相匹配，确定了一次之前未知的火山喷发，发生在公元前2075-1675年间，这可能导致泰尔被遗弃后的突然干旱化，并可能导致阿卡德帝国的解体。
• 在美国东北部缅因州的佩诺布斯科特山谷，对早中古时期（约9000-5000年前）遗址的研究有助于建立该地区与湖泊水位下降或低水位相关的洪水事件的年表。
• 苏格兰设得兰岛，新石器时代遗址被沙子淹没，这种情况被认为是北大西洋一段暴风雨时期的迹象。

来源

• Allison AJ和Niemi TM。2010约旦亚喀巴考古遗址附近全新世海岸沉积物的古环境重建。地球考古学25（5）：602-625。
• 《黑暗》第2008页。古环境重建，方法。In:Pearsall DM，编辑。考古学百科全书。纽约：学术出版社。第1787-1790页。
• Edwards KJ、Schofield JE和Mauquoy D.2008年。格陵兰岛东部定居点塔西乌萨克挪威兰德纳姆的高分辨率古环境和年代调查。第四纪研究69:1–15。
• 戈克M、哈姆巴赫U、埃克梅尔E、施瓦克L、泽勒L、福斯M、洛舍尔M和维森伯格GLB。2014介绍应用于晚更新世Nussloch层序（德国西南部）的黄土-古土壤档案古环境重建的改进多代理方法。古地理，古气候学，古生态学410:300-315。
• Lee Thorp J.和Sponheimer M.2015。稳定轻同位素对古环境重建的贡献。编者：亨克W和塔特索尔I。古人类学手册。柏林，海德堡：施普林格柏林海德堡。第441-464页。
• 莱曼。2016在基于动物遗骸重建古环境时，相互气候范围技术（通常）不是同域技术的领域。古地理，古气候学，古生态学454:75-81。
• 罗德D、海州M、马德森DB、布兰丁汉PJ、福曼SL和奥尔森JW。2010中国西部青海湖的古环境和考古调查：湖平面历史的地貌和计时证据。第四纪国际218（1-2）：29-44。
• Sandweiss DH和Kelley AR.2012年。考古学对气候变化研究的贡献：作为古气候和古环境档案的考古记录*。人类学年鉴41（1）：371-391。
• 舒曼。2013古气候重建-方法：Elias SA和Mock CJ，编辑。第四纪科学百科全书（第二版）。阿姆斯特丹：爱思唯尔。第179-184页。