Sodobni Homo sapiens je sodeloval pri velikem številu transformacij ekosistemov, vendar je težko odkriti izvor ali zgodnje posledice teh vedenj.Arheološki, geokronološki, geomorfološki in paleookoljski podatki iz severnega Malavija dokumentirajo spreminjajoče se razmerje med prisotnostjo iskalcev krme, organizacijo ekosistemov in nastajanjem aluvialne pahljača v poznem pleistocenu.Po približno 20. stoletju je nastal gost sistem mezolitskih artefaktov in aluvialnih pahljač.Pred 92.000 leti v paleoekološkem okolju ni bilo primerljivega prejšnjega 500.000-letnega zapisa.Arheološki podatki in analiza glavnih koordinat kažejo, da so zgodnji požari, ki jih povzroči človek, omilili sezonske omejitve vžiga, kar je vplivalo na sestavo vegetacije in erozijo.To je skupaj s padavinskimi spremembami, ki jih povzroča podnebje, sčasoma pripeljalo do ekološkega prehoda v zgodnjo predkmetološko umetno krajino.
Sodobni ljudje smo močni spodbujevalci preobrazbe ekosistemov.Tisočletja so obsežno in namerno spreminjali okolje, kar je sprožilo razpravo o tem, kdaj in kako se je pojavil prvi ekosistem, v katerem je prevladoval človek (1).Vse več arheoloških in etnografskih dokazov kaže, da obstaja veliko število ponavljajočih se interakcij med iskalci krme in njihovim okoljem, kar kaže, da so ta vedenja osnova evolucije naše vrste (2-4).Fosilni in genetski podatki kažejo, da je Homo sapiens v Afriki obstajal pred približno 315.000 leti (ka).Arheološki podatki kažejo, da se je zapletenost vedenj, ki se pojavljajo po vsej celini, znatno povečala v zadnjih približno 300 do 200 tisoč razponih.Konec pleistocena (čiban) (5).Odkar smo se pojavili kot vrsta, smo se ljudje začeli za uspeh zanašati na tehnološke inovacije, sezonske ureditve in zapleteno družbeno sodelovanje.Ti atributi nam omogočajo, da izkoristimo prej nenaseljena ali ekstremna okolja in vire, zato smo danes ljudje edina vsesvetovna živalska vrsta (6).Ogenj je imel ključno vlogo pri tej preobrazbi (7).
Biološki modeli kažejo, da je prilagodljivost na kuhano hrano mogoče izslediti vsaj 2 milijona let nazaj, vendar so se konvencionalni arheološki dokazi o obvladovanju ognja pojavili šele ob koncu srednjega pleistocena (8).Oceansko jedro z zapisi o prahu z velikega območja afriške celine kaže, da se je v preteklih milijonih let vrh elementarnega ogljika pojavil po približno 400 tisoč letih, predvsem med prehodom iz medglacialnega v ledeniško obdobje, vendar se je pojavil tudi med holocen (9).To kaže, da pred približno 400 tisoč leti požari v podsaharski Afriki niso bili pogosti in da je bil človeški prispevek v holocenu pomemben (9).Ogenj je orodje, ki so ga pastirji skozi holocen uporabljali za obdelovanje in vzdrževanje travišč (10).Vendar je odkrivanje ozadja in ekološkega vpliva uporabe ognja s strani lovcev-nabiralcev v zgodnjem pleistocenu bolj zapleteno (11).
Ogenj se v etnografiji in arheologiji imenuje inženirsko orodje za manipulacijo z viri, vključno z izboljšanjem donosov preživetja ali spreminjanjem surovin.Te dejavnosti so običajno povezane z javnim načrtovanjem in zahtevajo veliko ekološkega znanja (2, 12, 13).Požari v krajinskem obsegu omogočajo lovcem in nabiralcem, da odženejo plen, nadzorujejo škodljivce in povečajo produktivnost habitata (2).Ogenj na mestu spodbuja kuhanje, ogrevanje, obrambo pred plenilci in socialno kohezijo (14).Vendar pa je zelo dvoumen obseg, do katerega lahko kurjenje lovcev in nabiralcev spremeni sestavne dele pokrajine, kot sta struktura ekološke skupnosti in topografija (15, 16).
Brez zastarelih arheoloških in geomorfoloških podatkov ter stalnih okoljskih zapisov z več lokacij je razumevanje razvoja ekoloških sprememb, ki jih povzroči človek, problematično.Dolgoročni zapisi o jezerskih usedlinah iz Velike razpočne doline v južni Afriki, skupaj s starodavnimi arheološkimi zapisi na tem območju, omogočajo raziskovanje ekoloških vplivov, ki jih je povzročil pleistocen.Tukaj poročamo o arheologiji in geomorfologiji obsežne kamenodobne pokrajine v južni osrednji Afriki.Nato smo ga povezali s paleookoljskimi podatki, ki obsegajo več kot 600 tisoč let, da bi določili najzgodnejše dokaze o povezovanju človeškega vedenja in transformacije ekosistema v kontekstu požarov, ki jih povzroči človek.
Zagotovili smo prej neprijavljeno starostno mejo za posteljo Chitimwe v okrožju Karonga, ki se nahaja na severnem koncu severnega dela Malavija v južni afriški razpočni dolini (slika 1) (17).Te plasti so sestavljene iz aluvialnih pahljačev rdeče prsti in rečnih sedimentov, pokrivajo približno 83 kvadratnih kilometrov in vsebujejo na milijone kamnitih izdelkov, vendar brez ohranjenih organskih ostankov, kot so kosti (dodatno besedilo) (18).Naši podatki o optično vzbujeni svetlobi (OSL) iz Zemljinega zapisa (slika 2 in tabele S1 do S3) so spremenili starost dna Chitimwe na pozni pleistocen, najstarejša starost aktivacije aluvialne pahljače in pokopa v kameni dobi pa je približno 92 tisoč let ( 18, 19).Aluvialna in rečna plast Chitimwe pokriva jezera in reke pliocensko-pleistocenske plasti Chiwondo z neskladja z nizkim kotom (17).Ta nahajališča se nahajajo v prelomnem klinu ob robu jezera.Njihova konfiguracija kaže na interakcijo med nihanji gladine jezera in aktivnimi prelomi, ki segajo v pliocen (17).Čeprav je tektonsko delovanje lahko dolgo časa vplivalo na regionalno topografijo in pobočje piemonta, se je aktivnost prelomnice na tem območju morda upočasnila od srednjega pleistocena (20).Po približno 800 tisoč letih in kmalu po 100 tisoč letih hidrologijo jezera Malawi v glavnem poganja podnebje (21).Zato nobena od teh ni edina razlaga za nastanek aluvialnih pahljač v poznem pleistocenu (22).
(A) Lokacija afriške postaje glede na sodobne padavine (zvezdica);modra je bolj mokra, rdeča pa bolj suha (73);polje na levi prikazuje jezero Malawi in okoliška območja MAL05-2A in MAL05-1B Lokacija jedra /1C (vijolična pika), kjer je območje Karonga označeno kot zelen obris, lokacija dna Luchamange pa je označena kot bela škatla.(B) Severni del malavijske kotline, ki prikazuje topografijo sence hriba glede na jedro MAL05-2A, preostalo dno Chitimwe (rjava lisa) in lokacijo izkopavanja projekta zgodnjega mezolitika v Malaviju (MEMSAP) (rumena pika);CHA, Chaminade;MGD, vas Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara jug;VIN, slika literarne knjižnice;WW, Beluga.
Osrednja starost OSL (rdeča črta) in obseg napake 1-σ (25 % siva), vse starosti OSL, povezane s pojavom in situ artefaktov v Karongi.Podatki o starosti v primerjavi s preteklimi 125 tisočaki kažejo (A) ocene gostote jeder vseh starosti OSL iz aluvialnih pahljačastih sedimentov, ki kažejo akumulacijo sedimentnih/aluvialnih pahljačev (cian) in rekonstrukcijo gladine jezerske vode na podlagi značilnih vrednosti analize glavnih komponent (PCA) fosili in avtigeni minerali (21) (modri) iz jedra MAL05-1B/1C.(B) Iz jedra MAL05-1B/1C (črno, vrednost blizu 7000 z zvezdico) in jedra MAL05-2A (sivo), število makromolekularnega ogljika na gram, normalizirano s hitrostjo sedimentacije.(C) Indeks bogastva vrst Margalef (Dmg) iz jedrnega fosilnega cvetnega prahu MAL05-1B/1C.(D) Odstotek fosilnega cvetnega prahu iz Compositae, miombo woodland in Olea europaea in (E) Odstotek fosilnega cvetnega prahu iz Poaceae in Podocarpus.Vsi podatki o cvetnem prahu so iz jedra MAL05-1B/1C.Številke na vrhu se nanašajo na posamezne vzorce OSL, podrobno opisane v tabelah S1 do S3.Razlika v razpoložljivosti in ločljivosti podatkov je posledica različnih intervalov vzorčenja in razpoložljivosti materiala v jedru.Slika S9 prikazuje dva zapisa makro ogljika, pretvorjena v z-rezultate.
(Chitimwe) Stabilnost krajine po nastanku pahljače je označena s tvorbo rdeče prsti in karbonatov, ki tvorijo prst, ki pokrivajo pahljačaste sedimente celotnega študijskega območja (dodatno besedilo in tabela S4).Nastajanje poznopleistocenskih aluvialnih pahljačev v bazenu jezera Malawi ni omejeno na območje Karonga.Približno 320 kilometrov jugovzhodno od Mozambika globinski profil kozmogenih nuklidov 26Al in 10Be omejuje nastanek aluvialne rdeče zemlje Luchamange na 119 do 27 ka (23).Ta obsežna starostna omejitev je skladna z našo kronologijo OSL za zahodni del bazena jezera Malawi in kaže na širitev regionalnih aluvialnih ventilatorjev v poznem pleistocenu.To podpirajo podatki iz zapisa jezerskega jedra, ki kažejo, da višjo stopnjo sedimentacije spremlja približno 240 ka, kar ima posebno visoko vrednost pri ca.130 in 85 ka (dopolnilno besedilo) (21).
Najzgodnejši dokazi o človeški poselitvi na tem območju so povezani s sedimenti Chitimweja, identificiranimi pri ~92 ± 7 ka.Ta rezultat temelji na 605 m3 izkopanih sedimentov iz 14 podcentimetrskih arheoloških izkopavanj in 147 m3 sedimentov iz 46 arheoloških testnih jam, kontroliranih navpično na 20 cm in vodoravno na 2 metra (dodatno besedilo in slike S1 do S3) Poleg tega smo raziskali tudi 147,5 kilometrov, uredili 40 geoloških testnih jam in analizirali več kot 38.000 kulturnih relikvij iz 60 izmed njih (tabeli S5 in S6) (18).Te obsežne raziskave in izkopavanja kažejo, da čeprav so starodavni ljudje, vključno z zgodnjimi modernimi ljudmi, morda živeli na tem območju pred približno 92 tisoč leti, kopičenje sedimentov, povezanih z dvigom in nato stabilizacijo jezera Malawi, ni ohranilo arheoloških dokazov vse do dna Chitimwe.
Arheološki podatki podpirajo sklepanje, da so v poznem kvartarju obstajale velike množice pahljačasto širjenja in človeških dejavnosti v severnem Malaviju, kulturne relikvije pa so pripadale vrstam drugih delov Afrike, povezanih z zgodnjim modernim človekom.Večina artefaktov je izdelanih iz kvarcita ali kremenčevih rečnih prodnikov, z radialno, levalloisovo, platformno in naključno redukcijo jedra (slika S4).Morfološke diagnostične artefakte v glavnem pripisujemo tehniki tipa Levallois, značilni za mezolitsko dobo (MSA), ki je bila v Afriki doslej vsaj približno 315 tisoč (24).Najvišja postelja Chitimwe je trajala do zgodnjega holocena in je vsebovala redko porazdeljene dogodke iz pozne kamene dobe in je bilo ugotovljeno, da je povezana z lovci-nabiralci iz poznega pleistocena in holocena po vsej Afriki.Nasprotno pa so tradicije kamnitih orodij (kot so velika rezalna orodja), ki so običajno povezane z zgodnjim srednjim pleistocenom, redke.Kjer so se pojavile, so bile najdene v sedimentih, ki vsebujejo MSA, v poznem pleistocenu, ne v zgodnjih fazah odlaganja (tabela S4) (18).Čeprav je mesto obstajalo približno 92 tisoč let, se je najbolj reprezentativno obdobje človekove dejavnosti in odlaganja aluvialne pahljača zgodilo po približno 70 tisoč letih, kar je natančno opredeljeno z nizom starosti OSL (slika 2).Ta vzorec smo potrdili s 25 objavljenimi in 50 predhodno neobjavljenimi starostmi OSL (slika 2 in tabele S1 do S3).Ti kažejo, da je bilo od skupno 75 določitev starosti 70 pridobljenih iz sedimentov po približno 70 tisoč letih.Slika 2 prikazuje 40 starosti, povezanih z in situ artefakti MSA, glede na glavne paleookoljske indikatorje, objavljene iz središča osrednjega bazena MAL05-1B/1C (25) in predhodno neobjavljenega središča severnega bazena MAL05-2A v jezeru.Oglje (zraven ventilatorja, ki proizvaja starost OSL).
Z uporabo svežih podatkov iz arheoloških izkopavanj fitolitov in mikromorfologije prsti ter javnih podatkov o fosilnem cvetnem prahu, velikem oglju, vodnih fosilih in avtigenih mineralih iz jedra Projekta vrtanja jezera Malavi smo rekonstruirali človeški odnos MSA do jezera Malawi.Zavzemite podnebne in okoljske razmere istega obdobja (21).Zadnja dva povzročitelja sta glavna osnova za rekonstrukcijo relativnih globin jezera, ki segajo v preteklost več kot 1200 tisočakov (21), in se ujemajo z vzorci cvetnega prahu in makroogljika, zbranimi na isti lokaciji v jedru ~636 tisočakov (25) v preteklosti. .Najdaljša jedra (MAL05-1B in MAL05-1C; 381 oziroma 90 m) so bila zbrana približno 100 kilometrov jugovzhodno od območja arheološkega projekta.Kratko jedro (MAL05-2A; 41 m) je bilo zbrano približno 25 kilometrov vzhodno od reke North Rukulu (slika 1).Jedro MAL05-2A odraža kopenske paleookoljske razmere na območju Kalunge, medtem ko jedro MAL05-1B/1C ne prejema neposrednega rečnega vnosa iz Kalunge, tako da lahko bolje odraža regionalne razmere.
Hitrost usedanja, zabeležena v jedru kompozitnega svedra MAL05-1B/1C, se je začela pri 240 ka in se povečala z dolgoročne povprečne vrednosti 0,24 na 0,88 m/ka (slika S5).Začetno povečanje je povezano s spremembami v orbitalni modulirani sončni svetlobi, ki bo povzročila velike amplitudne spremembe gladine jezera v tem intervalu (25).Ko pa orbitalna ekscentričnost pade po 85 ka in je podnebje stabilno, je stopnja pogrezanja še vedno visoka (0,68 m/ka).To je sovpadalo s kopenskim zapisom OSL, ki je pokazal obsežne dokaze o širjenju aluvialne pahljače po približno 92 ka, in je bilo skladno s podatki o občutljivosti, ki kažejo pozitivno korelacijo med erozijo in požarom po 85 ka (dodatno besedilo in tabela S7).Glede na obseg napak razpoložljivega geokronološkega nadzora je nemogoče presoditi, ali se ta niz razmerij razvija počasi zaradi napredka rekurzivnega procesa ali hitro izbruhne, ko doseže kritično točko.Glede na geofizikalni model evolucije kotline se je od srednjega pleistocena (20) razširitev razpoke in s tem povezano pogrezanje upočasnilo, zato to ni glavni razlog za obsežen proces oblikovanja pahljače, ki smo ga večinoma ugotavljali po 92 ka.
Od srednjega pleistocena je podnebje glavni nadzorni dejavnik gladine jezerske vode (26).Natančneje, dvig severnega bazena je zaprl obstoječi izhod.800 ka za poglobitev jezera, dokler ne doseže višine praga sodobnega izhoda (21).Ta izliv, ki se nahaja na južnem koncu jezera, je zagotavljal zgornjo mejo nivoja vode v jezeru v mokrih intervalih (vključno z današnjim časom), vendar je omogočil, da se je bazen zaprl, ko je nivo vode v jezeru padal v sušnih obdobjih (27).Rekonstrukcija jezerske gladine prikazuje izmenjevanje suhih in mokrih ciklov v preteklih 636 ka.Glede na dokaze iz fosilnega cvetnega prahu so ekstremna sušna obdobja (>95-odstotno zmanjšanje skupne vode), povezana z nizko poletno sončno svetlobo, povzročila širjenje polpuščavske vegetacije, pri čemer so drevesa omejena na stalne vodne poti (27).Te (jezerske) nizke vrednosti so povezane s spektri cvetnega prahu, ki kažejo visok delež trav (80 % ali več) in kserofitov (Amaranthaceae) na račun drevesnih taksonov in nizkega splošnega bogastva vrst (25).Nasprotno, ko se jezero približa sodobni ravni, se vegetacija, ki je tesno povezana z afriškimi gorskimi gozdovi, običajno razširi na obalo jezera [približno 500 m nad morsko gladino (nm)].Danes se afriški gorski gozdovi pojavljajo le v majhnih ločenih zaplatah nad približno 1500 mnm (25, 28).
Zadnje obdobje ekstremne suše se je zgodilo od 104. do 86. stoletja.Po tem, čeprav se je gladina jezera vrnila na visoko raven, so odprti gozdovi miombo z veliko količino zelišč in zeliščnih sestavin postali običajni (27, 28).Najpomembnejši takson afriškega gorskega gozda je bor Podocarpus, ki se po 85 tisoč nikoli ni povrnil na vrednost, podobno prejšnji visoki gladini jezera (10,7 ± 7,6 % po letu 85 tisoč, medtem ko je podobna gladina jezera pred letom 85 tisoč 29,8 ± 11,8 % ).Indeks Margalef (Dmg) prav tako kaže, da je bogastvo vrst v preteklih 85 tisoč letih za 43 % nižje od prejšnjega trajnega visokega nivoja jezera (2,3 ± 0,20 oziroma 4,6 ± 1,21), na primer med 420 in 345 tisoč let ( dopolnilno besedilo in sliki S5 in S6) (25).Vzorci cvetnega prahu iz približno časa.88 do 78 ka vsebuje tudi visok odstotek cvetnega prahu Compositae, kar lahko nakazuje, da je bila vegetacija motena in je znotraj obsega napak najstarejšega datuma, ko so ljudje naselili to območje.
Metodo podnebnih anomalij (29) uporabljamo za analizo paleoekoloških in paleoklimatskih podatkov jedrov, izvrtanih pred in po 85. tisočletju, ter preučujemo ekološko razmerje med vegetacijo, številčnostjo vrst in padavinami ter hipotezo o ločevanju ugotovljene čiste podnebne napovedi.Osnovni način pogona ~550 ka.Na ta spremenjeni ekosistem vplivajo padavinske razmere, ki polnijo jezera, in požari, kar se odraža v pomanjkanju vrst in novih vegetacijskih kombinacij.Po zadnjem sušnem obdobju so si opomogli le nekateri gozdni elementi, vključno z ognjeodpornimi komponentami afriških gorskih gozdov, kot je oljčno olje, in ognjeodpornimi komponentami tropskih sezonskih gozdov, kot je Celtis (dodatno besedilo in slika S5) ( 25).Da bi preizkusili to hipotezo, smo modelirali ravni jezerske vode, pridobljene iz ostrakoda in avtigenih mineralnih nadomestkov kot neodvisnih spremenljivk (21) in odvisnih spremenljivk, kot sta oglje in cvetni prah, na katere lahko vpliva povečana pogostnost požarov (25).
Da bi preverili podobnost ali razliko med temi kombinacijami v različnih časih, smo za analizo glavnih koordinat (PCoA) uporabili cvetni prah Podocarpus (zimzeleno drevo), trave (trava) in oljke (ognjeodporna komponenta afriških gorskih gozdov), in miombo (danes glavna gozdna komponenta).Z izrisom PCoA na interpolirani površini, ki predstavlja gladino jezera, ko je nastala vsaka kombinacija, smo preučili, kako se kombinacija cvetnega prahu spreminja glede na padavine in kako se to razmerje spremeni po 85 ka (slika 3 in slika S7).Pred 85 tisoč leti so se vzorci na osnovi žitaric združevali proti suhim razmeram, medtem ko so se vzorci na osnovi podokarpusa združevali proti mokrim razmeram.Nasprotno pa so vzorci po 85 ka združeni z večino vzorcev pred 85 ka in imajo različne povprečne vrednosti, kar kaže, da je njihova sestava nenavadna za podobne padavinske razmere.Njihov položaj v PCoA odraža vpliv Olea in miombo, ki imata prednost v pogojih, ki so bolj nagnjeni k požaru.V vzorcih po 85 tisočletjih je bil bor podokarpus bogat le v treh zaporednih vzorcih, ki so se pojavili po začetku intervala med letoma 78 in 79 tisoč let.To nakazuje, da se je gozd po začetnem povečanju količine padavin za kratek čas opomogel, preden je dokončno propadel.
Vsaka točka predstavlja en sam vzorec cvetnega prahu v dani časovni točki z uporabo dodatnega besedila in starostnega modela na sliki 1. S8.Vektor predstavlja smer in gradient spremembe, daljši vektor pa predstavlja močnejši trend.Spodnja gladina predstavlja gladino jezera kot predstavnika padavin;temno modra je višja.Povprečna vrednost vrednosti značilnosti PCoA je podana za podatke po 85 ka (rdeči diamant) in vse podatke iz podobnih jezerskih gladin pred 85 ka (rumeni diamant).Če uporabimo podatke za celotno 636 ka, je "simulirana gladina jezera" med -0,130-σ in -0,198-σ blizu povprečne lastne vrednosti PCA gladine jezera.
Da bi preučili razmerje med cvetnim prahom, gladino jezerske vode in ogljem, smo uporabili neparametrično multivariatno analizo variance (NP-MANOVA) za primerjavo celotnega »okolja« (predstavljenega s podatkovno matriko cvetnega prahu, gladine jezerske vode in oglja) pred in po prehodu 85 ka.Ugotovili smo, da sta variacija in kovarianca, ugotovljena v tej podatkovni matriki, statistično značilne razlike pred in po 85 ka (tabela 1).
Naši kopenski paleookoljski podatki iz fitolitov in prsti na robu Zahodnega jezera so skladni z razlago, ki temelji na jezerskem približku.Ti kažejo, da se je pokrajina kljub visokemu vodostaju jezera spremenila v pokrajino, v kateri prevladujejo odprti gozdovi s krošnjami in gozdnati travniki, tako kot danes (25).Vse analizirane lokacije za fitolite na zahodnem robu bazena so po približno 45 tisoč letih in kažejo veliko količino drevesnega pokrova, ki odraža mokre razmere.Verjamejo pa, da je večina zastirke v obliki odprtega gozda, poraslega z bambusom in panično travo.Po podatkih o fitolitu palme (Arecaceae), ki niso odporne na ogenj, obstajajo samo na obali jezera, na arheoloških najdiščih v notranjosti pa so redke ali jih sploh ni (tabela S8) (30).
Na splošno lahko na mokre, a odprte razmere v poznem pleistocenu sklepamo tudi iz kopenskih paleosolov (19).Lagunska glina in karbonat močvirskih tal iz arheološkega najdišča vasi Mwanganda je mogoče izslediti nazaj do 40 do 28 cal ka BP (prej kalibriran Qian'anni) (tabela S4).Karbonatne plasti tal v ležišču Chitimwe so običajno nodularne apnenčaste (Bkm) ter glinaste in karbonatne (Btk) plasti, kar kaže na lokacijo relativne geomorfološke stabilnosti in počasnega posedanja iz daljnosežnega aluvialnega pahljača. Približno 29 cal ka BP (dopolnilno besedilo).Erodirana, strjena lateritna prst (litična kamnina), nastala na ostankih starodavnih pahljač, kaže na razmere odprte krajine (31) in močne sezonske padavine (32), kar kaže na stalni vpliv teh razmer na pokrajino.
Podpora vlogi ognja pri tem prehodu izhaja iz seznanjenih makro zapisov oglja vrtalnih jeder, dotok oglja iz osrednjega bazena (MAL05-1B/1C) pa se je na splošno povečal s približno.175 kart.Vmes sledi približno veliko število vrhov.Po 135 in 175 ka ter 85 in 100 ka se je gladina jezera povrnila, vendar se bogastvo gozdov in vrst ni obnovilo (dodatno besedilo, slika 2 in slika S5).Razmerje med dotokom oglja in magnetno občutljivostjo jezerskih sedimentov lahko kaže tudi vzorce dolgotrajne požarne preteklosti (33).Uporabite podatke iz Lyons et al.(34) Jezero Malawi je še naprej erodiralo požgano pokrajino po 85 tisoč letih, kar pomeni pozitivno korelacijo (Spearmanov Rs = 0,2542 in P = 0,0002; tabela S7), medtem ko starejši sedimenti kažejo nasprotno razmerje (Rs = -0,2509 in P < 0,0001).V severnem bazenu ima krajše jedro MAL05-2A najgloblje sidrišče za datiranje, najmlajši tuf Toba pa je star ~74 do 75 ka (35).Čeprav nima dolgoročne perspektive, prejema podatke neposredno iz bazena, od koder izvirajo arheološki podatki.Zapisi o oglju v severnem bazenu kažejo, da se je od oznake kriptotefra Toba vnos terigenega oglja stalno povečeval v obdobju, ko so arheološki dokazi najpogostejši (slika 2B).
Dokazi o požarih, ki jih povzroči človek, lahko odražajo namerno uporabo v krajinskem obsegu, široko razširjene populacije, ki povzročajo več ali večje vžige na kraju samem, spremembo razpoložljivosti goriva s spravilom podrastnih gozdov ali kombinacijo teh dejavnosti.Sodobni lovci-nabiralci uporabljajo ogenj za aktivno spreminjanje nagrad za iskanje hrane (2).Njihove dejavnosti povečujejo številčnost plena, ohranjajo mozaično pokrajino ter povečujejo toplotno pestrost in heterogenost nasledstvenih stopenj (13).Ogenj je pomemben tudi za dejavnosti na kraju samem, kot so ogrevanje, kuhanje, obramba in druženje (14).Tudi majhne razlike v razporeditvi požarov zunaj naravnih udarov strele lahko spremenijo vzorce nasledstva gozdov, razpoložljivost goriva in sezonskost kurjenja.Zmanjšanje drevesnega pokrova in podrastja bo najverjetneje povečalo erozijo, izguba raznolikosti vrst na tem območju pa je tesno povezana z izgubo afriških gorskih gozdnih skupnosti (25).
V arheoloških zapisih pred začetkom MSA je bil človeški nadzor nad ognjem dobro uveljavljen (15), vendar je bila doslej njegova uporaba kot orodje za upravljanje krajine zabeležena le v nekaj paleolitskih kontekstih.Ti vključujejo približno v Avstraliji.40 ka (36), Višavje Nove Gvineje.45 ka (37) mirovna pogodba.50 ka Niah Cave (38) v nižinskem Borneu.V Ameriki, ko so ljudje prvič vstopili v te ekosisteme, zlasti v zadnjih 20 tisočletjih (16), so umetno vžiganje šteli za glavni dejavnik pri rekonfiguraciji rastlinskih in živalskih skupnosti.Ti sklepi morajo temeljiti na ustreznih dokazih, toda v primeru neposrednega prekrivanja arheoloških, geoloških, geomorfoloških in paleookoljskih podatkov je bil argument vzročnosti okrepljen.Čeprav so podatki o morskem jedru obalnih voda Afrike prej zagotovili dokaze o požarnih spremembah v preteklosti približno 400 tisoč (9), tukaj ponujamo dokaze o vplivu človeka iz ustreznih nizov arheoloških, paleookoljskih in geomorfoloških podatkov.
Identifikacija požarov, ki jih povzroči človek, v paleookoljskih zapisih zahteva dokaze o požarnih dejavnostih in časovnih ali prostorskih spremembah vegetacije, ki dokazujejo, da teh sprememb ne napovedujejo samo podnebni parametri, in časovno/prostorsko prekrivanje med spremembami požarnih razmer in spremembami v človeku zapisi (29) Tukaj so se prvi dokazi o razširjeni poselitvi MSA in oblikovanju aluvialne pahljača v bazenu jezera Malavi pojavili približno na začetku velike reorganizacije regionalne vegetacije.85 kart.Številčnost oglja v jedru MAL05-1B/1C odraža regionalni trend proizvodnje in odlaganja oglja pri približno 150 ka v primerjavi s preostalim zapisom 636 ka (slike S5, S9 in S10).Ta prehod kaže na pomemben prispevek ognja k oblikovanju sestave ekosistema, ki ga ni mogoče pojasniti samo s podnebjem.Pri naravnih požarih do vžiga strele običajno pride ob koncu sušnega obdobja (39).Če pa je gorivo dovolj suho, se lahko požari, ki jih povzroči človek, kadar koli vnamejo.V obsegu prizorišča lahko ljudje nenehno spreminjajo ogenj s pobiranjem drv izpod gozda.Končni rezultat katere koli vrste požara, ki ga povzroči človek, je, da lahko povzroči večjo porabo lesne vegetacije, ki traja vse leto in v vseh obsegih.
V Južni Afriki so že leta 164 ka (12) uporabljali ogenj za toplotno obdelavo kamnov za izdelavo orodij.Že leta 170 ka (40) so ogenj uporabljali kot orodje za kuhanje škrobnatih gomoljev, s čimer so ogenj v celoti izkoristili v starih časih.Uspešna pokrajina, nagnjena k virom (41).Krajinski požari zmanjšujejo drevesni pokrov in so pomembno orodje za ohranjanje travniških in gozdnih okolij, ki so ključni elementi ekosistemov, ki jih posreduje človek (13).Če je namen spreminjanja vegetacije ali vedenja plena povečati sežiganje, ki ga povzroči človek, potem to vedenje pomeni povečanje kompleksnosti nadzora in razporejanja ognja pri zgodnjih modernih ljudeh v primerjavi s prvimi ljudmi in kaže, da je naš odnos do ognja prestal spremembe. premik v soodvisnosti (7).Naša analiza ponuja dodaten način za razumevanje sprememb v uporabi ognja s strani ljudi v poznem pleistocenu ter vpliv teh sprememb na njihovo pokrajino in okolje.
Širitev poznokvartarnih aluvialnih ventilatorjev na območju Karonge je lahko posledica sprememb v sezonskem ciklu zgorevanja v pogojih, ki so padavine višje od povprečne, kar vodi do povečane erozije pobočja.Mehanizem tega pojava je lahko odziv na obseg razvodja, ki ga poganjajo motnje, ki jih povzroča požar, okrepljena in trajna erozija zgornjega dela povodja in širjenje aluvialnih ventilatorjev v piemontskem okolju blizu jezera Malavi.Te reakcije lahko vključujejo spreminjanje lastnosti tal za zmanjšanje prepustnosti, zmanjšanje površinske hrapavosti in povečanje odtoka zaradi kombinacije pogojev z veliko padavinami in zmanjšanega pokrova dreves (42).Dostopnost sedimentov se na začetku izboljša z luščenjem pokrovnega materiala, sčasoma pa se lahko trdnost tal zmanjša zaradi segrevanja in zmanjšane moči korenin.Luščenje zgornje plasti tal poveča pretok sedimenta, ki ga prilagodi pahljačasta akumulacija dolvodno, in pospeši nastanek rdeče prsti na pahljačasti.
Številni dejavniki lahko nadzirajo odziv pokrajine na spreminjajoče se požarne razmere, večina jih deluje v kratkem času (42–44).Signal, ki ga povezujemo tukaj, je očiten na časovni lestvici tisočletja.Analiza in modeli razvoja pokrajine kažejo, da se je zaradi motenj vegetacije, ki so jih povzročili ponavljajoči se požari v naravi, stopnja denudacije močno spremenila na časovni lestvici tisočletja (45, 46).Pomanjkanje regionalnih fosilnih zapisov, ki sovpadajo z opaženimi spremembami v zapisih o oglju in vegetaciji, ovira rekonstrukcijo učinkov človekovega vedenja in okoljskih sprememb na sestavo rastlinojedih skupnosti.Vendar imajo velike rastlinojede živali, ki naseljujejo bolj odprte krajine, vlogo pri njihovem ohranjanju in preprečevanju vdora lesne vegetacije (47).Ne bi smeli pričakovati, da se bodo dokazi o spremembah v različnih sestavinah okolja pojavili hkrati, ampak jih je treba obravnavati kot niz kumulativnih učinkov, ki se lahko pojavijo v daljšem časovnem obdobju (11).Z uporabo metode podnebnih anomalij (29) menimo, da je človeška dejavnost ključni dejavnik pri oblikovanju pokrajine severnega Malavija v poznem pleistocenu.Vendar pa lahko ti učinki temeljijo na prejšnji, manj očitni dediščini interakcij med človekom in okoljem.Vrhunec oglja, ki se je v paleookoljskih zapisih pojavil pred najzgodnejšim arheološkim datumom, lahko vključuje antropogeno komponento, ki ne povzroča enakih sprememb ekološkega sistema, kot so bile zabeležene pozneje, in ne vključuje usedlin, ki bi zadostovale za zanesljivo nakazovanje človeškega poklica.
Kratka sedimentna jedra, kot so tista iz sosednjega bazena jezera Masoko v Tanzaniji, ali krajša sedimentna jedra v jezeru Malavi, kažejo, da se je relativna številčnost cvetnega prahu travnatih in gozdnih taksonov spremenila, kar pripisujejo zadnjih 45 let.Naravna podnebna sprememba ka (48-50).Vendar pa je le z dolgotrajnejšim opazovanjem cvetnega prahu jezera Malawi >600 ka, skupaj s starodavno arheološko pokrajino ob njem, mogoče razumeti podnebje, vegetacijo, oglje in človeške dejavnosti.Čeprav je verjetno, da se bodo ljudje pojavili v severnem delu porečja jezera Malawi pred 85. tisočletjem, približno 85. tisočletje, zlasti po 70. tisočletju, kaže, da je območje privlačno za človeško bivanje po koncu zadnjega večjega sušnega obdobja.V tem času je nova ali intenzivnejša/pogostejša uporaba ognja s strani ljudi očitno združena z naravnimi podnebnimi spremembami za rekonstrukcijo ekološkega odnosa> 550-ka in končno oblikovana zgodnja predkmetijska umetna krajina (slika 4).Za razliko od prejšnjih obdobij sedimentna narava pokrajine ohranja lokacijo MSA, ki je funkcija rekurzivnega razmerja med okoljem (razporeditev virov), človeškim vedenjem (vzorci dejavnosti) in aktivacijo pahljače (odlaganje/zakopavanje mesta).
(A) O tem.400 ka: Človeških bitij ni mogoče zaznati.Vlažne razmere so podobne današnjim, gladina jezera pa visoka.Raznolika, proti ognju odporna drevesna prevleka.(B) Približno 100 ka: Ni arheoloških zapisov, vendar je prisotnost ljudi mogoče zaznati s pritokom oglja.Izjemno sušne razmere se pojavljajo v suhih povodjih.Kamninska podlaga je na splošno razgaljena, površinski sedimenti pa omejeni.(C) Približno 85 do 60 ka: Nivo vode v jezeru narašča s povečanjem padavin.Obstoj človeka je mogoče odkriti z arheologijo po 92. st., po 70. l.Nastal je manj raznolik vegetacijski sistem, odporen proti ognju.(D) Približno 40 do 20 ka: Okoljski vnos oglja v severnem bazenu se je povečal.Nastajanje aluvialnih pahljačev se je nadaljevalo, vendar je ob koncu tega obdobja začelo slabeti.V primerjavi s prejšnjim rekordom 636 tisoč gladina jezera ostaja visoka in stabilna.
Antropocen predstavlja akumulacijo vedenja za gradnjo niš, ki se je razvilo skozi tisoče let, njegov obseg pa je edinstven za sodobnega Homo sapiensa (1, 51).V sodobnem kontekstu z uvedbo kmetijstva krajine, ki jih je ustvaril človek, še naprej obstajajo in se krepijo, vendar so razširitve vzorcev, vzpostavljenih v pleistocenu, in ne nepovezanosti (52).Podatki iz severnega Malavija kažejo, da je lahko ekološko prehodno obdobje dolgotrajno, zapleteno in ponavljajoče se.Ta obseg preobrazbe odraža kompleksno ekološko znanje zgodnjih modernih ljudi in ponazarja njihovo preobrazbo v našo današnjo globalno prevladujočo vrsto.
V skladu s protokolom, ki so ga opisali Thompson et al., preiskava na kraju samem in beleženje artefaktov in značilnosti tlakovcev na raziskovanem območju.(53).Postavitev testne jame in izkopavanje glavne lokacije, vključno z mikromorfologijo in vzorčenjem fitolitov, je sledilo protokolu, ki so ga opisali Thompson et al.(18) in Wright et al.(19).Naš zemljevid geografskega informacijskega sistema (GIS), ki temelji na malavijskem geološkem zemljevidu regije, kaže jasno povezavo med Chitimwe Beds in arheološkimi najdišči (slika S1).Interval med geološkimi in arheološkimi testnimi jamami na območju Karonga je namenjen zajemanju najširšega reprezentativnega vzorca (slika S2).Geomorfologija, geološka starost in arheološka raziskovanja Karonge vključujejo štiri glavne metode terenskega raziskovanja: raziskovanje pešcev, arheološke testne jame, geološke testne jame in podrobna izkopavanja najdišča.Te tehnike skupaj omogočajo vzorčenje glavne izpostavljenosti ležišča Chitimwe na severu, osrednjem in južnem delu Karonge (slika S3).
Preiskava na kraju samem in snemanje artefaktov in tlakovcev na območju za raziskovanje pešcev je sledilo protokolu, ki so ga opisali Thompson et al.(53).Ta pristop ima dva glavna cilja.Prvi je identificirati kraje, kjer so bili kulturni relikti erodirani, in nato postaviti arheološke testne jame navzgor na teh mestih, da bi obnovili kulturne relikvije in situ iz pokopanega okolja.Drugi cilj je formalno zabeležiti porazdelitev artefaktov, njihove značilnosti in njihov odnos z virom bližnjih kamnitih materialov (53).Pri tem delu je tričlanska ekipa hodila na razdalji 2 do 3 metrov za skupno 147,5 linearnih kilometrov in prečkala večino narisanih postelj Chitimwe (tabela S6).
Delo se je najprej osredotočilo na postelje Chitimwe, da bi povečali opazovane vzorce artefaktov, in drugič na dolge linearne odseke od obale jezera do visokogorja, ki sekajo čez različne sedimentne enote.To potrjuje ključno ugotovitev, da so artefakti, ki se nahajajo med zahodnim visokogorjem in obalo jezera, povezani samo s posteljo Chitimwe ali novejšimi sedimenti iz poznega pleistocena in holocena.Artefakti, najdeni v drugih nahajališčih, so zunaj kraja, prestavljeni z drugih krajev v pokrajini, kot je razvidno iz njihove številčnosti, velikosti in stopnje preperevanja.
Arheološka testna jama in izkopavanje glavnega mesta, vključno z mikromorfologijo in vzorčenjem fitolitov, sta sledila protokolu, ki so ga opisali Thompson et al.(18, 54) in Wright et al.(19, 55).Glavni namen je razumeti podzemno porazdelitev artefaktov in pahljačastih sedimentov v širši pokrajini.Artefakti so običajno zakopani globoko na vseh mestih v ležiščih Chitimwe, razen na robovih, kjer je erozija začela odstranjevati zgornji del usedline.Med neformalno preiskavo sta dva človeka šla mimo ležišč Chitimwe, ki so bile prikazane kot značilnosti zemljevida na geološki karti vlade Malavija.Ko so ti ljudje naleteli na ramena sedimenta Chitimwe Bed, so začeli hoditi po robu, kjer so lahko opazovali artefakte, erodirane iz sedimenta.Z nagibom izkopanin rahlo navzgor (3 do 8 m) od artefaktov, ki aktivno erodirajo, lahko izkop razkrije njihov položaj na kraju samem glede na usedlino, ki jih vsebuje, brez potrebe po obsežnem bočnem izkopavanju.Preskusne jame so postavljene tako, da so 200 do 300 metrov oddaljene od naslednje najbližje jame, s čimer se zajamejo spremembe v usedlini dna Chitimwe in artefakti, ki jih vsebuje.V nekaterih primerih je testna jama razkrila mesto, ki je kasneje postalo mesto izkopavanja v polnem obsegu.
Vse testne jame se začnejo s kvadratom 1 × 2 m, gledajo v smeri sever-jug in se izkopljejo v poljubnih enotah 20 cm, razen če se barva, tekstura ali vsebnost sedimenta bistveno spremeni.Zabeležite sedimentologijo in lastnosti tal vseh izkopanih sedimentov, ki enakomerno prehajajo skozi 5 mm suho sito.Če globina usedanja še naprej presega 0,8 do 1 m, prenehajte s kopanjem v enem od dveh kvadratnih metrov in nadaljujte s kopanjem v drugem ter tako oblikujte »stopnico«, da lahko varno vstopite v globlje plasti.Nato nadaljujte z izkopavanjem, dokler ne dosežete kamninske podlage, vsaj 40 cm arheološko sterilnih sedimentov ni pod koncentracijo artefaktov ali pa izkopavanje postane prenevarno (globoko), da bi ga lahko nadaljevali.V nekaterih primerih mora globina nanosa razširiti preskusno jamo na tretjino kvadratnega metra in vstopiti v jarek v dveh korakih.
Geološke testne jame so že pokazale, da se postelje Chitimwe pogosto pojavljajo na geoloških zemljevidih ​​zaradi svoje značilne rdeče barve.Ko vključujejo obsežne potoke in rečne sedimente ter aluvialne pahljačaste sedimente, niso vedno videti rdeče (19).Geologija Preskusna jama je bila izkopana kot preprosta jama, namenjena odstranitvi mešanih zgornjih sedimentov, da se razkrijejo podzemne plasti sedimentov.To je potrebno, ker je dno Chitimwe erodirano v parabolično pobočje, na pobočju pa so zrušeni sedimenti, ki običajno ne tvorijo jasnih naravnih delov ali vrezov.Zato so ta izkopavanja potekala na vrhu dna Chitimwe, verjetno je bil podzemni stik med dno Chitimwe in pliocensko dno Chiwondo spodaj, ali pa so potekala tam, kjer je bilo treba datirati sedimente rečne terase (55).
Obsežna arheološka izkopavanja se izvajajo na mestih, ki obljubljajo veliko število kamnitih orodij na kraju samem, običajno na podlagi testnih jam ali na mestih, kjer je mogoče videti veliko število kulturnih relikvij, ki erodirajo s pobočja.Glavne izkopane kulturne relikvije so bile pridobljene iz sedimentnih enot, izkopanih ločeno v kvadratu 1 × 1 m.Če je gostota artefaktov visoka, je enota za izkopavanje 10 ali 5 cm izliv.Vsi izdelki iz kamna, fosilne kosti in oker so bili narisani med vsakim večjim izkopavanjem, velikost pa ni omejena.Velikost zaslona je 5 mm.Če se med postopkom izkopavanja odkrijejo kulturne relikvije, jim bo dodeljena edinstvena številka odkritja risbe črtne kode, številke odkritij v isti seriji pa bodo dodeljene filtriranim odkritjem.Kulturne relikvije so označene s trajnim črnilom, dane v vrečke z nalepkami za vzorce in zapakirane skupaj z drugimi kulturnimi relikvijami iz istega ozadja.Po analizi so vse kulturne relikvije shranjene v Kulturnem in muzejskem centru Karonga.
Vsi izkopi se izvajajo po naravnih plasteh.Ti so razdeljeni na ražnje, debelina ražnja pa je odvisna od gostote artefakta (na primer, če je gostota artefakta nizka, bo debelina ražnja visoka).Podatki o ozadju (na primer lastnosti sedimenta, odnosi v ozadju ter opazovanja motenj in gostota artefaktov) so zabeleženi v Accessovi zbirki podatkov.Vsi koordinatni podatki (na primer ugotovitve, narisane v segmentih, višina konteksta, kvadratni vogali in vzorci) temeljijo na univerzalnih prečnih Mercatorjevih (UTM) koordinatah (WGS 1984, cona 36S).Na glavnem mestu so vse točke zabeležene s skupno postajo Nikon Nivo C serije 5″, ki je zgrajena na lokalnem omrežju čim bližje severno od UTM.Lokacija severozahodnega vogala vsakega mesta izkopavanja in lokacija vsakega mesta izkopavanja Količina usedline je podana v tabeli S5.
Del sedimentoloških in pedoloških značilnosti vseh izkopanih enot je bil zabeležen z uporabo programa United States Agricultural Part Class Program (56).Sedimentne enote so določene glede na velikost zrn, kotnost in lastnosti plasti.Upoštevajte nenormalne vključke in motnje, povezane z enoto usedline.Razvoj tal določa kopičenje seskvioksida ali karbonata v podzemnih tleh.Pogosto je zabeleženo tudi podzemno preperevanje (na primer redoks, tvorba rezidualnih manganovih nodulov).
Zbirno mesto vzorcev OSL se določi na podlagi ocene, kateri facies lahko povzroči najbolj zanesljivo oceno starosti zakopa sedimentov.Na mestu vzorčenja so bili izkopani rovi, da bi razkrili avtigeno sedimentno plast.Zberite vse vzorce, uporabljene za datiranje OSL, tako da vstavite neprozorno jekleno cev (premera približno 4 cm in dolžine približno 25 cm) v profil usedline.
OSL datiranje meri velikost skupine ujetih elektronov v kristalih (kot je kremen ali glinenec) zaradi izpostavljenosti ionizirajočemu sevanju.Večina tega sevanja izvira iz razpada radioaktivnih izotopov v okolju, majhna količina dodatnih komponent v tropskih zemljepisnih širinah pa se pojavi v obliki kozmičnega sevanja.Ujeti elektroni se sprostijo, ko je kristal izpostavljen svetlobi, kar se zgodi med transportom (nastavitev na ničlo) ali v laboratoriju, kjer do osvetlitve pride na senzorju, ki lahko zazna fotone (na primer fotopomnoževalna cev ali kamera z napolnjenim spojna naprava) Spodnji del oddaja, ko se elektron vrne v osnovno stanje.Delce kremena z velikostjo med 150 in 250 μm ločimo s sejanjem, obdelavo s kislino in ločevanjem po gostoti ter uporabimo kot majhne alikvote (<100 delcev), nameščene na površini aluminijaste plošče ali izvrtane v vdolbino 300 x 300 mm. delci se analizirajo na aluminijasti posodi.Zakopani odmerek se običajno oceni z metodo regeneracije enega alikvota (57).Poleg ocene doze sevanja, ki jo prejmejo zrna, OSL datiranje zahteva tudi oceno hitrosti doze z merjenjem koncentracije radionuklidov v usedlini zbranega vzorca z uporabo spektroskopije gama ali nevtronske aktivacijske analize ter določitev referenčnega vzorca kozmične doze Lokacija in globina pokop.Dokončna določitev starosti se doseže tako, da se zakopana doza deli s hitrostjo doze.Če pa pride do spremembe odmerka, izmerjenega z enim zrnom ali skupino zrn, je potreben statistični model za določitev ustreznega zakopanega odmerka, ki ga je treba uporabiti.Zakopana doza se tukaj izračuna z uporabo modela osrednje dobe v primeru datiranja z enim alikvotom ali v primeru datiranja z enim delcem z uporabo modela končne mešanice (58).
Trije neodvisni laboratoriji so za to študijo izvedli analizo OSL.Spodaj so prikazane podrobne posamezne metode za vsak laboratorij.Na splošno uporabljamo metodo regenerativnega odmerjanja za uporabo OSL datiranja majhnih alikvotov (na desetine zrn) namesto analize posameznega zrna.To je zato, ker je med poskusom regenerativne rasti stopnja okrevanja majhnega vzorca nizka (<2 %) in signal OSL ni nasičen na naravni ravni signala.Medlaboratorijska doslednost določanja starosti, doslednost rezultatov znotraj in med testiranimi stratigrafskimi profili ter doslednost z geomorfološko interpretacijo starosti 14C karbonatnih kamnin so glavna osnova za to oceno.Vsak laboratorij je ovrednotil ali implementiral sporazum o enem zrnu, vendar je neodvisno ugotovil, da ni primeren za uporabo v tej študiji.Podrobne metode in analizni protokoli, ki jim sledi vsak laboratorij, so navedeni v dodatnih materialih in metodah.
Kamniti artefakti, pridobljeni pri nadzorovanih izkopavanjih (BRU-I; CHA-I, CHA-II in CHA-III; MGD-I, MGD-II in MGD-III; in SS-I), temeljijo na metričnem sistemu in kakovosti značilnosti.Izmerite težo in največjo velikost vsakega obdelovanca (uporaba digitalne tehtnice za merjenje teže je 0,1 g; uporaba digitalnega merila Mitutoyo za merjenje vseh dimenzij je 0,01 mm).Vse kulturne relikvije so razvrščene tudi glede na surovine (kremen, kvarcit, kremen itd.), velikost zrn (fina, srednja, groba), enotnost velikosti zrn, barvo, vrsto skorje in pokritost, vremenske vplive/zaokroženost robov in tehnično stopnjo (celotna ali razdrobljena) Jedra ali kosmiči, kosmiči/kosi, kladiva, granate in drugo).
Jedro se meri po največji dolžini;največja širina;širina je 15 %, 50 % in 85 % dolžine;največja debelina;debelina je 15 %, 50 % in 85 % dolžine.Izvedene so bile tudi meritve za oceno volumskih lastnosti jedra hemisferičnih tkiv (radialnih in Levalloisovih).Tako nepoškodovana kot zlomljena jedra so razvrščena glede na metodo ponastavitve (ena platforma ali več ploščadi, radialna, Levallois itd.), luskaste brazgotine pa se štejejo pri ≥15 mm in ≥20 % dolžine jedra.Jedra s 5 ali manj 15 mm brazgotinami so razvrščena kot "naključna".Zabeleži se kortikalna pokritost celotne površine jedra, relativna kortikalna pokritost vsake strani pa se zabeleži na jedru hemisferičnega tkiva.
List se meri po največji dolžini;največja širina;širina je 15 %, 50 % in 85 % dolžine;največja debelina;debelina je 15 %, 50 % in 85 % dolžine.Opišite odlomke glede na preostale dele (proksimalni, srednji, distalni, razcep na desni in razcep na levi).Raztezek se izračuna tako, da se največja dolžina deli z največjo širino.Izmerite širino, debelino in zunanji kot ploščadi nepoškodovane rezine in fragmentov proksimalne rezine ter razvrstite ploščadi glede na stopnjo priprave.Zabeležite kortikalno pokritost in lokacijo na vseh rezinah in fragmentih.Distalni robovi so razvrščeni glede na vrsto konca (pero, tečaj in zgornje vilice).Na celotno rezino zabeležite število in smer brazgotine na prejšnji rezini.Ko naletite, zabeležite lokacijo modifikacije in invazivnost v skladu s protokolom, ki ga je določil Clarkson (59).Načrti prenove so bili uvedeni za večino kombinacij izkopavanj, da bi ocenili metode obnove in celovitost odlaganja na mestu.
Kamniti artefakti, pridobljeni iz testnih jam (CS-TP1-21, SS-TP1-16 in NGA-TP1-8), so opisani po enostavnejši shemi kot nadzorovano izkopavanje.Za vsak artefakt so bile zabeležene naslednje značilnosti: surovine, velikost delcev, pokritost korteksa, velikostni razred, poškodbe zaradi vremenskih vplivov/robov, tehnične komponente in ohranjenost fragmentov.Zabeležene so opisne opombe o diagnostičnih značilnostih kosmičev in strženov.
Celotni bloki sedimenta so bili izrezani iz izpostavljenih odsekov v izkopih in geoloških jarkih.Te kamne so na kraju samem pritrdili z mavčnimi povoji ali toaletnim papirjem in embalažnim trakom ter jih nato prepeljali v Geološko arheološki laboratorij Univerze v Tubingenu v Nemčiji.Tam se vzorec suši pri 40 °C najmanj 24 ur.Nato jih strdimo v vakuumu z mešanico nepromotirane poliestrske smole in stirena v razmerju 7:3.Kot katalizator se uporablja metil etil keton peroksid, mešanica smole in stirena (3 do 5 ml/l).Ko zmes smole želira, vzorec segrevajte pri 40°C vsaj 24 ur, da se zmes popolnoma strdi.Strjeni vzorec z žago za ploščice razrežemo na kose velikosti 6 × 9 cm, jih nalepimo na predmetno stekelce in zmeljemo do debeline 30 μm.Nastale rezine so bile skenirane s ploskim skenerjem in analizirane z uporabo ravninske polarizirane svetlobe, navzkrižno polarizirane svetlobe, poševne vpadne svetlobe in modre fluorescence s prostim očesom in povečavo (×50 do ×200).Terminologija in opis tankih rezov sledita smernicam, ki sta jih objavila Stoop (60) in Courty et al.(61).Karbonatne nodule, ki tvorijo prst, zbrane iz globine > 80 cm, prerežemo na polovico, tako da jih je mogoče polovico impregnirati, in naredimo na tanke rezine (4,5 × 2,6 cm) s standardnim stereo mikroskopom in petrografskim mikroskopom ter katodoluminiscenčnim (CL) raziskovalnim mikroskopom .Kontrola karbonatnih vrst je zelo previdna, saj je nastajanje talnega karbonata vezano na stabilno površje, medtem ko je nastajanje karbonata podzemne vode neodvisno od površja oziroma tal.
Vzorci so bili izvrtani z odrezane površine prstotvornih karbonatnih nodulov in razpolovljeni za različne analize.FS je uporabil standardne stereo in petrografske mikroskope delovne skupine za geoarheologijo in mikroskop CL delovne skupine za eksperimentalno mineralogijo za preučevanje tankih rezin, ki se nahajata v Tübingenu v Nemčiji.Podvzorci radiokarbonskega datiranja so bili izvrtani z natančnimi vrtalniki na določenem območju, starem približno 100 let.Druga polovica nodulov ima premer 3 mm, da se izognemo območjem s pozno rekristalizacijo, bogatimi mineralnimi vključki ali velikimi spremembami velikosti kalcitnih kristalov.Istega protokola ni mogoče upoštevati za vzorce MEM-5038, MEM-5035 in MEM-5055 A.Ti vzorci so izbrani iz vzorcev ohlapnih usedlin in so premajhni, da bi jih prerezali na pol za tanke reze.Vendar so bile študije tankih rezov izvedene na ustreznih mikromorfoloških vzorcih sosednjih sedimentov (vključno s karbonatnimi noduli).
Vzorce za datiranje 14C smo poslali Centru za uporabne raziskave izotopov (CAIS) na Univerzi Georgia v Atenah, ZDA.Vzorec karbonata reagira s 100 % fosforno kislino v izpraznjeni reakcijski posodi, da nastane CO2.Nizkotemperaturno čiščenje vzorcev CO2 iz drugih reakcijskih produktov in katalitična pretvorba v grafit.Razmerje grafita 14C/13C smo izmerili s pospeševalnim masnim spektrometrom 0,5 MeV.Primerjajte razmerje vzorca z razmerjem, izmerjenim s standardom oksalne kisline I (NBS SRM 4990).Marmor Carrara (IAEA C1) je uporabljen kot ozadje, travertin (IAEA C2) pa kot sekundarni standard.Rezultat je izražen kot odstotek sodobnega ogljika, navedeni neumerjeni datum pa je podan v radiokarbonskih letih (BP leta) pred letom 1950 z uporabo razpolovne dobe 14C 5568 let.Napaka je navedena kot 1-σ in odraža statistično in eksperimentalno napako.Na podlagi vrednosti δ13C, izmerjene z masno spektrometrijo razmerja izotopov, je C. Wissing iz Biogeološkega laboratorija v Tubingenu v Nemčiji poročal o datumu frakcioniranja izotopov, razen za UGAMS-35944r, izmerjenega na CAIS.Vzorec 6887B je bil analiziran v dvojniku.V ta namen izvrtajte drugi podvzorec iz nodula (UGAMS-35944r) z območja vzorčenja, označenega na rezalni površini.Umeritvena krivulja INTCAL20 (tabela S4) (62), uporabljena na južni polobli, je bila uporabljena za korekcijo atmosferskega frakcioniranja vseh vzorcev na 14C do 2-σ.