Moderni Homo sapiens sudjelovao je u velikom broju transformacija ekosustava, ali je teško otkriti podrijetlo ili rane posljedice tih ponašanja.Arheološki, geokronološki, geomorfološki i podaci o paleookolišu iz sjevernog Malavija dokumentiraju promjenjiv odnos između prisutnosti tragača za hranom, organizacije ekosustava i formiranja aluvijalne lepeze u kasnom pleistocenu.Otprilike nakon 20. stoljeća formiran je gusti sustav mezolitskih artefakata i aluvijalnih lepeza.Prije 92.000 godina, u paleo-ekološkom okruženju, nije bilo analoga u prethodnom zapisu od 500.000 godina.Arheološki podaci i analiza glavnih koordinata pokazuju da su rani požari koje je izazvao čovjek ublažili sezonska ograničenja paljenja, utječući na sastav vegetacije i eroziju.To je, u kombinaciji s klimatskim promjenama padalina, na kraju dovelo do ekološkog prijelaza na rani predpoljoprivredni umjetni krajolik.
Moderni ljudi moćni su promotori transformacije ekosustava.Tisućama su godina opsežno i namjerno mijenjali okoliš, potaknuvši raspravu o tome kada i kako se pojavio prvi ekosustav kojim su dominirali ljudi (1).Sve više i više arheoloških i etnografskih dokaza pokazuje da postoji velik broj rekurzivnih interakcija između tragača za hranom i njihovog okoliša, što ukazuje da su ta ponašanja temelj evolucije naše vrste (2-4).Fosilni i genetski podaci pokazuju da je Homo sapiens postojao u Africi prije otprilike 315 000 godina (ka).Arheološki podaci pokazuju da se složenost ponašanja koja se javljaju diljem kontinenta značajno povećala u proteklih otprilike 300 do 200 tisuća godina.Kraj pleistocena (čiban) (5).Otkako smo se pojavili kao vrsta, ljudi su se počeli oslanjati na tehnološke inovacije, sezonske aranžmane i složenu društvenu suradnju kako bi napredovali.Ovi nam atributi omogućuju da iskoristimo prethodno nenaseljena ili ekstremna okruženja i resurse, tako da su danas ljudi jedina životinjska vrsta na cijelom svijetu (6).Vatra je odigrala ključnu ulogu u ovoj transformaciji (7).
Biološki modeli pokazuju da se prilagodljivost kuhanoj hrani može pratiti unatrag do najmanje 2 milijuna godina, ali tek su se krajem srednjeg pleistocena pojavili konvencionalni arheološki dokazi o kontroli vatre (8).Oceanska jezgra sa zapisima prašine s velikog područja afričkog kontinenta pokazuje da se u prošlim milijunima godina vrhunac elementarnog ugljika pojavio nakon otprilike 400 tisuća godina, uglavnom tijekom prijelaza iz međuledenog razdoblja u glacijalno razdoblje, ali se također dogodio tijekom holocen (9).To pokazuje da prije otprilike 400. h. požari u podsaharskoj Africi nisu bili uobičajeni, a ljudski doprinos bio je značajan u holocenu (9).Vatra je alat koji su pastiri koristili tijekom holocena za kultiviranje i održavanje travnjaka (10).Međutim, otkrivanje pozadine i ekološkog utjecaja korištenja vatre od strane lovaca-sakupljača u ranom pleistocenu je složenije (11).
Vatra se naziva inženjerskim alatom za manipulaciju resursima u etnografiji i arheologiji, uključujući poboljšanje povrata sredstava za život ili modificiranje sirovina.Te su aktivnosti obično vezane uz javno planiranje i zahtijevaju puno ekološkog znanja (2, 12, 13).Požari krajobraznih razmjera omogućuju lovcima-sakupljačima da otjeraju plijen, kontroliraju štetočine i povećaju produktivnost staništa (2).Vatra na licu mjesta promiče kuhanje, grijanje, obranu predatora i društvenu koheziju (14).Međutim, vrlo je nejasno u kojoj mjeri požari lovaca i sakupljača mogu rekonfigurirati komponente krajolika, poput strukture ekološke zajednice i topografije (15, 16).
Bez zastarjelih arheoloških i geomorfoloških podataka i kontinuiranih ekoloških zapisa s više lokacija, razumijevanje razvoja ekoloških promjena izazvanih čovjekom je problematično.Dugoročni zapisi o jezerskim naslagama iz Velike rascjepne doline u južnoj Africi, u kombinaciji s drevnim arheološkim zapisima u tom području, čine ga mjestom za istraživanje ekoloških utjecaja uzrokovanih pleistocenom.Ovdje izvještavamo o arheologiji i geomorfologiji opsežnog krajolika kamenog doba u južnoj središnjoj Africi.Zatim smo to povezali s podacima o paleookolišu koji obuhvaćaju >600 tisuća godina kako bismo odredili najranije dokaze o povezivanju ljudskog ponašanja i transformacije ekosustava u kontekstu požara koje je izazvao čovjek.
Naveli smo prethodno neprijavljenu dobnu granicu za ležište Chitimwe u okrugu Karonga, smještenom na sjevernom kraju sjevernog dijela Malavija u južnoafričkoj dolini Rift (Slika 1) (17).Ovi slojevi sastavljeni su od aluvijalnih lepeza crvenice i riječnih sedimenata, pokrivaju oko 83 četvorna kilometra, sadrže milijune kamenih proizvoda, ali nema očuvanih organskih ostataka, poput kostiju (dopunski tekst) (18).Naši podaci o optički pobuđenoj svjetlosti (OSL) iz zapisa Zemlje (Slika 2 i Tablice S1 do S3) izmijenili su starost sloja Chitimwe na kasni pleistocen, a najstarija starost aktivacije aluvijalne lepeze i ukopavanja iz kamenog doba je oko 92 ka ( 18, 19).Aluvijalni i riječni sloj Chitimwe prekriva jezera i rijeke pliocensko-pleistocenskog sloja Chiwondo od neusklađenosti pod malim kutom (17).Ove naslage nalaze se u rasjednom klinu uz rub jezera.Njihova konfiguracija ukazuje na interakciju između fluktuacija razine jezera i aktivnih rasjeda koji se protežu u pliocen (17).Iako je tektonsko djelovanje moglo dugo vremena utjecati na regionalnu topografiju i padinu pijemonta, aktivnost rasjeda u ovom području možda je usporena od srednjeg pleistocena (20).Nakon ~800 h i kratko nakon 100 h, hidrologija jezera Malawi uglavnom je uvjetovana klimom (21).Stoga ni jedno ni drugo nije jedino objašnjenje za nastanak aluvijalnih lepeza u kasnom pleistocenu (22).
(A) Položaj afričke postaje u odnosu na suvremene oborine (zvjezdica);plavo je vlažnije, a crveno suše (73);okvir s lijeve strane prikazuje jezero Malawi i okolna područja MAL05-2A i MAL05-1B Lokacija jezgre /1C (ljubičasta točka), gdje je područje Karonga istaknuto kao zeleni obris, a označena je lokacija korita Luchamange kao bijela kutija.(B) Sjeverni dio malavijskog bazena, prikazuje topografiju sjena brežuljka u odnosu na jezgru MAL05-2A, preostali sloj Chitimwe (smeđa mrlja) i lokaciju iskopavanja Projekta ranog mezolitika u Malaviju (MEMSAP) (žuta točka));CHA, Chaminade;MGD, selo Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara jug;VIN, slika književne knjižnice;WW, Beluga.
Središnja starost OSL-a (crvena linija) i raspon pogreške od 1-σ (25% sivo), sve starosti OSL-a povezane s pojavom in situ artefakata u Karongi.Podaci o starosti u odnosu na prošlih 125 ka pokazuju (A) procjene gustoće jezgri svih OSL starosti iz aluvijalnih lepezastih sedimenata, ukazujući na sedimentnu/aluvijalnu lepezastu akumulaciju (cijan) i rekonstrukciju razine vode u jezeru na temelju karakterističnih vrijednosti analize glavnih komponenti (PCA) fosili i autentični minerali (21) (plavo) iz jezgre MAL05-1B/1C.(B) Iz jezgre MAL05-1B/1C (crna, vrijednost blizu 7000 sa zvjezdicom) i jezgre MAL05-2A (siva), broj makromolekularnog ugljika po gramu normaliziran brzinom sedimentacije.(C) Margalef indeks bogatstva vrsta (Dmg) iz fosilnog peluda jezgre MAL05-1B/1C.(D) Postotak fosilne peludi iz Compositae, miombo woodland i Olea europaea, i (E) Postotak fosilne peludi iz Poaceae i Podocarpus.Svi podaci o peludi su iz jezgre MAL05-1B/1C.Brojevi na vrhu odnose se na pojedinačne OSL uzorke detaljno navedene u tablicama S1 do S3.Razlika u dostupnosti podataka i rezoluciji posljedica je različitih intervala uzorkovanja i dostupnosti materijala u jezgri.Slika S9 prikazuje dva makro zapisa ugljika pretvorena u z-rezultate.
(Chitimwe) Na stabilnost krajolika nakon lepezastog formiranja ukazuje formiranje crvenice i karbonata koji tvore tlo, koji prekrivaju lepezaste sedimente cijelog područja istraživanja (dopunski tekst i tablica S4).Formiranje kasnopleistocenskih aluvijalnih lepeza u bazenu jezera Malawi nije ograničeno na područje Karonga.Oko 320 kilometara jugoistočno od Mozambika, dubinski profil zemaljskih kozmogenih nuklida od 26Al i 10Be ograničava formiranje sloja aluvijalne crvene zemlje Luchamange na 119 do 27 ka (23).Ovo opsežno dobno ograničenje u skladu je s našom OSL kronologijom za zapadni dio bazena jezera Malawi i ukazuje na širenje regionalnih aluvijalnih ventilatora u kasnom pleistocenu.Ovo je potkrijepljeno podacima iz zapisa jezerske jezgre, koji pokazuju da je veća stopa sedimentacije popraćena s oko 240 ka, što ima posebno visoku vrijednost na ca.130. i 85. ka (dopunski tekst) (21).
Najraniji dokazi o ljudskom naselju na ovom području povezani su sa sedimentima Chitimwe identificiranim na ~92 ± 7 ka.Ovaj se rezultat temelji na 605 m3 iskopanih sedimenata iz 14 prostorno kontroliranih arheoloških iskopavanja ispod centimetra i 147 m3 sedimenata iz 46 arheoloških pokusnih jama, kontroliranih okomito do 20 cm i vodoravno kontroliranih do 2 metra (Dodatni tekst i slike S1 do S3) Osim toga, također smo istražili 147,5 kilometara, uredili 40 geoloških ispitnih jama i analizirali više od 38 000 kulturnih ostataka iz njih 60 (Tablice S5 i S6) (18).Ova opsežna istraživanja i iskapanja pokazuju da, iako su drevni ljudi, uključujući rane moderne ljude, možda živjeli na tom području prije otprilike 92 hiljadu godina, akumulacija sedimenata povezana s izdizanjem i zatim stabilizacijom jezera Malawi nije sačuvala arheološke dokaze sve do formiranja korita Chitimwe.
Arheološki podaci podupiru zaključak da su u kasnom kvartaru širenje u obliku lepeze i ljudske aktivnosti u sjevernom Malaviju postojale u velikom broju, a kulturni relikti pripadali su tipovima drugih dijelova Afrike koji su povezani s ranim modernim ljudima.Većina artefakata izrađena je od kvarcita ili kvarcnog riječnog šljunka, s radijalnom, Levalloisovom, platformskom i nasumičnim smanjenjem jezgre (Slika S4).Morfološki dijagnostički artefakti uglavnom se pripisuju tehnici tipa Levallois specifičnoj za mezolitično doba (MSA), koja je do sada u Africi postojala najmanje oko 315. st. (24).Najgornji sloj Chitimwea trajao je do ranog holocena, sadržavajući rijetko raspoređene događaje iz mlađeg kamenog doba, a utvrđeno je da je povezan s kasnim pleistocenskim i holocenskim lovcima-sakupljačima diljem Afrike.Nasuprot tome, rijetke su tradicije kamenih alata (kao što su veliki alati za rezanje) koji se obično povezuju s ranim srednjim pleistocenom.Tamo gdje su se dogodili, pronađeni su u sedimentima koji sadrže MSA u kasnom pleistocenu, a ne u ranim fazama taloženja (Tablica S4) (18).Iako je nalazište postojalo na ~92 ha, najreprezentativnije razdoblje ljudske aktivnosti i taloženja aluvijalnom lepezom dogodilo se nakon ~70 ha, dobro definirano nizom OSL starosti (Slika 2).Potvrdili smo ovaj obrazac s 25 objavljenih i 50 prethodno neobjavljenih OSL dobi (Slika 2 i Tablice S1 do S3).Oni pokazuju da je od ukupno 75 određivanja starosti, 70 izvađeno iz sedimenata nakon otprilike 70 tisuća godina.Slika 2 prikazuje 40 godina povezanih s in situ MSA artefaktima, u odnosu na glavne paleoekološke pokazatelje objavljene iz središta MAL05-1B/1C središnjeg bazena (25) i prethodno neobjavljenog MAL05-2A sjevernog središta bazena jezera.Ugljen (uz ventilator koji proizvodi OSL starost).
Koristeći svježe podatke iz arheoloških iskopavanja fitolita i mikromorfologije tla, kao i javne podatke o fosilnom peludu, velikom drvenom ugljenu, vodenim fosilima i autentičnim mineralima iz jezgre Projekta bušenja jezera Malawi, rekonstruirali smo ljudski odnos MSA s jezerom Malawi.Zauzeti klimatske i ekološke uvjete istog razdoblja (21).Posljednja dva agensa glavna su osnova za rekonstrukciju relativnih dubina jezera koje datiraju od više od 1200 ka (21) i podudaraju se s uzorcima peludi i makrougljika prikupljenim s iste lokacije u jezgri od ~636 ka (25) u prošlosti .Najduže jezgre (MAL05-1B i MAL05-1C; 381 odnosno 90 m) prikupljene su oko 100 kilometara jugoistočno od područja arheološkog projekta.Kratka jezgra (MAL05-2A; 41 m) prikupljena je oko 25 kilometara istočno od rijeke North Rukulu (Slika 1).Jezgra MAL05-2A odražava kopnene paleoekološke uvjete u području Kalunge, dok jezgra MAL05-1B/1C ne prima izravan riječni unos iz Kalunge, tako da može bolje odražavati regionalne uvjete.
Brzina taloženja zabilježena u kompozitnoj jezgri bušotine MAL05-1B/1C počela je od 240 ka i porasla s dugoročne prosječne vrijednosti od 0,24 na 0,88 m/ka (Slika S5).Početno povećanje povezano je s promjenama u orbitalnoj moduliranoj sunčevoj svjetlosti, što će uzrokovati promjene visoke amplitude u razini jezera tijekom ovog intervala (25).Međutim, kada orbitalni ekscentricitet padne nakon 85 ka, a klima je stabilna, stopa slijeganja je još uvijek visoka (0,68 m/ka).To se poklopilo s zemaljskim zapisom OSL-a, koji je pokazao opsežne dokaze o širenju aluvijalne lepeze nakon otprilike 92 ka, i bio je u skladu s podacima o osjetljivosti koji pokazuju pozitivnu korelaciju između erozije i požara nakon 85 ka (dopunski tekst i tablica S7).S obzirom na raspon pogreške dostupne geokronološke kontrole, nemoguće je prosuditi razvija li se ovaj skup odnosa sporo iz napretka rekurzivnog procesa ili brzo izbija kada se dostigne kritična točka.Prema geofizičkom modelu evolucije bazena, od srednjeg pleistocena (20), proširenje rascjepa i s tim povezano slijeganje su usporeni, tako da to nije glavni razlog opsežnog procesa formiranja lepeze koji smo uglavnom odredili nakon 92. h.
Od srednjeg pleistocena klima je bila glavni čimbenik kontrole razine jezerske vode (26).Konkretno, izdizanje sjevernog bazena zatvorilo je postojeći izlaz.800 ka za produbljivanje jezera dok ne dosegne visinu praga modernog izlaza (21).Smješten na južnom kraju jezera, ovaj je ispust dao gornju granicu razine vode u jezeru tijekom vlažnih intervala (uključujući i danas), ali je omogućio zatvaranje bazena kako je razina vode u jezeru padala tijekom sušnih razdoblja (27).Rekonstrukcija razine jezera pokazuje izmjenične suhe i vlažne cikluse u proteklih 636 godina.Prema dokazima iz fosilnog peluda, ekstremna sušna razdoblja (>95% smanjenje ukupne vode) povezana s niskom ljetnom sunčanošću dovela su do širenja polupustinjske vegetacije, s drvećem ograničenim na stalne vodene tokove (27).Ove (jezerske) niske razine u korelaciji su s peludnim spektrom, pokazujući visok udio trava (80% ili više) i kserofita (Amaranthaceae) nauštrb svojti drveća i niskog ukupnog bogatstva vrsta (25).Nasuprot tome, kada se jezero približi suvremenoj razini, vegetacija blisko povezana s afričkim planinskim šumama obično se proteže do obale jezera [oko 500 m nadmorske visine (mnm)].Danas se afričke planinske šume pojavljuju samo u malim diskretnim dijelovima iznad oko 1500 mnm (25, 28).
Posljednje ekstremno sušno razdoblje dogodilo se od 104. do 86. godine.Nakon toga, iako se razina jezera vratila na visoke uvjete, otvorene miombo šume s velikom količinom bilja i biljnih sastojaka postale su uobičajene (27, 28).Najznačajniji svojti afričkih planinskih šuma je Podocarpus bor, koji se nikada nije oporavio na vrijednost sličnu prethodnoj visokoj razini jezera nakon 85.000 godina (10,7 ± 7,6% nakon 85.000 godina, dok je slična razina jezera prije 85.000. ).Margalefov indeks (Dmg) također pokazuje da je bogatstvo vrsta u proteklih 85 tisuća godina 43% niže od prethodne održive visoke razine jezera (2,3 ± 0,20 odnosno 4,6 ± 1,21), na primjer, između 420 i 345 tisuća godina ( Dopunski tekst i slike S5 i S6) (25).Uzorci peludi iz otprilike vremena.88 do 78 ka također sadrži visok postotak peludi Compositae, što može ukazivati ​​na to da je vegetacija poremećena i unutar je raspona pogreške najstarijeg datuma kada su ljudi nastanjivali to područje.
Koristimo metodu klimatskih anomalija (29) za analizu paleoekoloških i paleoklimatskih podataka iz jezgri izbušenih prije i poslije 85.000 godina, te ispitujemo ekološki odnos između vegetacije, brojnosti vrsta i oborina te hipotezu o razdvajanju pretpostavljenog čistog predviđanja klime.Osnovni način vožnje od ~550 ka.Na ovaj transformirani ekosustav utječu uvjeti padalina i požari koji pune jezera, što se odražava u nedostatku vrsta i novih kombinacija vegetacije.Nakon posljednjeg sušnog razdoblja oporavili su se samo neki šumski elementi, uključujući komponente otporne na vatru afričkih planinskih šuma, kao što je maslinovo ulje, i komponente otporne na vatru tropskih sezonskih šuma, kao što je Celtis (dodatni tekst i slika S5) ( 25).Kako bismo testirali ovu hipotezu, modelirali smo razine jezerske vode izvedene iz ostrakoda i autentičnih mineralnih nadomjestaka kao neovisnih varijabli (21) i zavisnih varijabli kao što su ugljen i pelud na koje može utjecati povećana učestalost požara (25).
Kako bismo provjerili sličnost ili razliku između ovih kombinacija u različitim vremenima, koristili smo pelud Podocarpusa (zimzeleno drvo), trave (trava) i masline (vatrootporna komponenta afričkih planinskih šuma) za analizu glavnih koordinata (PCoA), i miombo (glavna šumska komponenta danas).Iscrtavanjem PCoA na interpoliranoj površini koja predstavlja razinu jezera kada je svaka kombinacija nastala, ispitali smo kako se kombinacija peludi mijenja s obzirom na oborine i kako se ovaj odnos mijenja nakon 85 ka (Slika 3 i Slika S7).Prije 85.000 godina, uzorci na bazi žitarica agregirali su se prema suhim uvjetima, dok su uzorci na bazi podokarpusa agregirali prema vlažnim uvjetima.Nasuprot tome, uzorci nakon 85.000 godina grupirani su s većinom uzoraka prije 85.000 godina i imaju različite prosječne vrijednosti, što ukazuje da je njihov sastav neobičan za slične oborinske uvjete.Njihov položaj u PCoA odražava utjecaj Olea i miombo, od kojih su oba favorizirana u uvjetima koji su skloniji požaru.U uzorcima nakon 85.000 godina bor Podocarpus je bio zastupljen samo u tri uzastopna uzorka, koji su se dogodili nakon početka intervala između 78. i 79.000 godina.To sugerira da se nakon početnog povećanja količine oborina šuma nakratko oporavila prije nego što je konačno propala.
Svaka točka predstavlja jedan uzorak peludi u određenoj vremenskoj točki, koristeći dopunski tekst i dobni model na slici 1. S8.Vektor predstavlja smjer i gradijent promjene, a duži vektor predstavlja jači trend.Donja površina predstavlja vodostaj jezera kao predstavnik oborina;tamnoplava je viša.Prosječna vrijednost PCoA značajki vrijednosti pruža se za podatke nakon 85.000 (crveni dijamant) i sve podatke sa sličnih razina jezera prije 85.000 (žuti dijamant).Korištenjem podataka za cijelih 636 ka, "simulirana razina jezera" je između -0,130-σ i -0,198-σ blizu prosječne vlastite vrijednosti PCA razine jezera.
Kako bismo proučili odnos između peludi, razine jezerske vode i drvenog ugljena, upotrijebili smo neparametrijsku multivarijantnu analizu varijance (NP-MANOVA) za usporedbu cjelokupnog "okoliša" (predstavljenog matricom podataka o peludi, jezerskoj razini vode i drvenom ugljenu) prije a nakon prijelaza 85 ka.Utvrdili smo da su varijacija i kovarijanca pronađene u ovoj matrici podataka statistički značajne razlike prije i nakon 85 ka (tablica 1).
Naši podaci o kopnenom paleookolišu iz fitolita i tla na rubu Zapadnog jezera u skladu su s tumačenjem temeljenim na proksi jezeru.Oni pokazuju da je unatoč visokoj razini vode u jezeru krajolik pretvoren u krajolik kojim dominiraju otvorene šume s krošnjama i šumoviti travnjaci, baš kao i danas (25).Sve lokacije analizirane za fitolite na zapadnom rubu bazena su nakon ~45 h i pokazuju veliku količinu arborealnog pokrova koji odražava vlažne uvjete.Međutim, vjeruju da je većina malča u obliku otvorene šume obrasle bambusom i paničkom travom.Prema podacima o fitolitu, palme koje nisu otporne na vatru (Arecaceae) postoje samo na obali jezera, a rijetke su ili ih nema na arheološkim nalazištima u unutrašnjosti (Tablica S8) (30).
Općenito govoreći, mokri, ali otvoreni uvjeti u kasnom pleistocenu također se mogu zaključiti iz kopnenih paleosola (19).Karbonat lagunske gline i močvarnog tla s arheološkog nalazišta sela Mwanganda može se pratiti do 40 do 28 cal ka BP (prethodno kalibriran Qian'anni) (Tablica S4).Karbonatni slojevi tla u ležištu Chitimwe obično su nodularni vapnenački (Bkm) i glinoviti i karbonatni (Btk) slojevi, što ukazuje na lokaciju relativne geomorfološke stabilnosti i sporog taloženja iz dalekosežne aluvijalne lepeze. Približno 29 kal ka BP (Dopunski tekst).Erodirano, stvrdnuto lateritno tlo (litički kamen) formirano na ostacima drevnih lepeza ukazuje na uvjete otvorenog krajolika (31) i jake sezonske oborine (32), što ukazuje na kontinuirani utjecaj ovih uvjeta na krajolik.
Potpora za ulogu vatre u ovom prijelazu dolazi iz uparenih makro zapisa drvenog ugljena jezgri bušotine, a dotok drvenog ugljena iz središnjeg bazena (MAL05-1B/1C) općenito se povećao s oko.175 karata.Veliki broj vrhova slijedi između otprilike.Nakon 135 i 175 ka te 85 i 100 ka, razina jezera se oporavila, ali šuma i bogatstvo vrsta nisu se oporavili (dopunski tekst, slika 2 i slika S5).Odnos između priljeva drvenog ugljena i magnetske osjetljivosti jezerskih sedimenata također može pokazati uzorke dugotrajne povijesti požara (33).Koristite podatke Lyonsa i sur.(34) Jezero Malawi nastavilo je erodirati spaljeni krajolik nakon 85.000 godina, što implicira pozitivnu korelaciju (Spearmanov Rs = 0,2542 i P = 0,0002; tablica S7), dok stariji sedimenti pokazuju suprotan odnos (Rs = -0,2509 i P < 0,0001).U sjevernom bazenu, kraća jezgra MAL05-2A ima najdublju sidrišnu točku datiranja, a najmlađi Toba tuf je ~74 do 75 ka (35).Iako mu nedostaje dugoročna perspektiva, ono prima podatke izravno iz bazena odakle potječu arheološki podaci.Podaci o drvenom ugljenu u sjevernom bazenu pokazuju da se od oznake kripto-tefra Toba unos terigenog drvenog ugljena stalno povećavao tijekom razdoblja kada su arheološki dokazi najčešći (Slika 2B).
Dokazi o požarima koje je izazvao čovjek mogu odražavati namjernu upotrebu na razini krajolika, raširene populacije koje uzrokuju više ili veće paljenje na licu mjesta, promjenu dostupnosti goriva sječom niskih šuma ili kombinaciju ovih aktivnosti.Moderni lovci-sakupljači koriste vatru za aktivno mijenjanje nagrada za traženje hrane (2).Njihove aktivnosti povećavaju obilje plijena, održavaju mozaični krajolik i povećavaju toplinsku raznolikost i heterogenost stadija sukcesije (13).Vatra je također važna za aktivnosti na mjestu kao što su grijanje, kuhanje, obrana i druženje (14).Čak i male razlike u rasporedu požara izvan prirodnih udara munje mogu promijeniti obrasce sukcesije šuma, dostupnost goriva i sezonalnost paljenja.Smanjenje pokrivenosti drvećem i podzemnih stabala najvjerojatnije će povećati eroziju, a gubitak raznolikosti vrsta u ovom području usko je povezan s gubitkom afričkih planinskih šumskih zajednica (25).
U arheološkim zapisima prije početka MSA, ljudska kontrola vatre bila je dobro utvrđena (15), ali do sada je njezina upotreba kao alata za upravljanje krajolikom zabilježena samo u nekoliko paleolitskih konteksta.To uključuje otprilike u Australiji.40 ka (36), Highland Nova Gvineja.45 ka (37) mirovni ugovor.50 ka Niah Cave (38) u nizinskom Borneu.U Americi, kada su ljudi prvi put ušli u ove ekosustave, posebno u posljednjih 20 godina (16), smatralo se da je umjetno paljenje glavni čimbenik u rekonfiguraciji biljnih i životinjskih zajednica.Ovi se zaključci moraju temeljiti na relevantnim dokazima, ali u slučaju izravnog preklapanja arheoloških, geoloških, geomorfoloških i podataka o paleookolišu, argument uzročnosti je ojačan.Iako su podaci o morskoj jezgri obalnih voda Afrike prethodno pružili dokaze o promjenama požara u prošlosti oko 400 tisuća godina (9), ovdje pružamo dokaze o ljudskom utjecaju iz relevantnih skupova arheoloških, paleoekoloških i geomorfoloških podataka.
Identifikacija požara izazvanih čovjekom u paleookolišnim zapisima zahtijeva dokaze o požarnim aktivnostima i vremenskim ili prostornim promjenama vegetacije, dokazujući da te promjene nisu predviđene samo klimatskim parametrima, te vremenskim/prostornim preklapanjem između promjena u uvjetima požara i promjena u ljudskom zapisi (29) Ovdje su se prvi dokazi o raširenoj okupaciji MSP-a i formiranju aluvijalne lepeze u bazenu jezera Malawi dogodili otprilike na početku velike reorganizacije regionalne vegetacije.85 karata.Obilje drvenog ugljena u jezgri MAL05-1B/1C odražava regionalni trend proizvodnje i taloženja drvenog ugljena, na približno 150 ka u usporedbi s ostatkom zapisa od 636 ka (slike S5, S9 i S10).Ovaj prijelaz pokazuje važan doprinos vatre u oblikovanju sastava ekosustava, koji se ne može objasniti samo klimom.U situacijama prirodnog požara, paljenje munje obično se događa na kraju sušne sezone (39).Međutim, ako je gorivo dovoljno suho, požari koje je izazvao čovjek mogu se zapaliti u bilo kojem trenutku.U mjerilu scene, ljudi mogu neprestano mijenjati vatru skupljajući drva ispod šume.Konačni rezultat bilo koje vrste požara izazvanog čovjekom je da ima potencijal izazvati veću potrošnju drvene vegetacije, koja traje tijekom cijele godine, i to u svim razmjerima.
U Južnoj Africi, već 164. godine (12), vatra se koristila za toplinsku obradu kamenja za izradu alata.Još od 170. stoljeća (40) vatra se koristila kao alat za kuhanje škrobnih gomolja, čime je vatra u potpunosti iskorištena u antičko doba.Prosperitetni krajolik sklon resursima (41).Krajobrazni požari smanjuju pokrivač drveća i važan su alat za održavanje okoliša travnjaka i šuma, koji su ključni elementi ekosustava kojima posreduje čovjek (13).Ako je svrha promjene vegetacije ili ponašanja plijena povećanje spaljivanja uzrokovanog ljudskim djelovanjem, tada ovo ponašanje predstavlja povećanje složenosti kontrole i postavljanja vatre od strane ranih modernih ljudi u usporedbi s ranim ljudima i pokazuje da je naš odnos s vatrom prošao kroz pomak u međuovisnosti (7).Naša analiza pruža dodatni način za razumijevanje promjena u korištenju vatre od strane ljudi u kasnom pleistocenu i utjecaja tih promjena na njihov krajolik i okoliš.
Širenje aluvijalnih ventilatora kasnog kvartara u području Karonga može biti posljedica promjena u sezonskom ciklusu izgaranja u uvjetima veće količine oborina od prosječne, što dovodi do povećane erozije padina.Mehanizam ove pojave može biti odgovor razmjera sliva potaknut poremećajem uzrokovanim požarom, pojačanom i trajnom erozijom gornjeg dijela sliva i širenjem aluvijalnih lepeza u okolišu pijemonta u blizini jezera Malawi.Ove reakcije mogu uključivati ​​promjenu svojstava tla kako bi se smanjila propusnost, smanjila hrapavost površine i povećalo otjecanje zbog kombinacije uvjeta s velikom količinom oborina i smanjenog pokrova drveća (42).Dostupnost sedimenata u početku se poboljšava ljuštenjem pokrovnog materijala, a s vremenom se čvrstoća tla može smanjiti zbog zagrijavanja i smanjene čvrstoće korijena.Ljuštenje gornjeg sloja tla povećava protok sedimenta, koji se prilagođava lepezastoj akumulaciji nizvodno i ubrzava stvaranje crvenice na lepezastom.
Mnogi čimbenici mogu kontrolirati reakciju krajolika na promjenjive uvjete požara, od kojih većina djeluje unutar kratkog vremenskog razdoblja (42-44).Signal koji ovdje povezujemo očit je na milenijskoj vremenskoj skali.Analiza i modeli evolucije krajolika pokazuju da se s poremećajem vegetacije uzrokovanim ponovljenim šumskim požarima, stopa denudacije značajno promijenila na tisućljetnoj vremenskoj skali (45, 46).Nedostatak regionalnih fosilnih zapisa koji se podudaraju s uočenim promjenama u zapisima drvenog ugljena i vegetacije sprječava rekonstrukciju učinaka ljudskog ponašanja i promjena okoliša na sastav zajednica biljojeda.Međutim, veliki biljojedi koji nastanjuju otvorenije krajolike igraju ulogu u njihovom održavanju i sprječavanju invazije drvenaste vegetacije (47).Ne treba očekivati ​​da će se dokazi o promjenama u različitim komponentama okoliša pojaviti istodobno, već ih treba promatrati kao niz kumulativnih učinaka koji se mogu pojaviti tijekom dugog vremenskog razdoblja (11).Koristeći metodu klimatskih anomalija (29), smatramo ljudsku aktivnost ključnim pokretačkim čimbenikom u oblikovanju krajolika sjevernog Malavija tijekom kasnog pleistocena.Međutim, ti se učinci mogu temeljiti na ranijem, manje očitom nasljeđu interakcija čovjeka i okoliša.Vrhunac drvenog ugljena koji se pojavio u paleookolišnim zapisima prije najranijeg arheološkog datuma može uključivati ​​antropogenu komponentu koja ne uzrokuje iste promjene ekološkog sustava kao što su zabilježene kasnije i ne uključuje naslage koje su dovoljne da pouzdano indiciraju ljudsku okupaciju.
Kratke sedimentne jezgre, poput onih iz susjednog bazena jezera Masoko u Tanzaniji, ili kraće sedimentne jezgre u jezeru Malavi, pokazuju da se relativna zastupljenost peludi trave i šumskih svojti promijenila, što se pripisuje proteklih 45 godina.Prirodne klimatske promjene ka (48-50).Međutim, samo dugotrajnijim promatranjem peludnog zapisa jezera Malawi >600 ka, zajedno s prastarim arheološkim krajolikom uz njega, moguće je razumjeti klimu, vegetaciju, drveni ugljen i ljudske aktivnosti.Iako je vjerojatno da će se ljudi pojaviti u sjevernom dijelu bazena jezera Malawi prije 85.000 godina, oko 85.000 godina, posebno nakon 70.000 godina, ukazuje na to da je to područje privlačno za ljudsko stanovanje nakon završetka posljednjeg velikog sušnog razdoblja.U ovom trenutku, nova ili intenzivnija/češća upotreba vatre od strane ljudi očito je u kombinaciji s prirodnim klimatskim promjenama kako bi se rekonstruirao ekološki odnos> 550-ka, i konačno formirao rani predpoljoprivredni umjetni krajolik (Slika 4).Za razliku od ranijih razdoblja, sedimentna priroda krajolika čuva mjesto MSA, što je funkcija rekurzivnog odnosa između okoliša (distribucija resursa), ljudskog ponašanja (obrasci aktivnosti) i aktivacije lepeze (taloženje/ukopavanje mjesta).
(A) Otprilike.400 ka: Ne mogu se otkriti ljudska bića.Vlažni uvjeti slični su današnjim, a razina jezera visoka.Raznovrsna drvenasta obloga koja nije otporna na vatru.(B) Oko 100 ka: Nema arheoloških zapisa, ali se prisutnost ljudi može otkriti kroz priljev drvenog ugljena.Ekstremno sušni uvjeti javljaju se u suhim slivovima.Podloga je općenito izložena, a površinski sedimenti ograničeni.(C) Oko 85 do 60 ka: Razina vode u jezeru raste s povećanjem oborina.Postojanje ljudskih bića može se otkriti arheologijom nakon 92. h., a nakon 70. h. slijedi spaljivanje gorja i širenje aluvijalnih lepeza.Pojavio se manje raznolik vegetacijski sustav otporan na vatru.(D) Oko 40 do 20 ka: Unos drvenog ugljena u okoliš u sjevernom bazenu se povećao.Formiranje aluvijalnih lepeza se nastavilo, ali je počelo slabiti krajem ovog razdoblja.U usporedbi s prethodnim rekordom od 636 tisuća, razina jezera ostaje visoka i stabilna.
Antropocen predstavlja akumulaciju ponašanja u izgradnji niša razvijenih tijekom tisuća godina, a njegova je skala jedinstvena za modernog Homo sapiensa (1, 51).U modernom kontekstu, s uvođenjem poljoprivrede, krajolici koje je stvorio čovjek nastavljaju postojati i intenzivirati se, ali oni su proširenja obrazaca uspostavljenih tijekom pleistocena, a ne nepovezanost (52).Podaci iz sjevernog Malavija pokazuju da ekološko prijelazno razdoblje može biti produljeno, komplicirano i ponavljajuće.Ova skala transformacije odražava složeno ekološko znanje ranih modernih ljudi i ilustrira njihovu transformaciju u našu globalnu dominantnu vrstu danas.
Prema protokolu koji su opisali Thompson i sur., istraživanje na licu mjesta i snimanje artefakata i karakteristika kaldrme na području istraživanja.(53).Postavljanje ispitne jame i iskopavanje glavnog nalazišta, uključujući mikromorfologiju i uzorkovanje fitolita, slijedilo je protokol koji su opisali Thompson et al.(18) i Wright i sur.(19).Naša karta geografskog informacijskog sustava (GIS) temeljena na karti geoloških istraživanja regije Malavija pokazuje jasnu korelaciju između slojeva Chitimwe i arheoloških nalazišta (Slika S1).Razmak između geoloških i arheoloških ispitnih jama na području Karonga treba uhvatiti najširi reprezentativni uzorak (Slika S2).Geomorfologija, geološka starost i arheološka istraživanja Karonge uključuju četiri glavne terenske metode istraživanja: pješačka istraživanja, arheološke ispitne jame, geološke ispitne jame i detaljna iskapanja lokacije.Zajedno, ove tehnike omogućuju uzorkovanje glavne izloženosti sloja Chitimwe na sjeveru, središtu i jugu Karonge (Slika S3).
Istraga na licu mjesta i snimanje artefakata i kamenih obilježja na području za istraživanje pješaka slijedilo je protokol koji su opisali Thompson et al.(53).Ovaj pristup ima dva glavna cilja.Prvi je identificirati mjesta gdje su kulturni ostaci erodirani, a zatim postaviti arheološke ispitne jame uzbrdo na ta mjesta kako bi se obnovili kulturni ostaci in situ iz zakopanog okoliša.Drugi cilj je formalno zabilježiti distribuciju artefakata, njihove karakteristike i njihov odnos s izvorom obližnjih kamenih materijala (53).U ovom radu, tim od tri osobe hodao je na udaljenosti od 2 do 3 metra ukupno 147,5 linearnih kilometara, prelazeći većinu nacrtanih Chitimwe slojeva (Tablica S6).
Rad se prvo usredotočio na ležišta Chitimwe kako bi se povećali promatrani uzorci artefakata, a zatim se usredotočio na dugačke linearne dijelove od obale jezera do gorja koji presijecaju različite sedimentne jedinice.Ovo potvrđuje ključno zapažanje da su artefakti smješteni između zapadnih gorja i obale jezera povezani samo s ležištem Chitimwe ili novijim sedimentima kasnog pleistocena i holocena.Artefakti pronađeni u drugim naslagama su izvan nalazišta, premješteni s drugih mjesta u krajoliku, kao što se može vidjeti iz njihove zastupljenosti, veličine i stupnja trošenja.
Arheološka ispitna jama na mjestu i iskopavanje glavnog nalazišta, uključujući mikromorfologiju i uzimanje uzoraka fitolita, slijedili su protokol koji su opisali Thompson et al.(18, 54) i Wright i sur.(19, 55).Glavna je svrha razumjeti podzemnu distribuciju artefakata i sedimenata u obliku lepeze u većem krajoliku.Artefakti su obično duboko zakopani na svim mjestima u slojevima Chitimwe, osim na rubovima, gdje je erozija počela uklanjati vrh sedimenta.Tijekom neformalne istrage, dvoje ljudi je prošlo pokraj Chitimwe kreveta, koji su bili prikazani kao značajke karte na geološkoj karti vlade Malavija.Kad su ti ljudi naišli na rubove sedimenta sloja Chitimwe, počeli su hodati uz rub, gdje su mogli promatrati artefakte erodirane iz sedimenta.Laganim naginjanjem iskopa prema gore (3 do 8 m) od artefakata koji aktivno erodiraju, iskop može otkriti njihov in situ položaj u odnosu na sediment koji ih sadrži, bez potrebe za opsežnim bočnim iskopavanjem.Ispitne jame postavljene su tako da su 200 do 300 metara udaljene od sljedeće najbliže jame, čime se bilježe promjene u sedimentu ležišta Chitimwe i artefaktima koje sadrži.U nekim je slučajevima pokusna jama otkrila mjesto koje je kasnije postalo mjesto iskopavanja u punoj veličini.
Sve ispitne jame započinju kvadratom od 1 × 2 m, okrenute su sjever-jug, a iskopavaju se u proizvoljnim jedinicama od 20 cm, osim ako se boja, tekstura ili sadržaj sedimenta značajno ne mijenjaju.Zabilježite sedimentologiju i svojstva tla svih iskopanih sedimenata koji ravnomjerno prolaze kroz suho sito od 5 mm.Ako dubina taloženja i dalje prelazi 0,8 do 1 m, prestanite kopati u jednom od dva četvorna metra i nastavite kopati u drugom, formirajući tako „stepenicu“ kako biste mogli sigurno ulaziti u dublje slojeve.Zatim nastavite iskopavati sve dok se ne dosegne temeljna stijena, najmanje 40 cm arheološki sterilnih sedimenata je ispod koncentracije artefakata ili iskopavanje postane previše nesigurno (duboko) za nastavak.U nekim slučajevima, dubina taloženja treba proširiti ispitnu jamu na trećinu kvadratnog metra i ući u rov u dva koraka.
Geološke ispitne jame već su pokazale da se slojevi Chitimwea često pojavljuju na geološkim kartama zbog svoje prepoznatljive crvene boje.Kada uključuju opsežne potoke i riječne sedimente te aluvijalne lepezaste sedimente, ne izgledaju uvijek crveno (19).Geologija Ispitna jama iskopana je kao jednostavna jama dizajnirana za uklanjanje miješanih gornjih sedimenata kako bi se otkrili podzemni slojevi sedimenata.Ovo je neophodno jer je korito Chitimwe erodirano u paraboličnu padinu, a na padini postoje urušeni sedimenti koji obično ne tvore jasne prirodne dijelove ili usjeke.Stoga su se ova iskapanja ili odvijala na vrhu korita Chitimwe, vjerojatno je postojao podzemni kontakt između sloja Chitimwe i pliocenskog sloja Chiwondo ispod, ili su se odvijala tamo gdje je trebalo datirati sedimente riječne terase (55).
Sveobuhvatna arheološka iskapanja provode se na mjestima koja obećavaju veliki broj sklopova kamenih oruđa na licu mjesta, obično na temelju pokusnih jama ili mjesta gdje se može vidjeti veliki broj kulturnih ostataka kako erodiraju s padine.Glavni iskopani kulturni ostaci izvađeni su iz sedimentnih jedinica iskopanih zasebno u kvadratu 1 × 1 m.Ako je gustoća artefakata velika, jedinica za kopanje je izljev od 10 ili 5 cm.Svi kameni proizvodi, fosilne kosti i oker crtani su tijekom svakog većeg iskapanja, a nema ograničenja veličine.Veličina ekrana je 5 mm.Ako se kulturni relikti otkriju tijekom procesa iskopavanja, dodijelit će im se jedinstveni broj otkrića crtičnog koda, a brojevi otkrića u istoj seriji bit će dodijeljeni filtriranim otkrićima.Kulturne relikvije označene su trajnom tintom, smještene u vrećice s naljepnicama za uzorke i spakovane zajedno s drugim kulturnim relikvijama iz iste pozadine.Nakon analize, svi kulturni ostaci pohranjeni su u Kulturnom i muzejskom centru Karonga.
Sva iskapanja izvode se prema prirodnim slojevima.Oni se dalje dijele na pljuvačke, a debljina pljuvačke ovisi o gustoći artefakta (na primjer, ako je gustoća artefakta niska, debljina pljuska bit će velika).Pozadinski podaci (na primjer, svojstva sedimenta, pozadinski odnosi i opažanja smetnji i gustoća artefakata) bilježe se u bazi podataka Access.Svi podaci o koordinatama (na primjer, nalazi nacrtani u segmentima, visina konteksta, kvadratni uglovi i uzorci) temelje se na koordinatama Universal Transverse Mercator (UTM) (WGS 1984, zona 36S).Na glavnom mjestu, sve točke se bilježe pomoću totalne stanice Nikon Nivo C serije 5″, koja je izgrađena na lokalnoj mreži što je moguće bliže sjeveru UTM-a.Položaj sjeverozapadnog kuta svakog mjesta iskopa i lokacija svakog mjesta iskopa. Količina sedimenta navedena je u tablici S5.
Dio sedimentoloških i znanstvenih svojstava o tlu svih iskopanih jedinica zabilježen je pomoću Programa poljoprivrednih odjela Sjedinjenih Država (56).Sedimentne jedinice specificirane su na temelju veličine zrna, kutnosti i karakteristika naslaga.Zabilježite abnormalne inkluzije i poremećaje povezane s jedinicom sedimenta.Razvoj tla određen je nakupljanjem seskvioksida ili karbonata u podzemnom tlu.Često se bilježi i podzemno trošenje (na primjer, redoks, stvaranje zaostalih nodula mangana).
Točka prikupljanja OSL uzoraka određena je na temelju procjene koji facijes može dati najpouzdaniju procjenu starosti ukopa sedimenta.Na mjestu uzorkovanja iskopani su rovovi kako bi se otkrio autentični sedimentni sloj.Prikupite sve uzorke korištene za OSL datiranje umetanjem neprozirne čelične cijevi (promjera oko 4 cm i duljine oko 25 cm) u profil sedimenta.
OSL datiranje mjeri veličinu skupine zarobljenih elektrona u kristalima (kao što je kvarc ili feldspat) zbog izloženosti ionizirajućem zračenju.Većina tog zračenja dolazi od raspada radioaktivnih izotopa u okolišu, a mala količina dodatnih komponenti u tropskim geografskim širinama pojavljuje se u obliku kozmičkog zračenja.Uhvaćeni elektroni se oslobađaju kada se kristal izloži svjetlu, što se događa tijekom transporta (događaj nuliranja) ili u laboratoriju, gdje se osvjetljenje događa na senzoru koji može detektirati fotone (na primjer, fotomultiplikatorska cijev ili kamera s nabijenim spojni uređaj) Donji dio emitira kada se elektron vrati u osnovno stanje.Čestice kvarca veličine između 150 i 250 μm odvajaju se prosijavanjem, obradom kiselinom i odvajanjem po gustoći te se koriste kao mali alikvoti (<100 čestica) postavljeni na površinu aluminijske ploče ili izbušeni u jažicu 300 x 300 mm. čestice se analiziraju na aluminijskoj posudi.Zakopana doza obično se procjenjuje metodom regeneracije jednog alikvota (57).Uz procjenu doze zračenja koju primaju žitarice, OSL datiranje također zahtijeva procjenu brzine doze mjerenjem koncentracije radionuklida u sedimentu prikupljenog uzorka pomoću gama spektroskopije ili neutronske aktivacijske analize, te određivanje kozmičke doze referentnog uzorka Lokacija i dubina ukop.Konačno određivanje dobi postiže se dijeljenjem ukopane doze s brzinom doze.Međutim, kada postoji promjena u dozi izmjerenoj jednim zrnom ili grupom zrna, potreban je statistički model za određivanje odgovarajuće zakopane doze koja će se koristiti.Zakopana doza izračunava se ovdje korištenjem modela središnje ere, u slučaju datiranja pojedinačnog alikvota, ili u slučaju datiranja pojedinačnom česticom, korištenjem modela konačne mješavine (58).
Tri neovisna laboratorija izvršila su OSL analizu za ovu studiju.Detaljne pojedinačne metode za svaki laboratorij prikazane su u nastavku.Općenito, koristimo metodu regenerativne doze za primjenu OSL datiranja na male alikvote (desetke zrna) umjesto analize pojedinačnih zrna.To je zato što je tijekom eksperimenta regenerativnog rasta stopa oporavka malog uzorka niska (<2%), a OSL signal nije zasićen na prirodnoj razini signala.Međulaboratorijska dosljednost određivanja starosti, dosljednost rezultata unutar i između testiranih stratigrafskih profila, te dosljednost s geomorfološkom interpretacijom 14C starosti karbonatnih stijena glavna su osnova za ovu procjenu.Svaki je laboratorij procijenio ili implementirao sporazum o jednom zrnu, ali je neovisno utvrdio da ono nije prikladno za korištenje u ovoj studiji.Detaljne metode i protokoli analize koje slijedi svaki laboratorij navedeni su u dopunskim materijalima i metodama.
Kameni artefakti izvađeni iz kontroliranih iskapanja (BRU-I; CHA-I, CHA-II i CHA-III; MGD-I, MGD-II i MGD-III; i SS-I) temelje se na metričkom sustavu i kvaliteti karakteristike.Izmjerite težinu i maksimalnu veličinu svakog obratka (korištenje digitalne vage za mjerenje težine je 0,1 g; korištenje Mitutoyo digitalne čeljusti za mjerenje svih dimenzija je 0,01 mm).Svi kulturni ostaci također su klasificirani prema sirovinama (kvarc, kvarcit, kremen, itd.), veličini zrna (fino, srednje, grubo), ujednačenosti veličine zrna, boji, vrsti korteksa i pokrivenosti, vremenskim utjecajima/zaobljenosti rubova i tehničkom stupnju (potpuni ili fragmentirani) jezgre ili ljuskice, ljuskice/kutovi, čekić, granate i drugo).
Jezgra se mjeri duž najveće duljine;maksimalna širina;širina je 15%, 50% i 85% duljine;maksimalna debljina;debljina je 15%, 50% i 85% duljine.Mjerenja su također provedena za procjenu svojstava volumena jezgre hemisferičnih tkiva (radijalnih i Levalloisovih).I netaknute i slomljene jezgre klasificiraju se prema metodi resetiranja (jedna platforma ili više platformi, radijalna, Levallois, itd.), a ljuskasti ožiljci se broje na ≥15 mm i ≥20% duljine jezgre.Jezgre s 5 ili manje ožiljaka od 15 mm klasificiraju se kao "nasumične".Bilježi se kortikalna pokrivenost cijele površine jezgre, a relativna kortikalna pokrivenost svake strane bilježi se na jezgri hemisferičnog tkiva.
List se mjeri duž najveće duljine;maksimalna širina;širina je 15%, 50% i 85% duljine;maksimalna debljina;debljina je 15%, 50% i 85% duljine.Opišite ulomke prema preostalim dijelovima (proksimalni, srednji, distalni, rascjep desno i rascjep lijevo).Istezanje se izračunava dijeljenjem najveće duljine s maksimalnom širinom.Izmjerite širinu platforme, debljinu i kut vanjske platforme intaktnog reza i fragmenata proksimalnog reza i klasificirajte platforme prema stupnju pripreme.Zabilježite kortikalnu pokrivenost i lokaciju na svim rezovima i fragmentima.Distalni rubovi klasificiraju se prema vrsti završetka (pero, šarka i gornja vilica).Na cijelom rezu zabilježite broj i smjer ožiljka na prethodnom rezu.Kad naiđete, zabilježite mjesto modifikacije i invazivnost u skladu s protokolom koji je uspostavio Clarkson (59).Planovi obnove pokrenuti su za većinu kombinacija iskopavanja kako bi se procijenile metode obnove i integritet taloženja na gradilištu.
Kameni artefakti izvađeni iz pokusnih jama (CS-TP1-21, SS-TP1-16 i NGA-TP1-8) opisani su prema jednostavnijoj shemi od kontroliranog iskapanja.Za svaki su artefakt zabilježene sljedeće karakteristike: sirovina, veličina čestica, pokrivenost korteksa, stupanj veličine, oštećenja od vremenskih utjecaja/oštećenja rubova, tehničke komponente i očuvanje fragmenata.Zabilježene su opisne bilješke za dijagnostičke značajke ljuskica i jezgri.
Kompletni blokovi sedimenta izrezani su iz izloženih dijelova u iskopinama i geološkim rovovima.Ovo je kamenje fiksirano na licu mjesta gipsanim zavojima ili toaletnim papirom i trakom za pakiranje, a zatim prevezeno u Geološki arheološki laboratorij Sveučilišta u Tubingenu u Njemačkoj.Tamo se uzorak suši na 40°C najmanje 24 sata.Zatim se stvrdnjavaju pod vakuumom, koristeći mješavinu nepromotirane poliesterske smole i stirena u omjeru 7:3.Kao katalizator koristi se metil etil keton peroksid, smjesa smola-stiren (3 do 5 ml/l).Nakon što se smjesa smole želirala, zagrijavajte uzorak na 40°C najmanje 24 sata da se smjesa potpuno stvrdne.Pilom za pločice izrežite stvrdnuti uzorak na komade veličine 6 × 9 cm, zalijepite ih na predmetno staklo i sameljite na debljinu od 30 μm.Dobiveni rezovi su skenirani pomoću ravnog skenera i analizirani pomoću ravno polariziranog svjetla, unakrsno polariziranog svjetla, kosog upadnog svjetla i plave fluorescencije golim okom i povećanjem (×50 do ×200).Terminologija i opis tankih rezova slijede smjernice koje su objavili Stoops (60) i Courty et al.(61).Karbonatne kvržice koje stvaraju tlo sakupljene s dubine > 80 cm prepolovljuju se tako da se polovica može impregnirati i izrađuju u tanke kriške (4,5 × 2,6 cm) pomoću standardnog stereo mikroskopa i petrografskog mikroskopa i katodoluminescentnog (CL) istraživačkog mikroskopa .Kontrola karbonatnih tipova je vrlo oprezna, jer je nastajanje talotvornih karbonata vezano za stabilnu površinu, dok je nastajanje karbonata podzemnih voda neovisno o površini ili tlu.
Uzorci su izbušeni s površine reza karbonatnih nodula koje tvore tlo i prepolovljeni za različite analize.FS je koristio standardne stereo i petrografske mikroskope Geoarchaeology Working Group i CL mikroskop Experimental Mineralogy Working Group za proučavanje tankih kriški, a oba se nalaze u Tübingenu, Njemačka.Poduzorci radiokarbonskog datiranja izbušeni su pomoću preciznih bušilica s određenog područja starog otprilike 100 godina.Druga polovica nodula je promjera 3 mm kako bi se izbjegla područja s kasnom rekristalizacijom, bogatim mineralnim inkluzijama ili velikim promjenama veličine kristala kalcita.Isti se protokol ne može slijediti za uzorke MEM-5038, MEM-5035 i MEM-5055 A.Ovi uzorci odabrani su iz rastresitih uzoraka sedimenta i premali su da bi se prepolovili za tanke rezove.Međutim, istraživanja tankih presjeka provedena su na odgovarajućim mikromorfološkim uzorcima susjednih sedimenata (uključujući karbonatne nodule).
Uzorke za datiranje 14C poslali smo Centru za primijenjena istraživanja izotopa (CAIS) na Sveučilištu Georgia, Atena, SAD.Uzorak karbonata reagira sa 100% fosfornom kiselinom u evakuiranoj reakcijskoj posudi da nastane CO2.Niskotemperaturno pročišćavanje uzoraka CO2 od ostalih produkata reakcije i katalitička konverzija u grafit.Omjer grafita 14C/13C mjeren je pomoću akceleratora masenog spektrometra od 0,5 MeV.Usporedite omjer uzorka s omjerom izmjerenim standardom oksalne kiseline I (NBS SRM 4990).Carrara mramor (IAEA C1) koristi se kao podloga, a travertin (IAEA C2) se koristi kao sekundarni standard.Rezultat je izražen kao postotak modernog ugljika, a citirani nekalibrirani datum dat je u radiokarbonskim godinama (BP godine) prije 1950., korištenjem poluživota 14C od 5568 godina.Pogreška je navedena kao 1-σ i odražava statističku i eksperimentalnu pogrešku.Na temelju vrijednosti δ13C izmjerene masenom spektrometrijom omjera izotopa, C. Wissing iz Biogeološkog laboratorija u Tubingenu, Njemačka, izvijestio je o datumu frakcioniranja izotopa, osim za UGAMS-35944r izmjeren u CAIS-u.Uzorak 6887B analiziran je u duplikatu.Da biste to učinili, izbušite drugi poduzorak iz kvržice (UGAMS-35944r) iz područja uzorkovanja naznačenog na reznoj površini.Kalibracijska krivulja INTCAL20 (tablica S4) (62) primijenjena na južnoj hemisferi upotrijebljena je za korekciju atmosferskog frakcioniranja svih uzoraka na 14C do 2-σ.