Šiuolaikiniai Homo sapiens dalyvavo daugelyje ekosistemų transformacijų, tačiau sunku nustatyti tokio elgesio kilmę ar ankstyvas pasekmes.Archeologija, geochronologija, geomorfologija ir paleoaplinkos duomenys iš šiaurės Malavio dokumentuoja besikeičiantį ryšį tarp pašarų ieškotojų buvimo, ekosistemų organizavimo ir aliuvinių vėduoklių formavimosi vėlyvajame pleistocene.Maždaug po XX amžiaus susiformavo tanki mezolito artefaktų ir aliuvinių vėduoklių sistema.Prieš 92 000 metų paleoekologinėje aplinkoje ankstesniame 500 000 metų rekorde nebuvo analogo.Archeologiniai duomenys ir pagrindinių koordinačių analizė rodo, kad ankstyvieji žmogaus sukelti gaisrai sušvelnino sezoninius užsiliepsnojimo apribojimus, paveikdami augalijos sudėtį ir eroziją.Tai kartu su klimato sąlygotais kritulių pokyčiais galiausiai paskatino ekologinį perėjimą prie ankstyvo ikižeminio dirbtinio kraštovaizdžio.
Šiuolaikiniai žmonės yra galingi ekosistemų transformacijos skatintojai.Tūkstančius metų jie plačiai ir sąmoningai keitė aplinką, sukeldami diskusijas apie tai, kada ir kaip atsirado pirmoji ekosistema, kurioje dominuoja žmogus (1).Vis daugiau archeologinių ir etnografinių įrodymų rodo, kad tarp pašarų ieškotojų ir jų aplinkos vyksta daug rekursinių sąveikų, o tai rodo, kad toks elgesys yra mūsų rūšies evoliucijos pagrindas (2–4).Fosiliniai ir genetiniai duomenys rodo, kad Homo sapiens Afrikoje egzistavo maždaug prieš 315 000 metų (ka).Archeologiniai duomenys rodo, kad visame žemyne ​​vykstančios elgsenos sudėtingumas per pastaruosius 300–200 kačių labai išaugo.Pleistoceno (čibanų) pabaiga (5).Nuo tada, kai atsiradome kaip rūšis, žmonės klestėti pradėjo kliautis technologinėmis naujovėmis, sezoniniais susitarimais ir sudėtingu socialiniu bendradarbiavimu.Šios savybės leidžia mums pasinaudoti anksčiau negyvenamos arba ekstremalios aplinkos ir išteklių teikiamais pranašumais, todėl šiandien žmonės yra vienintelė visame pasaulyje gyvūnų rūšis (6).Ugnis suvaidino pagrindinį vaidmenį šioje transformacijoje (7).
Biologiniai modeliai rodo, kad prisitaikymą prie virto maisto galima atsekti mažiausiai prieš 2 milijonus metų, tačiau tik vidurinio pleistoceno pabaigoje atsirado įprasti archeologiniai gaisro valdymo įrodymai (8).Vandenyno šerdis su dulkių įrašais iš didelio Afrikos žemyno ploto rodo, kad per pastaruosius milijonus metų elementinės anglies pikas pasirodė maždaug po 400 ka, daugiausia pereinant iš tarpledyninio į ledyninį periodą, bet taip pat įvyko holocenas (9).Tai rodo, kad iki maždaug 400 ka gaisrai Afrikoje į pietus nuo Sacharos nebuvo dažni, o žmonių indėlis buvo reikšmingas holoceno laikotarpiu (9).Ugnis yra įrankis, kurį piemenys visame holocene naudojo pievoms auginti ir prižiūrėti (10).Tačiau nustatyti medžiotojų-rinkėjų ugnies naudojimo foną ir ekologinį poveikį ankstyvajame pleistocene yra sudėtingiau (11).
Ugnis vadinamas inžineriniu įrankiu, skirtu manipuliuoti ištekliais tiek etnografijoje, tiek archeologijoje, įskaitant pragyvenimo šaltinio gerinimą arba žaliavų modifikavimą.Šios veiklos dažniausiai yra susijusios su viešuoju planavimu ir reikalauja daug ekologinių žinių (2, 12, 13).Kraštovaizdžio masto gaisrai leidžia medžiotojams rinkėjams išvyti grobį, kontroliuoti kenkėjus ir padidinti buveinių produktyvumą (2).Gaisras vietoje skatina maisto ruošimą, šildymą, apsaugą nuo plėšrūnų ir socialinę sanglaudą (14).Tačiau tai, kiek medžiotojų-rinkėjų gaisrai gali pertvarkyti kraštovaizdžio komponentus, tokius kaip ekologinės bendruomenės struktūra ir topografija, yra labai dviprasmiškas (15, 16).
Neturint pasenusių archeologinių ir geomorfologinių duomenų bei nuolatinių aplinkos įrašų iš kelių vietų, sunku suprasti žmogaus sukeltų ekologinių pokyčių raidą.Ilgalaikiai ežero telkinių įrašai iš Didžiojo plyšio slėnio Pietų Afrikoje kartu su senovės archeologiniais įrašais šioje vietovėje leidžia tyrinėti pleistoceno sukeltą ekologinį poveikį.Čia mes pranešame apie plataus akmens amžiaus kraštovaizdžio pietų centrinėje Afrikoje archeologiją ir geomorfologiją.Tada susiejome jį su paleoaplinkos duomenimis, apimančiais > 600 ka, kad nustatytume anksčiausią žmogaus elgesio ir ekosistemos transformacijos ryšį žmogaus sukeltų gaisrų kontekste.
Pateikėme anksčiau nenurodytą Chitimwe lovos amžiaus ribą Karongos rajone, esančiame šiaurinėje Malavio dalyje, pietiniame Afrikos plyšio slėnyje (1 pav.) (17).Šios vagos sudarytos iš raudonojo dirvožemio aliuvinių vėduoklių ir upių nuosėdų, užimančių apie 83 kvadratinius kilometrus, kuriose yra milijonai akmens gaminių, tačiau nėra išsaugotų organinių liekanų, tokių kaip kaulai (papildomas tekstas) (18).Mūsų optiškai sužadintos šviesos (OSL) duomenys iš Žemės įrašo (2 pav. ir S1–S3 lentelės) pakeitė Chitimwe lovos amžių į vėlyvąjį pleistoceną, o seniausias aliuvinių vėduoklių aktyvacijos ir akmens amžiaus laidojimo amžius yra apie 92 ka ( 18, 19).Aliuvinis ir upės Chitimwe sluoksnis dengia plioceno-pleistoceno Chiwondo sluoksnio ežerus ir upes nuo žemo kampo neatitikimo (17).Šios nuosėdos yra lūžio pleište palei ežero pakraštį.Jų konfigūracija rodo sąveiką tarp ežero lygio svyravimų ir aktyvių lūžių, besitęsiančių į plioceną (17).Nors tektoniniai veiksmai galėjo turėti įtakos regiono topografijai ir pjemonto nuolydžiui ilgą laiką, lūžių veikla šioje srityje galėjo sulėtėti nuo vidurinio pleistoceno (20).Po ~800 ka ir netrukus po 100 ka Malavio ežero hidrologiją daugiausia lemia klimatas (21).Todėl nė vienas iš jų nėra vienintelis paaiškinimas, kodėl vėlyvajame pleistocene susidarė aliuvinės vėduoklės (22).
(A) Afrikos stoties vieta, palyginti su šiuolaikiniais krituliais (žvaigždutė);mėlyna yra drėgnesnė, o raudona – sausesnė (73);kairėje pusėje esantis laukelis rodo Malavio ežerą ir aplinkines sritis MAL05-2A ir MAL05-1B /1C šerdies vieta (violetinis taškas), kur Karongos sritis paryškinta kaip žalias kontūras ir paryškinta Luchamange lovos vieta kaip balta dėžė.(B) Šiaurinė Malavio baseino dalis, kurioje parodyta kalvos šešėlių topografija MAL05-2A šerdies atžvilgiu, likusi Chitimwe vaga (ruda dėmė) ir Malavio ankstyvojo mezolito projekto (MEMSAP) kasinėjimų vieta (geltonas taškas) );CHA, Chaminade;MGD, Mwangandos kaimas;NGA, Ngara;SS, Sadara South;VIN, literatūrinės bibliotekos paveikslas;WW, Beluga.
OSL centro amžius (raudona linija) ir klaidų diapazonas 1-σ (25 % pilka), visi OSL amžiaus tarpsniai susiję su in situ artefaktų atsiradimu Karongoje.Amžius, palyginti su ankstesniais 125 kalendoriniais duomenimis, rodo (A) visų OSL amžių branduolio tankio įvertinimus iš aliuvinių vėduoklių nuosėdų, nurodant nuosėdų / aliuvinių vėduoklių kaupimąsi (žydra) ir ežero vandens lygio rekonstrukciją, pagrįstą pagrindinių komponentų analizės (PCA) charakteristikos vertėmis Vandens. fosilijos ir autentiški mineralai (21) (mėlyna) iš MAL05-1B/1C šerdies.(B) Iš MAL05-1B/1C šerdies (juoda, vertė artima 7000 su žvaigždute) ir MAL05-2A šerdies (pilka) makromolekulinės anglies skaičius grame, normalizuotas pagal nusėdimo greitį.(C) Margalef rūšių turtingumo indeksas (Dmg) iš MAL05-1B/1C pagrindinių iškastinių žiedadulkių.(D) iškastinių žiedadulkių iš Compositae, miombo miško ir Olea europaea procentas ir (E) iškastinių žiedadulkių iš Poaceae ir Podocarpus procentas.Visi žiedadulkių duomenys yra iš MAL05-1B/1C šerdies.Viršuje esantys skaičiai nurodo atskirus OSL pavyzdžius, pateiktus S1–S3 lentelėse.Duomenų prieinamumo ir skiriamosios gebos skirtumas atsiranda dėl skirtingų atrankos intervalų ir medžiagų prieinamumo šerdyje.S9 paveiksle parodyti du makro anglies įrašai, konvertuoti į z balus.
(Chitimwe) Kraštovaizdžio stabilumą po ventiliatoriaus susidarymo rodo raudonojo dirvožemio ir dirvožemį formuojančių karbonatų susidarymas, apimantis visos tyrimo zonos ventiliatoriaus formos nuosėdas (papildomas tekstas ir S4 lentelė).Vėlyvojo pleistoceno aliuvinių vėduoklių formavimasis Malavio ežero baseine neapsiriboja Karongos sritimi.Maždaug 320 kilometrų į pietryčius nuo Mozambiko, sausumos kosmogeninių nuklidų gylio profilis 26Al ir 10Be riboja aliuvinio raudonojo dirvožemio Luchamange sluoksnio susidarymą iki 119–27 ka (23).Šis platus amžiaus apribojimas atitinka mūsų OSL chronologiją vakarinei Malavio ežero baseino daliai ir rodo regioninių aliuvinių vėduoklių plėtimąsi vėlyvajame pleistocene.Tai patvirtina duomenys iš ežero šerdies įrašo, kurie rodo, kad didesnį nusėdimo greitį lydi apie 240 ka, o tai yra ypač didelė maždaug.130 ir 85 ka (papildomas tekstas) (21).
Ankstyviausi žmonių gyvenviečių šioje vietovėje įrodymai yra susiję su Chitimwe nuosėdomis, nustatytomis ~ 92 ± 7 ka.Šis rezultatas pagrįstas 605 m3 iškastų nuosėdų iš 14 subcentimetrų erdvės kontrolinių archeologinių kasinėjimų ir 147 m3 nuosėdų iš 46 archeologinių bandymų duobių, kontroliuojamų vertikaliai iki 20 cm ir horizontaliai iki 2 metrų (papildomas tekstas ir S1–S3 paveikslai) Be to, ištyrėme 147,5 kilometro, įrengėme 40 geologinių bandymų duobių ir iš 60 iš jų išanalizavome daugiau nei 38 000 kultūros reliktų (S5 ir S6 lentelės) (18).Šie išsamūs tyrimai ir kasinėjimai rodo, kad nors senovės žmonės, įskaitant ankstyvuosius šiuolaikinius žmones, galėjo gyventi šioje vietovėje maždaug prieš 92 kalendorinius metus, nuosėdų susikaupimas, susijęs su Malavio ežero iškilimu ir stabilizavimu, neišsaugojo archeologinių įrodymų, kol nesusidarė Chitimwe vaga.
Archeologiniai duomenys patvirtina išvadą, kad kvartero pabaigoje vėduoklės formos plėtra ir žmonių veikla šiauriniame Malavyje egzistavo daug, o kultūros reliktai priklausė kitų Afrikos dalių tipams, susijusiems su ankstyvaisiais šiuolaikiniais žmonėmis.Dauguma artefaktų yra pagaminti iš kvarcito arba kvarco upės akmenukų su radialiniu, Levallois, platformos ir atsitiktiniu šerdies sumažinimu (S4 pav.).Morfologiniai diagnostiniai artefaktai daugiausia priskiriami mezolito amžiui (MSA) būdingai Levallois tipo metodikai, kurios iki šiol Afrikoje buvo bent apie 315 ka (24).Aukščiausia Chitimwe lova tęsėsi iki ankstyvojo holoceno, kurioje buvo retai pasiskirstę vėlyvojo akmens amžiaus įvykiai, ir buvo nustatyta, kad ji susijusi su vėlyvojo pleistoceno ir holoceno medžiotojais-rinkėjais visoje Afrikoje.Priešingai, akmeninių įrankių tradicijos (pavyzdžiui, dideli pjovimo įrankiai), paprastai siejamos su ankstyvuoju viduriniu pleistocenu, yra retos.Ten, kur tai įvyko, jie buvo rasti MSA turinčiose nuosėdose vėlyvajame pleistocene, o ne ankstyvose nusėdimo stadijose (S4 lentelė) (18).Nors vieta egzistavo ~ 92 ka, reprezentatyviausias žmogaus veiklos ir aliuvinių vėduoklių nusėdimo laikotarpis įvyko po ~ 70 ka, gerai apibrėžtas OSL amžių rinkiniu (2 pav.).Šį modelį patvirtinome su 25 paskelbtais ir 50 anksčiau neskelbtų OSL amžių (2 pav. ir S1–S3 lentelės).Tai rodo, kad iš visų 75 amžiaus nustatymų 70 buvo išgauta iš nuosėdų po maždaug 70 ka.2 paveiksle parodyta 40 amžių, susijusių su in situ MSA artefaktais, palyginti su pagrindiniais paleoaplinkos rodikliais, paskelbtais iš MAL05-1B/1C centrinio baseino centro (25) ir anksčiau neskelbto MAL05-2A šiaurinio ežero baseino centro.Anglis (greta ventiliatoriaus, kuris gamina OSL amžių).
Naudodami naujus duomenis iš archeologinių fitolitų ir dirvožemio mikromorfologijos kasinėjimų, taip pat viešus duomenis apie iškastines žiedadulkes, dideles anglis, vandens fosilijas ir autentiškus mineralus iš Malavio ežero gręžimo projekto branduolio, atkūrėme MSA žmonių santykius su Malavio ežeru.Užimkite to paties laikotarpio klimato ir aplinkos sąlygas (21).Pastarieji du agentai yra pagrindinis pagrindas rekonstruoti santykinį ežero gylį, kurio gylis siekia daugiau nei 1200 ka (21), ir yra suderintas su žiedadulkių ir makroanglies mėginiais, surinktais iš tos pačios vietos ~ 636 ka (25) šerdyje. .Ilgiausios kernos (MAL05-1B ir MAL05-1C; atitinkamai 381 ir 90 m) buvo surinktos apie 100 kilometrų į pietryčius nuo archeologinio projekto teritorijos.Trumpas branduolys (MAL05-2A; 41 m) buvo surinktas apie 25 kilometrus į rytus nuo Šiaurės Rukulu upės (1 pav.).MAL05-2A šerdis atspindi antžemines paleoaplinkos sąlygas Kalungos srityje, o MAL05-1B/1C šerdis negauna tiesioginio upės įtekėjimo iš Kalungos, todėl gali geriau atspindėti regionines sąlygas.
MAL05-1B/1C sudėtinio gręžimo šerdyje užfiksuotas nusėdimo greitis prasidėjo nuo 240 ka ir padidėjo nuo ilgalaikės vidutinės vertės 0,24 iki 0,88 m/ka (S5 pav.).Pradinis padidėjimas yra susijęs su orbitinės moduliuotos saulės šviesos pokyčiais, dėl kurių per šį intervalą bus dideli ežero lygio pokyčiai (25).Tačiau kai orbitos ekscentriškumas sumažėja po 85 ka ir klimatas yra stabilus, nusėdimo greitis vis dar yra didelis (0,68 m/ka).Tai sutapo su antžeminiu OSL įrašu, kuris parodė daug įrodymų, kad aliuvinis ventiliatorius išsiplėtė maždaug po 92 ka, ir atitiko jautrumo duomenis, rodančius teigiamą erozijos ir gaisro ryšį po 85 ka (papildomas tekstas ir S7 lentelė).Atsižvelgiant į turimos geochronologinės kontrolės klaidų diapazoną, neįmanoma nuspręsti, ar šis ryšių rinkinys lėtai vystosi nuo rekursinio proceso eigos, ar greitai išsiveržia pasiekus kritinį tašką.Remiantis geofiziniu baseino evoliucijos modeliu, nuo vidurinio pleistoceno (20) plyšio plėtimasis ir su juo susijęs nusėdimas sulėtėjo, todėl tai nėra pagrindinė plataus vėduoklių formavimosi proceso priežastis, kurią daugiausia nustatėme po 92 ka.
Nuo vidurinio pleistoceno klimatas buvo pagrindinis ežero vandens lygį kontroliuojantis veiksnys (26).Konkrečiai, šiaurinio baseino pakilimas uždarė esamą išėjimą.800 ka ežerą gilinti, kol jis pasieks modernaus išvažiavimo (21) slenkstinį aukštį.Įsikūręs pietiniame ežero gale, šis ištekėjimas suteikė viršutinę ežero vandens lygio ribą drėgnais laikotarpiais (įskaitant šiandien), tačiau leido baseinui užsidaryti, nes ežero vandens lygis sausringais laikotarpiais nukrito (27).Ežero lygio rekonstrukcija rodo kintančius sauso ir šlapio ciklus praeityje 636 ka.Remiantis iškastinių žiedadulkių įrodymais, ekstremalios sausros (bendro vandens kiekio sumažėjimas > 95%), susijusios su mažu vasaros saulės spindulių kiekiu, lėmė pusiau dykumos augmenijos išplitimą, o medžiai apsiribojo nuolatiniais vandens keliais (27).Šios (ežerų) žemumos koreliuoja su žiedadulkių spektrais, o tai rodo didelę žolių (80 % ar daugiau) ir kserofitų (Amaranthaceae) dalį medžių taksonų ir mažo bendro rūšių gausumo sąskaita (25).Priešingai, kai ežeras artėja prie šiuolaikinio lygio, augalija, glaudžiai susijusi su Afrikos kalnų miškais, paprastai tęsiasi iki ežero kranto [apie 500 m virš jūros lygio (masl)].Šiandien Afrikos kalnų miškai atsiranda tik nedidelėmis atskiromis lopelėmis, viršijančiomis apie 1500 masl (25, 28).
Naujausias ekstremalios sausros laikotarpis buvo nuo 104 iki 86 ka.Po to, nors ežero lygis grįžo į aukštas sąlygas, paplito atviri miombo miškai su daugybe žolelių ir žolelių ingredientų (27, 28).Reikšmingiausi Afrikos kalnų miškų taksonai yra Podocarpus pušis, kuri niekada neatsigavo iki tokio lygio, kaip ankstesnis aukštas ežero lygis po 85 ka (10,7 ± 7,6 % po 85 ka, o panašus ežero lygis iki 85 ka yra 29,8 ± 11,8 % ).Margalefo indeksas (Dmg) taip pat rodo, kad praėjusių 85 ka rūšių turtingumas yra 43% mažesnis nei ankstesnis nuolatinis aukštas ežero lygis (atitinkamai 2,3 ± 0,20 ir 4,6 ± 1,21), pavyzdžiui, nuo 420 iki 345 ka (papildomas). tekstas ir S5 bei S6 paveikslai) (25).Žiedadulkių mėginiai maždaug nuo laiko.88–78 ka taip pat yra didelis procentas Compositae žiedadulkių, o tai gali reikšti, kad augalija buvo sutrikdyta ir yra seniausios datos, kai žmonės užėmė tą teritoriją, klaidų diapazone.
Klimato anomalijos metodu (29) analizuojame paleoekologinius ir paleoklimato duomenis kernų, išgręžtų prieš ir po 85 ka, ir išnagrinėti ekologinį ryšį tarp augmenijos, rūšių gausos ir kritulių bei hipotezę, kaip atsieti nuvestą gryno klimato prognozę.Važiavimo pradinis režimas ~550 ka.Šiai transformuotai ekosistemai įtakos turi ežerus užpildančios kritulių sąlygos ir gaisrai, o tai atsispindi rūšių stoka ir naujais augalijos deriniais.Po paskutinio sauso laikotarpio atsigavo tik kai kurie miško elementai, įskaitant ugniai atsparius Afrikos kalnų miškų komponentus, tokius kaip alyvuogių aliejus, ir ugniai atsparius sezoninių atogrąžų miškų komponentus, tokius kaip Celtis (papildomas tekstas ir S5 pav.) 25).Norėdami patikrinti šią hipotezę, mes modeliavome ežero vandens lygį, gautą iš ostrakodo ir autentiškų mineralų pakaitalų, kaip nepriklausomus kintamuosius (21) ir priklausomus kintamuosius, tokius kaip anglis ir žiedadulkės, kuriuos gali paveikti padidėjęs gaisro dažnis (25).
Norėdami patikrinti šių derinių panašumą ar skirtumą skirtingu metu, pagrindinei koordinačių analizei (PCoA) naudojome žiedadulkes iš Podocarpus (visžalio medžio), žolės (žolės) ir alyvuogių (ugniai atsparios Afrikos kalnų miškų sudedamosios dalies). ir miombo (šiandien pagrindinis miško komponentas).Nubraižydami PCoA ant interpoliuoto paviršiaus, vaizduojančio ežero lygį, kai buvo sudarytas kiekvienas derinys, ištyrėme, kaip žiedadulkių derinys keičiasi kritulių atžvilgiu ir kaip šis santykis keičiasi po 85 ka (3 pav. ir S7 pav.).Prieš 85 ka, grūdų pagrindu pagaminti mėginiai agregavosi link sausų sąlygų, o podokarpų pagrindu pagaminti mėginiai agregavosi link drėgnų sąlygų.Priešingai, mėginiai po 85 ka yra suskirstyti į daugumą mėginių iki 85 ka ir turi skirtingas vidutines vertes, o tai rodo, kad jų sudėtis yra neįprasta panašioms kritulių sąlygoms.Jų padėtis PCoA atspindi Olea ir miombo įtaką, kurios abi yra palankios sąlygomis, kurios yra labiau linkusios į gaisrą.Mėginiuose po 85 ka Podocarpus pušies buvo gausu tik trijuose iš eilės mėginiuose, kurie atsirado prasidėjus intervalui tarp 78 ir 79 ka.Tai rodo, kad po pirminio kritulių kiekio padidėjimo, atrodo, kad miškas trumpam atsigavo, kol galiausiai sugriuvo.
Kiekvienas taškas vaizduoja vieną žiedadulkių mėginį tam tikru momentu, naudojant papildomą tekstą ir amžiaus modelį 1 paveiksle. S8.Vektorius rodo pokyčių kryptį ir gradientą, o ilgesnis vektorius reiškia stipresnę tendenciją.Požeminis paviršius atspindi ežero vandens lygį kaip kritulių kiekį;tamsiai mėlyna yra aukščiau.Vidutinė PCoA savybių verčių vertė pateikiama duomenims po 85 ka (raudonas deimantas) ir visiems duomenims iš panašių ežerų lygių iki 85 ka (geltonasis deimantas).Naudojant viso 636 ka duomenis, „imituojamas ežero lygis“ yra nuo -0,130-σ iki -0,198-σ, netoli vidutinės ežero lygio PCA savosios vertės.
Siekdami ištirti ryšį tarp žiedadulkių, ežero vandens lygio ir anglies, naudojome neparametrinę daugiamatę dispersijos analizę (NP-MANOVA), kad palygintume bendrą „aplinką“ (atstovaujamą žiedadulkių, ežero vandens lygio ir anglies duomenų matrica). o po 85 ka perėjimo.Mes nustatėme, kad šioje duomenų matricoje nustatyta variacija ir kovariacija yra statistiškai reikšmingi skirtumai prieš ir po 85 ka (1 lentelė).
Mūsų sausumos paleoaplinkos duomenys iš fitolitų ir dirvožemio Vakarų ežero pakraštyje atitinka aiškinimą, pagrįstą ežero tarpiniu.Tai rodo, kad nepaisant aukšto ežero vandens lygio, kraštovaizdis, kaip ir šiandien, pavirto į kraštovaizdį, kuriame vyrauja atvirų lajų miško žemė ir miškingos pievos (25).Visos ištirtos fitolitų vietos vakariniame baseino pakraštyje yra po ~ 45 ka ir rodo daug medžių dangos, atspindinčios drėgnas sąlygas.Tačiau jie mano, kad didžioji dalis mulčio yra atviro miško, apaugusio bambukais ir panikos žole, forma.Remiantis fitolito duomenimis, ugniai neatsparių palmių (Arecaceae) yra tik ežero pakrantėje, o vidaus archeologinėse vietose yra retos arba jų nėra (S8 lentelė) (30).
Paprastai kalbant, drėgnas, bet atviras sąlygas vėlyvajame pleistocene taip pat galima daryti iš antžeminių paleozolių (19).Lagūnos molio ir pelkių dirvožemio karbonatas iš Mwangandos kaimo archeologinės vietovės gali būti atsektas iki 40–28 cal ka BP (anksčiau kalibruotas Qian'anni) (S4 lentelė).Karbonatiniai dirvožemio sluoksniai Chitimwe vagoje dažniausiai yra mazginiai kalkingi (Bkm) ir argiliniai bei karbonatiniai (Btk) sluoksniai, o tai rodo santykinio geomorfologinio stabilumo vietą ir lėtą nusėdimą nuo toli siekiančio aliuvinio vėduoklės. Maždaug 29 cal ka BP (papildomas) tekstas).Ant senovinių vėduoklių liekanų susiformavęs eroduotas, sukietėjęs laterito gruntas (litinis uoliena) rodo atviras kraštovaizdžio sąlygas (31) ir stiprius sezoninius kritulius (32), rodančius nuolatinį šių sąlygų poveikį kraštovaizdžiui.
Ugnies vaidmenį šiame perėjime palaiko suporuoti gręžimo šerdies makro anglies įrašai, o anglies srautas iš centrinio baseino (MAL05-1B/1C) paprastai padidėjo nuo maždaug.175 kortelės.Maždaug tarp jų seka daug smailių.Po 135 ir 175 ka ir 85 ir 100 ka ežero lygis atsistatė, tačiau miškas ir rūšių turtingumas neatsistatė (papildomas tekstas, 2 pav. ir S5 pav.).Ryšys tarp anglies antplūdžio ir ežero nuosėdų magnetinio jautrumo taip pat gali rodyti ilgalaikės gaisro istorijos modelius (33).Naudokite Lyons ir kt. duomenis.(34) Malavio ežeras ir toliau ardė sudegusį kraštovaizdį po 85 ka, o tai reiškia teigiamą koreliaciją (Spearmano Rs = 0,2542 ir P = 0,0002; S7 lentelė), o senesnės nuosėdos rodo priešingą ryšį (Rs = -0,2509 ir P < 0,0001).Šiauriniame baseine trumpesnė MAL05-2A šerdis turi giliausią datavimo inkaro tašką, o jauniausias Toba tufas yra ~74–75 ka (35).Nors jai trūksta ilgalaikės perspektyvos, ji gaunama tiesiai iš baseino, iš kurio gaunami archeologiniai duomenys.Šiaurinio baseino medžio anglies įrašai rodo, kad nuo Tobos kriptotephra ženklo terigeninės medžio anglies kiekis nuolat didėjo tuo laikotarpiu, kai dažniausiai pasitaiko archeologinių įrodymų (2B pav.).
Žmonių sukeltų gaisrų įrodymai gali atspindėti tyčinį naudojimą kraštovaizdžio mastu, plačiai paplitusias populiacijas, sukeliančias daugiau ar daugiau užsiliepsnojimo vietoje, kuro pasiūlos pasikeitimą kertant pomiškinius miškus arba šių veiklų derinį.Šiuolaikiniai medžiotojai-rinkėjai naudoja ugnį, kad aktyviai keistų pašarų ieškojimą (2).Jų veikla didina grobio gausą, palaiko mozaikinį kraštovaizdį, didina šiluminę įvairovę ir sukcesijos tarpsnių heterogeniškumą (13).Ugnis taip pat svarbi veiklai vietoje, pavyzdžiui, šildymui, maisto gaminimui, gynybai ir bendravimui (14).Netgi nedideli gaisro dislokavimo skirtumai ne natūralaus žaibo smūgio metu gali pakeisti miškų sukcesijos modelius, kuro prieinamumą ir šaudymo sezoniškumą.Labiausiai tikėtina, kad sumažėjus medžių dangos ir pomiškių medžių erozija padidės, o rūšių įvairovės nykimas šioje vietovėje yra glaudžiai susijęs su Afrikos kalnų miškų bendrijų nykimu (25).
Archeologiniuose įrašuose prieš MSA pradžią žmonių gaisro kontrolė buvo gerai žinoma (15), tačiau iki šiol jos, kaip kraštovaizdžio tvarkymo priemonės, naudojimas buvo užfiksuotas tik keliuose paleolito kontekstuose.Tai apima apie Australiją.40 ka (36), Aukštaitijos Naujoji Gvinėja.45 ka (37) taikos sutartis.50 ka Niah urvas (38) Borneo žemumoje.Amerikoje, kai žmonės pirmą kartą pateko į šias ekosistemas, ypač per pastaruosius 20 ka (16), dirbtinis uždegimas buvo laikomas pagrindiniu veiksniu pertvarkant augalų ir gyvūnų bendruomenes.Šios išvados turi būti pagrįstos atitinkamais įrodymais, tačiau archeologinių, geologinių, geomorfologinių ir paleoaplinkos duomenų tiesioginio sutapimo atveju priežastingumo argumentas buvo sustiprintas.Nors pagrindiniai Afrikos pakrančių vandenų jūriniai duomenys anksčiau davė įrodymų apie gaisrų pokyčius praeityje apie 400 ka (9), čia pateikiame žmogaus įtakos įrodymus iš atitinkamų archeologinių, paleoaplinkos ir geomorfologinių duomenų rinkinių.
Norint identifikuoti žmogaus sukeltus gaisrus paleoaplinkos įrašuose, reikia įrodymų apie gaisro veiklą ir augmenijos pokyčius laike ar erdvėje, įrodančius, kad šių pokyčių nenumato vien klimato parametrai, o gaisro sąlygų pokyčių ir žmogaus gyvenimo pokyčių laikiną/erdvinį sutapimą. Įrašai (29) Pirmieji įrodymai apie plačiai paplitusią MSA okupaciją ir aliuvinių vėduoklių formavimąsi Malavio ežero baseine atsirado maždaug prasidėjus dideliam regioninės augmenijos pertvarkymui.85 kortelės.Anglies gausa MAL05-1B/1C šerdyje atspindi regioninę anglies gamybos ir nusėdimo tendenciją – maždaug 150 ka, palyginti su likusiu 636 ka rekordu (S5, S9 ir S10 paveikslai).Šis perėjimas rodo svarbų ugnies indėlį formuojant ekosistemos sudėtį, ko negalima paaiškinti vien klimatu.Esant natūraliam gaisrui, žaibas paprastai užsiliepsnoja sausojo sezono pabaigoje (39).Tačiau jei kuras yra pakankamai sausas, žmogaus sukeltas gaisras gali užsidegti bet kuriuo metu.Įvykio mastu žmonės gali nuolat keisti ugnį rinkdami malkas iš po miško.Galutinis bet kokio tipo žmogaus sukelto gaisro rezultatas yra tas, kad jis gali sukelti daugiau sumedėjusios augmenijos, trunkančios ištisus metus ir bet kokiu mastu.
Pietų Afrikoje jau 164 ka (12) ugnis buvo naudojama įrankių gamybos akmenims termiškai apdoroti.Jau 170 ka (40) ugnis buvo naudojama kaip įrankis krakmolingiems gumbams virti, senovėje visapusiškai panaudojant ugnį.Į klestinčius išteklius linkusios peizažas (41).Kraštovaizdžio gaisrai sumažina medžių dangą ir yra svarbi priemonė pievų ir miško lopšelių aplinkai palaikyti, nes tai yra pagrindiniai žmogaus tarpininkaujamų ekosistemų elementai (13).Jei augalijos ar grobio elgesio keitimo tikslas yra padidinti žmogaus sukeltą deginimą, tai reiškia, kad ankstyvųjų šiuolaikinių žmonių ugnies valdymo ir panaudojimo sudėtingumas, palyginti su ankstyvaisiais žmonėmis, yra sudėtingesnis, ir rodo, kad mūsų santykiai su ugnimi yra pablogėję. tarpusavio priklausomybės pasikeitimas (7).Mūsų analizė suteikia papildomą būdą suprasti žmonių ugnies naudojimo pokyčius vėlyvojo pleistoceno laikotarpiu ir šių pokyčių poveikį kraštovaizdžiui ir aplinkai.
Vėlyvojo kvartero aliuvinių ventiliatorių išsiplėtimas Karongos rajone gali būti susijęs su sezoninio degimo ciklo pokyčiais esant didesniam nei vidutinis kritulių kiekiui, dėl kurio padidėja kalvos šlaito erozija.Šio įvykio mechanizmas gali būti vandens baseino masto atsakas dėl gaisro sukeltų trikdžių, padidėjusi ir ilgalaikė viršutinės baseino dalies erozija ir aliuvinių ventiliatorių išsiplėtimas pjemonto aplinkoje prie Malavio ežero.Šios reakcijos gali apimti dirvožemio savybių pasikeitimą, siekiant sumažinti pralaidumą, paviršiaus šiurkštumą ir padidinti nuotėkį dėl didelių kritulių sąlygų ir sumažėjusios medžių dangos derinio (42).Nuosėdų prieinamumas iš pradžių pagerinamas nulupus dengiamąją medžiagą, o laikui bėgant dėl ​​šildymo ir sumažėjusio šaknų stiprumo gali sumažėti dirvožemio stiprumas.Viršutinio dirvožemio sluoksnio išsisluoksniavimas padidina nuosėdų srautą, kuris prisitaiko prie vėduoklės formos sankaupos pasroviui ir pagreitina raudonojo grunto susidarymą ant vėduoklės formos.
Daugelis veiksnių gali kontroliuoti kraštovaizdžio reakciją į besikeičiančias gaisro sąlygas, kurių dauguma veikia per trumpą laiką (42–44).Signalas, kurį čia siejame, yra akivaizdus tūkstantmečio skalėje.Analizė ir kraštovaizdžio evoliucijos modeliai rodo, kad dėl pasikartojančių miškų gaisrų sukelto augalijos trikdymo denudacijos greitis labai pasikeitė tūkstantmečio skalėje (45, 46).Regioninių iškastinių įrašų, sutampančių su stebimais anglies ir augmenijos pokyčiais, trūkumas trukdo atkurti žmogaus elgesio ir aplinkos pokyčių poveikį žolėdžių bendruomenių sudėčiai.Tačiau stambūs žolėdžiai, gyvenantys atviresniuose kraštovaizdžiuose, atlieka svarbų vaidmenį išlaikant juos ir užkertant kelią sumedėjusios augmenijos invazijai (47).Nereikėtų tikėtis, kad skirtingų aplinkos komponentų pokyčių įrodymai įvyks vienu metu, bet turėtų būti vertinami kaip kaupiamasis poveikis, kuris gali pasireikšti per ilgą laiką (11).Naudodami klimato anomalijos metodą (29), žmogaus veiklą laikome pagrindiniu veiksniu formuojant šiaurinio Malavio kraštovaizdį vėlyvojo pleistoceno laikotarpiu.Tačiau šie padariniai gali būti pagrįsti ankstesniu, mažiau akivaizdžiu žmogaus ir aplinkos sąveikos palikimu.Paleoaplinkos įraše prieš anksčiausią archeologinę datą pasirodžiusioje anglies smailėje gali būti antropogeninis komponentas, kuris nesukelia tų pačių ekologinės sistemos pokyčių, kaip užfiksuota vėliau, ir neapima nuosėdų, kurių pakanka, kad būtų galima patikimai nurodyti žmogaus veiklą.
Trumpos nuosėdų šerdys, pvz., iš gretimo Masoko ežero baseino Tanzanijoje arba trumpesnės nuosėdų šerdys Malavio ežere, rodo, kad santykinis žolių ir miško taksonų žiedadulkių gausa pasikeitė, o tai priskiriama per pastaruosius 45 metus.Natūrali ka klimato kaita (48-50).Tačiau tik ilgesnį laiką stebint Malavio ežero >600 ka žiedadulkių rekordą ir šalia jo esantį amžių senumo archeologinį kraštovaizdį, galima suprasti klimatą, augmeniją, anglis ir žmogaus veiklą.Nors tikėtina, kad žmonės šiaurinėje Malavio ežero baseino dalyje pasirodys iki 85 ka, maždaug 85 ka, ypač po 70 ka, rodo, kad pasibaigus paskutiniam dideliam sausros laikotarpiui ši vietovė yra patraukli žmonėms gyventi.Šiuo metu naujas arba intensyvesnis/dažnesnis žmonių ugnies naudojimas yra akivaizdžiai derinamas su natūralia klimato kaita, siekiant atkurti ekologinį ryšį> 550-ka ir galiausiai suformuotas ankstyvasis ikižeminis dirbtinis kraštovaizdis (4 pav.).Skirtingai nuo ankstesnių laikotarpių, nuosėdinis kraštovaizdžio pobūdis išsaugo MSA vietą, kuri yra rekursyvaus santykio tarp aplinkos (išteklių pasiskirstymo), žmogaus elgsenos (veiklos modelių) ir ventiliatoriaus aktyvavimo (nusėdimo / vietos užkasimo) funkcija.
(A) Apie.400 ka: Negalima aptikti jokių žmonių.Drėgnos sąlygos panašios kaip šiandien, o ežero lygis aukštas.Įvairi, ugniai neatspari medžių danga.(B) Apie 100 ka: archeologinių įrašų nėra, bet žmonių buvimas gali būti aptiktas dėl medžio anglies antplūdžio.Sausose vandens telkiniuose susidaro itin sausos sąlygos.Pamatinė uoliena paprastai yra atvira, o paviršiaus nuosėdos yra ribotos.(C) Apie 85–60 ka: Ežero vandens lygis didėja didėjant kritulių kiekiui.Žmonių egzistavimą galima atrasti per archeologiją po 92 ka, o po 70 ka įvyks aukštumų deginimas ir aliuvinių vėduoklių plėtimasis.Atsirado ne tokia įvairi, ugniai atspari augmenijos sistema.(D) Apie 40–20 ka: šiauriniame baseine padidėjo anglies patekimas į aplinką.Aliuvinių vėduoklių formavimasis tęsėsi, tačiau šio laikotarpio pabaigoje ėmė silpti.Palyginti su ankstesniu 636 ka rekordu, ežero lygis išlieka aukštas ir stabilus.
Antropocenas atspindi per tūkstančius metų susiformavusią nišą kuriančio elgesio kaupimąsi, o jo mastas būdingas tik šiuolaikiniams Homo sapiens (1, 51).Šiuolaikiniame kontekste, įsigalėjus žemdirbystei, žmogaus sukurti peizažai tebeegzistuoja ir intensyvėja, tačiau tai yra pleistoceno laikais susiformavusių modelių išplėtimas, o ne atsijungimai (52).Šiaurės Malavio duomenys rodo, kad ekologinis pereinamasis laikotarpis gali būti užsitęsęs, sudėtingas ir pasikartojantis.Šis transformacijos mastas atspindi sudėtingas ankstyvųjų šiuolaikinių žmonių ekologines žinias ir iliustruoja jų transformaciją į mūsų pasaulyje dominuojančias rūšis šiandien.
Remiantis Thompsono ir kt. aprašytu protokolu, artefaktų ir akmenų charakteristikų tyrimo vietoje tyrimas ir registravimas.(53).Bandymo duobės išdėstymas ir pagrindinės vietos kasimas, įskaitant mikromorfologiją ir fitolito mėginių ėmimą, buvo laikomasi Thompson ir kt. aprašyto protokolo.(18) ir Wright ir kt.(19).Mūsų geografinės informacijos sistemos (GIS) žemėlapis, pagrįstas Malavio geologinių tyrimų regiono žemėlapiu, rodo aiškų Chitimwe lovų ir archeologinių vietovių ryšį (S1 pav.).Intervalas tarp geologinių ir archeologinių bandymų duobių Karongos srityje yra plačiausiam reprezentatyviam mėginiui paimti (S2 pav.).Karongos geomorfologija, geologinis amžius ir archeologiniai tyrinėjimai apima keturis pagrindinius lauko tyrimų metodus: pėsčiųjų tyrinėjimus, archeologinių bandymų duobes, geologinių bandymų duobes ir detalius vietos kasinėjimus.Kartu šie metodai leidžia paimti pagrindinę Chitimwe sluoksnio atodangą Karongos šiaurėje, centrinėje ir pietuose (S3 pav.).
Pėsčiųjų tyrimo zonos artefaktų ir akmenų ypatybių tyrimas ir registravimas buvo atliktas pagal Thompson ir kt. aprašytą protokolą.(53).Šis metodas turi du pagrindinius tikslus.Pirmiausia reikia nustatyti vietas, kuriose buvo išgraužtos kultūros relikvijos, o po to šiose vietose įkalnėje įrengti archeologinių bandymų duobes, kad kultūros relikvijos būtų atkurtos vietoje iš palaidotos aplinkos.Antrasis tikslas – formaliai užfiksuoti artefaktų pasiskirstymą, jų charakteristikas ir ryšį su netoliese esančių akmens medžiagų šaltiniu (53).Šiame darbe trijų žmonių komanda nuėjo 2–3 metrų atstumu iš viso 147,5 linijinio kilometro, pervažiuodama daugumą nubrėžtų Chitimwe lovų (S6 lentelė).
Darbe pirmiausia buvo sutelktas dėmesys į Chitimwe lovas, siekiant maksimaliai padidinti stebimus artefaktų pavyzdžius, o antra, daugiausia dėmesio skirta ilgoms linijinėms atkarpoms nuo ežero kranto iki aukštumų, kertančių skirtingus nuosėdų vienetus.Tai patvirtina pagrindinį pastebėjimą, kad artefaktai, esantys tarp vakarinių aukštumų ir ežero kranto, yra susiję tik su Chitimwe vaga arba naujesnėmis vėlyvojo pleistoceno ir holoceno nuosėdomis.Kituose telkiniuose rasti artefaktai yra ne vietoje, perkelti iš kitų kraštovaizdžio vietų, tai matyti iš jų gausos, dydžio ir atmosferos laipsnio.
Archeologinio tyrimo duobė vietoje ir pagrindinės vietos kasinėjimas, įskaitant mikromorfologiją ir fitolito mėginių ėmimą, buvo atliktas pagal Thompson ir kt. aprašytą protokolą.(18, 54) ir Wright ir kt.(19, 55).Pagrindinis tikslas yra suprasti požeminį artefaktų ir vėduoklių formos nuosėdų pasiskirstymą didesniame kraštovaizdyje.Artefaktai paprastai palaidoti giliai visose Chitimwe Beds vietose, išskyrus kraštus, kur erozija pradėjo pašalinti nuosėdų viršūnę.Neoficialaus tyrimo metu du žmonės ėjo pro Chitimwe lovas, kurios buvo rodomos kaip žemėlapio ypatybės Malavio vyriausybės geologiniame žemėlapyje.Kai šie žmonės susidūrė su Chitimwe Bed nuosėdų pečiais, jie pradėjo eiti palei kraštą, kur galėjo stebėti iš nuosėdų išardytus artefaktus.Kasinėjimus šiek tiek pakreipus į viršų (3–8 m) nuo aktyviai eroduojančių artefaktų, iškasant galima atskleisti jų vietą, palyginti su nuosėdomis, kuriose jie yra, ir nereikia atlikti plataus kasimo į šoną.Bandymo duobės yra išdėstytos taip, kad jos būtų 200–300 metrų atstumu nuo artimiausios duobės, taip fiksuojant Chitimwe sluoksnio nuosėdų ir jose esančių artefaktų pokyčius.Kai kuriais atvejais bandymo duobė atskleidė vietą, kuri vėliau tapo visapusiška kasinėjimų vieta.
Visos bandymo duobės prasideda 1 × 2 m kvadratu, nukreiptos į šiaurę-pietus ir iškasamos savavališkais 20 cm vienetais, nebent labai pasikeistų nuosėdų spalva, tekstūra ar turinys.Užrašykite visų iškastų nuosėdų, kurios tolygiai prasiskverbia per 5 mm sausą sietą, sedimentologiją ir dirvožemio savybes.Jei nusodinimo gylis ir toliau viršija 0,8–1 m, nustokite kasti viename iš dviejų kvadratinių metrų, o kitame tęskite kasimą, taip suformuodami „pakopą“, kad galėtumėte saugiai patekti į gilesnius sluoksnius.Tada tęskite kasimą, kol bus pasiekta pamatinė uoliena, bent 40 cm archeologiškai sterilių nuosėdų bus žemiau artefaktų koncentracijos arba kasimas tampa per nesaugus (gilus), kad būtų galima tęsti.Kai kuriais atvejais nusodinimo gylis turi išplėsti bandymo duobę iki trečio kvadratinio metro ir dviem žingsniais patekti į tranšėją.
Geologinių bandymų duobės anksčiau parodė, kad Chitimwe lovos dažnai atsiranda geologiniuose žemėlapiuose dėl savo išskirtinės raudonos spalvos.Kai juos sudaro dideli upeliai ir upių nuosėdos bei aliuvinės vėduoklės nuosėdos, jos ne visada būna raudonos (19).Geologija Bandomoji duobė buvo iškasta kaip paprasta duobė, skirta mišrioms viršutinėms nuosėdoms pašalinti, kad būtų atskleisti požeminiai nuosėdų sluoksniai.Tai būtina, nes Chitimwe vaga yra išgraužta į parabolinį kalno šlaitą, o šlaite yra sugriuvusių nuosėdų, kurios paprastai nesudaro aiškių natūralių dalių ar pjūvių.Todėl šie kasinėjimai arba vyko Chitimwe vagos viršuje, tikriausiai buvo požeminis kontaktas tarp Chitimwe vagos ir plioceno Chiwondo vagos apačioje, arba jie vyko ten, kur reikėjo datuoti upės terasos nuosėdas (55).
Plataus masto archeologiniai kasinėjimai atliekami tose vietose, kuriose žadama daug in situ akmeninių įrankių rinkinių, dažniausiai remiantis bandymų duobėmis arba vietomis, kur galima pamatyti daug kultūros relikvijų, išgraužtų nuo šlaito.Pagrindiniai iškasti kultūros reliktai buvo išgauti iš nuosėdų vienetų, iškastų atskirai 1 × 1 m kvadrate.Jei artefaktų tankis didelis, kasimo blokas yra 10 arba 5 cm snapelis.Visi akmens gaminiai, iškastiniai kaulai ir ochra buvo nupiešti per kiekvieną pagrindinį kasinėjimą, o dydis neribojamas.Ekrano dydis yra 5 mm.Jei kasinėjimų metu bus aptiktos kultūros relikvijos, joms bus priskirtas unikalus brūkšninio kodo brėžinio atradimo numeris, o tos pačios serijos radinių numeriai bus priskirti filtruotiems atradimams.Kultūros relikvijos žymimos nuolatiniu rašalu, dedamos į maišelius su pavyzdinėmis etiketėmis ir supakuotos kartu su kitomis kultūrinėmis relikvijomis iš to paties fono.Atlikus analizę, visos kultūros relikvijos saugomos Karongos kultūros ir muziejų centre.
Visi kasinėjimai atliekami pagal gamtinius sluoksnius.Jie skirstomi į iešmus, o iešmo storis priklauso nuo artefakto tankio (pavyzdžiui, jei artefakto tankis mažas, nerijos storis bus didelis).Fono duomenys (pavyzdžiui, nuosėdų savybės, fono ryšiai ir trukdžių bei artefaktų tankio stebėjimai) įrašomi į Access duomenų bazę.Visi koordinačių duomenys (pavyzdžiui, išvados, nubrėžtos segmentuose, konteksto aukštis, kvadratiniai kampai ir pavyzdžiai) yra pagrįsti universaliojo skersinio Merkatoriaus (UTM) koordinatėmis (WGS 1984, 36S zona).Pagrindinėje vietoje visi taškai įrašomi naudojant Nikon Nivo C serijos 5 colių tašką, kuris pastatytas ant vietinio tinklo kuo arčiau į šiaurę nuo UTM.Kiekvienos kasimo vietos šiaurės vakarų kampo vieta ir kiekvienos kasimo vietos vieta Nuosėdų kiekis pateiktas S5 lentelėje.
Visų iškastų vienetų sedimentologijos ir dirvožemio mokslo charakteristikų skyrius buvo užfiksuotas naudojant Jungtinių Valstijų žemės ūkio dalies klasių programą (56).Nuosėdų vienetai nurodomi pagal grūdelių dydį, kampą ir pakratų savybes.Atkreipkite dėmesį į nenormalius inkliuzus ir trikdžius, susijusius su nuosėdų vienetu.Dirvožemio vystymąsi lemia seskvioksido arba karbonato kaupimasis požeminiame dirvožemyje.Taip pat dažnai registruojamas požeminis dūlėjimas (pavyzdžiui, redoksas, liekamųjų mangano mazgelių susidarymas).
OSL mėginių paėmimo taškas nustatomas įvertinus, kurios fasijos gali sudaryti patikimiausią nuosėdų užkasimo amžiaus įvertinimą.Mėginių ėmimo vietoje buvo iškastos tranšėjos, kad būtų atskleistas autentiškas nuosėdų sluoksnis.Surinkite visus OSL datavimui naudotus mėginius, į nuosėdų profilį įkišdami nepermatomą plieninį vamzdelį (apie 4 cm skersmens ir apie 25 cm ilgio).
OSL datavimas matuoja kristaluose (pvz., kvarce ar lauko špatu) įstrigusių elektronų grupės dydį dėl jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio.Didžioji šios spinduliuotės dalis atsiranda dėl radioaktyvių izotopų skilimo aplinkoje, o nedidelis kiekis papildomų komponentų tropinėse platumose atsiranda kosminės spinduliuotės pavidalu.Pagauti elektronai išleidžiami, kai kristalą veikia šviesa, kuri įvyksta transportavimo metu (nulio nustatymo įvykis) arba laboratorijoje, kur apšviečiamas jutiklis, galintis aptikti fotonus (pavyzdžiui, fotodaugintuvo vamzdis arba kamera su įkrautu sukabinimo įtaisas) Apatinė dalis išspinduliuoja elektronui grįžtant į pagrindinę būseną.Kvarco dalelės, kurių dydis yra nuo 150 iki 250 μm, atskiriamos sijojant, apdorojant rūgštimi ir atskyrimu pagal tankį ir naudojamos kaip mažos alikvotinės dalys (<100 dalelių), sumontuotos ant aliuminio plokštės paviršiaus arba išgręžtos į 300 x 300 mm šulinėlį. dalelės analizuojamos ant aliuminio keptuvės.Palaidota dozė paprastai apskaičiuojama naudojant vienos alikvotinės dalies regeneravimo metodą (57).Be grūdų gaunamos spinduliuotės dozės įvertinimo, OSL datavimas taip pat reikalauja įvertinti dozės galią, išmatuojant radionuklidų koncentraciją surinkto mėginio nuosėdose, naudojant gama spektroskopiją arba neutronų aktyvacijos analizę, ir nustatant kosminės dozės etaloninio mėginio vietą ir gylį. palaidojimas.Galutinis amžius nustatomas padalijus laidojimo dozę iš dozės galios.Tačiau, kai pasikeičia dozė, išmatuota pagal vieną grūdą ar grūdų grupę, reikia statistinio modelio, kad būtų galima nustatyti tinkamą naudotiną užkastą dozę.Palaidota dozė čia apskaičiuojama naudojant centrinės eros modelį, vieno alikvoto datavimo atveju arba vienos dalelės datavimo atveju, naudojant baigtinio mišinio modelį (58).
Šiam tyrimui OSL analizę atliko trys nepriklausomos laboratorijos.Toliau pateikiami išsamūs kiekvienos laboratorijos individualūs metodai.Paprastai mes naudojame regeneracinės dozės metodą, kad mažoms alikvotinėms dalims (dešimtims grūdų) pritaikytume OSL datavimą, o ne pavienių grūdų analizę.Taip yra todėl, kad regeneracinio augimo eksperimento metu mažo mėginio atkūrimo greitis yra mažas (<2%), o OSL signalas nėra prisotintas natūralaus signalo lygiu.Pagrindinis šio vertinimo pagrindas yra tarplaboratorinis amžiaus nustatymo nuoseklumas, testuotų stratigrafinių profilių rezultatų nuoseklumas ir suderinamumas su geomorfologiniu karbonatinių uolienų amžiaus 14C amžiaus aiškinimu.Kiekviena laboratorija įvertino arba įgyvendino vieną grūdų susitarimą, tačiau savarankiškai nustatė, kad jis netinkamas naudoti šiame tyrime.Išsamūs metodai ir analizės protokolai, kuriais vadovaujasi kiekviena laboratorija, pateikiami papildomoje medžiagoje ir metoduose.
Akmens artefaktai, rasti po kontroliuojamų kasinėjimų (BRU-I; CHA-I, CHA-II ir CHA-III; MGD-I, MGD-II ir MGD-III; ir SS-I) yra pagrįsti metrine sistema ir kokybe. charakteristikos.Išmatuokite kiekvieno ruošinio svorį ir maksimalų dydį (naudojant skaitmenines svarstykles svoriui išmatuoti yra 0,1 g; naudojant Mitutoyo skaitmeninį suportą, kad išmatuotų visus matmenis, yra 0,01 mm).Visos kultūros relikvijos taip pat klasifikuojamos pagal žaliavas (kvarcas, kvarcitas, titnagas ir kt.), grūdelių dydį (smulkus, vidutinis, stambus), grūdelių dydžio vienodumą, spalvą, žievės tipą ir padengimą, atsparumą oro sąlygoms / briaunų apvalinimą ir techninę klasę. (užbaigtos arba susmulkintos) Šerdys arba dribsniai, dribsniai / kampų gabalai, plaktuko akmenys, granatos ir kt.).
Šerdis matuojama išilgai didžiausio ilgio;maksimalus plotis;plotis yra 15%, 50% ir 85% ilgio;maksimalus storis;storis yra 15%, 50% ir 85% ilgio.Taip pat buvo atlikti matavimai, siekiant įvertinti pusrutulio formos audinių (radialinio ir Levallois) šerdies tūrio savybes.Tiek nepažeistos, tiek sulaužytos šerdys klasifikuojamos pagal atstatymo metodą (vienos platformos arba kelių platformų, radialinis, Levallois ir kt.), o sluoksniuoti randai skaičiuojami ties ≥15 mm ir ≥20 % šerdies ilgio.Šerdys su 5 ar mažiau 15 mm randų klasifikuojamos kaip „atsitiktinės“.Užregistruojamas viso šerdies paviršiaus žievės aprėptis, o santykinis kiekvienos pusės žievės padengimas – pusrutulio audinio šerdyje.
Lapas matuojamas išilgai didžiausio ilgio;maksimalus plotis;plotis yra 15%, 50% ir 85% ilgio;maksimalus storis;storis yra 15%, 50% ir 85% ilgio.Apibūdinkite fragmentus pagal likusias dalis (proksimalinę, vidurinę, distalinę, suskilusią dešinėje ir suskilusią kairėje).Pailgėjimas apskaičiuojamas didžiausią ilgį padalijus iš didžiausio pločio.Išmatuokite nepažeisto gabalo ir proksimalinio pjūvio fragmentų platformos plotį, storį ir išorinį platformos kampą ir klasifikuokite platformas pagal paruošimo laipsnį.Užrašykite žievės aprėptį ir vietą ant visų pjūvių ir fragmentų.Distaliniai kraštai klasifikuojami pagal galo tipą (plunksna, vyriai ir viršutinė šakutė).Ant visos pjūvio užrašykite rando skaičių ir kryptį ant ankstesnio pjūvio.Kai susidursite, užrašykite modifikacijos vietą ir invaziškumą pagal Clarkson (59) nustatytą protokolą.Daugumos kasinėjimų derinių renovacijos planai buvo inicijuoti, siekiant įvertinti atkūrimo metodus ir vietos nusodinimo vientisumą.
Iš bandymo duobių (CS-TP1-21, SS-TP1-16 ir NGA-TP1-8) išgauti akmens dirbiniai aprašomi pagal paprastesnę schemą nei kontroliuojamas kasimas.Kiekvienam artefaktui buvo užregistruotos šios charakteristikos: žaliava, dalelių dydis, žievės padengimas, dydžio klasė, atmosferos poveikio / krašto pažeidimai, techniniai komponentai ir fragmentų išsaugojimas.Užrašomi dribsnių ir šerdžių diagnostinių savybių aprašomieji užrašai.
Kasinėjimuose ir geologiniuose grioviuose iš atvirų atkarpų buvo išpjauti pilni nuosėdų blokai.Šie akmenys buvo pritvirtinti vietoje su gipso tvarsčiais arba tualetiniu popieriumi ir pakavimo juosta, o vėliau vežami į Tubingeno universiteto Geologinės archeologijos laboratoriją Vokietijoje.Ten mėginys džiovinamas 40 °C temperatūroje mažiausiai 24 valandas.Tada jie kietinami vakuume, naudojant neprofiluotos poliesterio dervos ir stireno mišinį santykiu 7:3.Kaip katalizatorius naudojamas metiletilketono peroksidas, dervos-stireno mišinys (3–5 ml/l).Kai dervos mišinys sustings, mėginį kaitinkite 40 °C temperatūroje mažiausiai 24 valandas, kad mišinys visiškai sukietėtų.Plytelių pjūklu supjaustykite sukietėjusį pavyzdį į 6 × 9 cm gabalėlius, užklijuokite juos ant stiklelio ir sumalkite iki 30 μm storio.Gauti gabalai buvo nuskaityti naudojant plokščią skaitytuvą ir analizuojami naudojant plokštuminę poliarizuotą šviesą, kryžminę poliarizuotą šviesą, įstrižą krintantį šviesą ir mėlyną fluorescenciją plika akimi ir padidinus (x 50 iki 200).Plonų pjūvių terminologija ir aprašymas atitinka Stoops (60) ir Courty ir kt. paskelbtas gaires.(61).Dirvožemį formuojantys karbonato mazgeliai, surinkti iš > 80 cm gylio, perpjaunami per pusę, kad pusę būtų galima impregnuoti ir atlikti plonais griežinėliais (4,5 × 2,6 cm), naudojant standartinį stereomikroskopą ir petrografinį mikroskopą bei katodoliuminescencinį (CL) tyrimo mikroskopą. .Karbonatų rūšių kontrolė yra labai atsargi, nes dirvožemį formuojančio karbonato susidarymas yra susijęs su stabiliu paviršiumi, o požeminio vandens karbonato formavimasis nepriklauso nuo paviršiaus ar dirvožemio.
Mėginiai buvo išgręžti iš dirvožemį formuojančių karbonato mazgų pjūvio paviršiaus ir per pusę perpjauti įvairioms analizėms.FS naudojo standartinius Geoarcheologijos darbo grupės stereo ir petrografinius mikroskopus ir Eksperimentinės mineralogijos darbo grupės CL mikroskopus, kad ištirtų plonus pjūvius, kurie abu yra Tiubingene, Vokietijoje.Radioaktyviosios anglies datavimo pavyzdžiai buvo išgręžti naudojant tikslius grąžtus iš nurodytos maždaug 100 metų senumo srities.Kita mazgelių pusė yra 3 mm skersmens, kad būtų išvengta vėlyvos rekristalizacijos, gausių mineralinių intarpų ar didelių kalcito kristalų dydžio pokyčių.To paties protokolo negalima laikytis naudojant MEM-5038, MEM-5035 ir MEM-5055 A pavyzdžius.Šie mėginiai parenkami iš birių nuosėdų mėginių ir yra per maži, kad juos būtų galima perpjauti per pusę, kad būtų galima plonai atpjauti.Tačiau plono pjūvio tyrimai buvo atlikti su atitinkamais gretimų nuosėdų mikromorfologiniais mėginiais (įskaitant karbonato mazgus).
14C datavimo pavyzdžius pateikėme Džordžijos universiteto Atėnuose, JAV, taikomųjų izotopų tyrimų centrui (CAIS).Karbonato mėginys reaguoja su 100% fosforo rūgštimi vakuuminiame reakcijos inde, sudarydamas CO2.CO2 mėginių išvalymas žemoje temperatūroje iš kitų reakcijos produktų ir katalizinis pavertimas grafitu.Grafito 14C/13C santykis buvo matuojamas naudojant 0,5-MeV greitintuvo masės spektrometrą.Palyginkite mėginio santykį su santykiu, išmatuotu naudojant oksalo rūgšties I standartą (NBS SRM 4990).Kararos marmuras (TATENA C1) naudojamas kaip fonas, o travertinas (TATENA C2) – kaip antrinis standartas.Rezultatas išreiškiamas šiuolaikinės anglies procentais, o nurodyta nekalibruota data pateikiama radioaktyviosios anglies metais (BP metais) iki 1950 m., naudojant 5568 metų 14C pusinės eliminacijos periodą.Klaida nurodoma kaip 1-σ ir atspindi statistinę ir eksperimentinę paklaidą.Remdamasis δ13C verte, išmatuota izotopų santykio masės spektrometrija, C. Wissing iš Biogeologijos laboratorijos Tubingene (Vokietija) pranešė izotopų frakcionavimo datą, išskyrus UGAMS-35944r, išmatuotą CAIS.6887B mėginys buvo analizuojamas dviem egzemplioriais.Norėdami tai padaryti, gręžkite antrą pavyzdį iš mazgo (UGAMS-35944r) iš mėginių ėmimo srities, nurodytos pjovimo paviršiuje.INTCAL20 kalibravimo kreivė (S4 lentelė) (62), taikoma pietiniame pusrutulyje, buvo naudojama visų mėginių atmosferos frakcionacijai pakoreguoti iki 14C–2-σ.