Kaasaegsed Homo sapiens on osalenud paljudes ökosüsteemi transformatsioonides, kuid nende käitumise päritolu või varajasi tagajärgi on raske tuvastada.Põhja-Malawi arheoloogia, geokronoloogia, geomorfoloogia ja paleokeskkonna andmed dokumenteerivad muutuvat seost söödaotsijate olemasolu, ökosüsteemi korralduse ja loopealsete moodustumise vahel hilispleistotseeni perioodil.Umbes pärast 20. sajandit moodustus tihe mesoliitikumi esemete ja loopealsete süsteem.92 000 aastat tagasi paleoökoloogilises keskkonnas ei olnud analoogi varasemal 500 000 aasta rekordil.Arheoloogilised andmed ja põhikoordinaatide analüüs näitavad, et varajased inimtekkelised tulekahjud leevendasid hooajalisi süttimispiiranguid, mõjutades taimestiku koostist ja erosiooni.See koos kliimast tingitud sademete muutustega viis lõpuks ökoloogilise üleminekuni varajasele põllumajanduseelsele tehismaastikule.
Kaasaegsed inimesed on ökosüsteemide ümberkujundamise võimsad edendajad.Tuhandeid aastaid on nad keskkonda ulatuslikult ja tahtlikult muutnud, tekitades arutelu selle üle, millal ja kuidas tekkis esimene inimese poolt domineeritud ökosüsteem (1).Üha enam arheoloogilisi ja etnograafilisi tõendeid näitavad, et toiduotsijate ja nende keskkonna vahel on suur hulk rekursiivseid koostoimeid, mis näitab, et need käitumised on meie liigi arengu aluseks (2-4).Fossiilsed ja geneetilised andmed näitavad, et Homo sapiens eksisteeris Aafrikas umbes 315 000 aastat tagasi (ka).Arheoloogilised andmed näitavad, et kogu mandril esineva käitumise keerukus on minevikus märkimisväärselt suurenenud, umbes 300–200 kanti.Pleistotseeni lõpp (Tšiiba) (5).Alates meie liigina esilekerkimisest on inimesed hakanud arenemiseks tuginema tehnoloogilistele uuendustele, hooajalistele korraldustele ja keerulisele sotsiaalsele koostööle.Need omadused võimaldavad meil ära kasutada varem asustamata või äärmuslikke keskkondi ja ressursse, seega on inimesed tänapäeval ainsad ülemaailmne loomaliik (6).Tuli mängis selles muutumises võtmerolli (7).
Bioloogilised mudelid näitavad, et küpsetatud toiduga kohanemisvõimet saab jälgida vähemalt 2 miljoni aasta tagusest ajast, kuid alles keskmise pleistotseeni lõpus ilmnesid tavapärased arheoloogilised tõendid tuletõrje kohta (8).Ookeani tuum koos Aafrika mandri suurelt alalt pärit tolmurekorditega näitab, et viimastel miljonitel aastatel ilmnes elementaarse süsiniku tipphetk umbes 400 ka pärast, peamiselt üleminekul liustikuvahelisest perioodist jääaja perioodile, kuid see toimus ka holotseen (9).See näitab, et enne umbes 400 ka ei olnud tulekahjud Sahara-taguses Aafrikas tavalised ja inimeste panus oli holotseenis märkimisväärne (9).Tuli on tööriist, mida karjased kogu holotseeni ajal kasutavad rohumaade harimiseks ja hooldamiseks (10).Küttide-korilaste tulekasutuse tausta ja ökoloogilise mõju tuvastamine pleistotseeni alguses on aga keerulisem (11).
Tuld nimetatakse insener-tööriistaks ressurssidega manipuleerimiseks nii etnograafias kui ka arheoloogias, sealhulgas elatise tootluse parandamiseks või tooraine muutmiseks.Need tegevused on tavaliselt seotud avaliku planeerimisega ja nõuavad palju ökoloogilisi teadmisi (2, 12, 13).Maastikulised tulekahjud võimaldavad küttidel-korilastel saakloomi eemale peletada, kahjureid tõrjuda ja elupaikade tootlikkust tõsta (2).Kohapealne tulekahju soodustab toiduvalmistamist, kütmist, kiskjate kaitset ja sotsiaalset ühtekuuluvust (14).Siiski on väga mitmetähenduslik, mil määral võivad küttide-korilaste tulekahjud ümber kujundada maastiku komponente, nagu ökoloogilise koosluse struktuur ja topograafia (15, 16).
Ilma aegunud arheoloogiliste ja geomorfoloogiliste andmete ning mitmest asukohast pärinevate pidevate keskkonnaandmeteta on inimtegevusest tingitud ökoloogiliste muutuste arengu mõistmine problemaatiline.Lõuna-Aafrikas asuvast Great Rift Valley'st pärinevad pikaajalised järvemaardlad koos piirkonna iidsete arheoloogiliste dokumentidega muudavad selle koha, kus uurida pleistotseeni põhjustatud ökoloogilisi mõjusid.Siin kirjeldame Lõuna-Kesk-Aafrika ulatusliku kiviaja maastiku arheoloogiat ja geomorfoloogiat.Seejärel sidusime selle paleokeskkonnaandmetega, mis ulatuvad üle 600 ka, et teha kindlaks kõige varasemad seosed inimkäitumise ja ökosüsteemi muutumise kohta inimtegevusest tingitud tulekahjude kontekstis.
Esitasime varem teatamata vanusepiirangu Chitimwe voodile Karonga rajoonis, mis asub Malawi põhjaosa põhjapoolses otsas Aafrika lõheorus (joonis 1) (17).Need sängid koosnevad umbes 83 ruutkilomeetri suurusest punase pinnase loopealsetest ja jõesetetest, mis sisaldavad miljoneid kivitooteid, kuid ei sisalda säilinud orgaanilisi jääke, nagu luud (täiendav tekst) (18).Meie optiliselt ergastatud valguse (OSL) andmed Maa rekordist (joonis 2 ja tabelid S1 kuni S3) muutsid Chitimwe sängi vanuseks hilispleistotseeni ning loopealsete aktiveerumise ja kiviaja matmise vanim vanus on umbes 92 aastat ( 18, 19).Loopealne ja jõe Chitimwe kiht katab pliotseen-pleistotseeni Chiwondo kihi järved ja jõed madala nurga ebaühtluse tõttu (17).Need maardlad paiknevad järve serva äärde jäävas rikkekiilus.Nende konfiguratsioon näitab järvetaseme kõikumiste ja pliotseenisse ulatuvate aktiivsete rikete vastasmõju (17).Kuigi tektooniline tegevus võis piirkondlikku topograafiat ja piemonte nõlva pikka aega mõjutada, võis rikete aktiivsus selles piirkonnas olla aeglustunud alates keskmisest pleistotseenist (20).Pärast ~ 800 ka ja veidi pärast 100 ka on Malawi järve hüdroloogia peamiselt tingitud kliimast (21).Seetõttu pole kumbki neist ainus seletus loopealsete tekkele hilispleistotseenis (22).
(A) Aafrika jaama asukoht tänapäevaste sademete suhtes (tärn);sinine on niiskem ja punane kuivem (73);vasakpoolses kastis on näha Malawi järv ja seda ümbritsevad alad MAL05-2A ja MAL05-1B /1C südamiku asukoht (lilla täpp), kus Karonga piirkond on rohelise kontuurina esile tõstetud ja Luchamange sängi asukoht on esile tõstetud valge karbina.(B) Malawi basseini põhjaosa, mis näitab mäevarju topograafiat MAL05-2A tuuma suhtes, ülejäänud Chitimwe kiht (pruun laik) ja Malawi varajase mesoliitikumi projekti (MEMSAP) kaevamiskoht (kollane täpp) );CHA, Chaminade;MGD, Mwanganda küla;NGA, Ngara;SS, Lõuna-Sadara;VIN, kirjandusliku raamatukogu pilt;WW, Beluga.
OSL-i keskuse vanus (punane joon) ja veavahemik 1-σ (25% hall), kõik OSL-i vanused on seotud in situ artefaktide esinemisega Karongas.Vanus võrreldes varasemate 125 ka andmetega näitab (A) tuuma tiheduse hinnanguid kõigi OSL vanuste kohta loopealsete setete põhjal, mis näitab sette/loopealse akumulatsiooni (tsüaan) ja järve veetaseme rekonstrueerimist, mis põhineb põhikomponentide analüüsi (PCA) iseloomulikel väärtustel vees. fossiilid ja autigeensed mineraalid (21) (sinine) MAL05-1B/1C tuumast.(B) MAL05-1B/1C südamikust (must, väärtus on 7000-le lähedane tärniga) ja MAL05-2A tuumast (hall) on makromolekulaarse süsiniku arv grammi kohta normaliseeritud settimiskiirusega.(C) Margalefi liigirikkuse indeks (Dmg) MAL05-1B/1C tuuma fossiilsest õietolmust.(D) Compositae, miombo metsamaa ja Olea europaea fossiilse õietolmu protsent ja (E) Poaceae ja Podocarpuse fossiilse õietolmu protsent.Kõik õietolmuandmed pärinevad MAL05-1B/1C tuumast.Ülaosas olevad numbrid viitavad üksikutele OSL-i näidistele, mis on üksikasjalikult kirjeldatud tabelites S1 kuni S3.Andmete kättesaadavuse ja eraldusvõime erinevus tuleneb erinevatest diskreetimisintervallidest ja materjali saadavusest tuumas.Joonisel S9 on näidatud kaks makrosüsiniku kirjet, mis on teisendatud z-skoorideks.
(Chitimwe) Maastiku stabiilsust pärast ventilaatori moodustumist näitab punase pinnase ja mulda moodustavate karbonaatide moodustumine, mis katavad kogu uuringuala ventilaatorikujulisi setteid (täiendav tekst ja tabel S4).Hilispleistotseeni loopealsete teke Malawi järve vesikonnas ei piirdu ainult Karonga piirkonnaga.Umbes 320 kilomeetrit Mosambiigist kagus piirab 26Al ja 10Be maapealsete kosmogeensete nukliidide sügavusprofiil Luchamange'i alluviaalse punase pinnase kihi moodustumist 119–27 ka-ni (23).See ulatuslik vanusepiirang on kooskõlas meie Malawi järve basseini lääneosa OSL-i kronoloogiaga ja näitab piirkondlike loopealsete laienemist hilispleistotseeni ajal.Seda toetavad järve tuumarekordi andmed, mis näitavad, et kõrgema settimiskiirusega kaasneb umbes 240 ka, mis on eriti kõrge väärtusega ca.130 ja 85 ka (täiendav tekst) (21).
Varaseimad tõendid inimasustuse kohta selles piirkonnas on seotud Chitimwe setetega, mis tuvastati ~ 92 ± 7 ka.See tulemus põhineb 605 m3 väljakaevatud setetel 14 alamsentimeetrisel ruumikontrolli arheoloogilistel väljakaevamistel ja 147 m3 setetel 46 arheoloogilisest katseaugust, kontrollitud vertikaalselt kuni 20 cm ja horisontaalselt reguleeritud kuni 2 meetrini (täiendav tekst ja joonised S1 kuni S3) Lisaks uurisime ka 147,5 kilomeetrit, korrastasime 40 geoloogilist katseauku ja analüüsisime neist 60-st üle 38 000 kultuurimälestise (tabelid S5 ja S6) (18).Need ulatuslikud uuringud ja väljakaevamised näitavad, et kuigi iidsed inimesed, sealhulgas varauusaegsed inimesed, võisid piirkonnas elanud umbes 92 aastat tagasi, ei säilitanud Malawi järve tõusu ja seejärel stabiliseerumisega seotud setete kogunemine arheoloogilisi tõendeid kuni Chitimwe sängi moodustamiseni.
Arheoloogilised andmed toetavad järeldust, et Kvaternaari lõpus oli Põhja-Malawi lehvikukujuline laienemine ja inimtegevus palju ning kultuurimälestised kuulusid varauusaegsete inimestega seotud Aafrika muude osade tüüpidesse.Enamik esemeid on valmistatud kvartsiidist või kvartsist jõekividest, radiaalse, Levalloisi, platvormi ja juhusliku südamiku reduktsiooniga (joonis S4).Morfoloogilised diagnostilised artefaktid on peamiselt omistatud mesoliitikumiajastule (MSA) spetsiifilisele Levallois-tüüpi tehnikale, mis on Aafrikas seni olnud vähemalt umbes 315 ka (24).Kõige ülemine Chitimwe säng kestis varase holotseeni ajani, sisaldades hõredalt levinud hiliskiviaja sündmusi, ning leiti, et see on seotud hilise pleistotseeni ja holotseeni küttide-korilastega kogu Aafrikas.Seevastu kivitööriistade traditsioonid (näiteks suured lõikeriistad), mida tavaliselt seostatakse varakeskmise pleistotseeni ajastuga, on haruldased.Kui need esinesid, leiti neid MSA-d sisaldavates setetes Pleistotseeni lõpus, mitte ladestumise varases staadiumis (tabel S4) (18).Kuigi koht eksisteeris temperatuuril ~ 92 ka, toimus kõige tüüpilisem inimtegevuse ja alluviaalsete lehvikute sadestumise periood pärast ~ 70 ka, mis on hästi määratletud OSL-i vanusekogumiga (joonis 2).Kinnitasime selle mustri 25 avaldatud ja 50 varem avaldamata OSL-i vanusega (joonis 2 ja tabelid S1 kuni S3).Need näitavad, et 75 vanuse määramisest 70 leiti setetest umbes 70 ka pärast.Joonisel 2 on näidatud in situ MSA esemetega seotud 40 vanust, võrreldes peamiste paleokeskkonnanäitajatega, mis on avaldatud MAL05-1B/1C keskbasseini (25) ja varem avaldamata MAL05-2A järve põhjabasseini keskpunktist.Süsi (külgneb ventilaatoriga, mis toodab OSL-i vanust).
Kasutades värskeid andmeid fütoliitide ja pinnase mikromorfoloogia arheoloogilistest väljakaevamistest, samuti avalikke andmeid fossiilsete õietolmu, suurte puusöe, veekogude fossiilide ja autentsete mineraalide kohta Malawi järve puurimisprojekti tuumast, rekonstrueerisime MSA inimsuhte Malawi järvega.Hõlmavad sama perioodi kliima- ja keskkonnatingimusi (21).Viimased kaks ainet on enam kui 1200 ka (21) järve suhtelise sügavuse rekonstrueerimise põhialuseks ning need on sobitatud õietolmu ja makrosüsiniku proovidega, mis koguti minevikus samast kohast ~ 636 ka (25) tuumast. .Pikimad südamikud (MAL05-1B ja MAL05-1C; vastavalt 381 ja 90 m) koguti arheoloogilise projekti alast umbes 100 kilomeetrit kagus.Põhja-Rukulu jõest umbes 25 kilomeetrit ida pool koguti lühike südamik (MAL05-2A; 41 m) (joonis 1).MAL05-2A tuum peegeldab maapealseid paleokeskkonna tingimusi Kalunga piirkonnas, samas kui MAL05-1B/1C tuum ei saa otsest jõesisendit Kalungast, seega suudab see paremini kajastada piirkondlikke tingimusi.
MAL05-1B/1C komposiitpuursüdamikus registreeritud sadestumise kiirus algas 240 ka-lt ja kasvas pikaajaliselt keskmiselt väärtuselt 0,24 kuni 0,88 m/ka (joonis S5).Esialgne tõus on seotud orbiidi moduleeritud päikesevalguse muutustega, mis põhjustavad selle intervalli jooksul suure amplituudiga muutusi järve tasemes (25).Kui aga orbiidi ekstsentrilisus langeb pärast 85 ka ja kliima on stabiilne, on vajumise kiirus endiselt kõrge (0,68 m/ka).See langes kokku maapealse OSL-i rekordiga, mis näitas ulatuslikke tõendeid alluviaalse ventilaatori laienemise kohta umbes 92 ka pärast, ja oli kooskõlas tundlikkuse andmetega, mis näitavad positiivset korrelatsiooni erosiooni ja tulekahju vahel pärast 85 ka (täiendav tekst ja tabel S7).Arvestades saadaoleva geokronoloogilise kontrolli veavahemikku, on võimatu hinnata, kas see seoste kogum areneb aeglaselt rekursiivse protsessi edenemisest või puhkeb kiiresti kriitilise punkti saavutamisel.Basseini evolutsiooni geofüüsikalise mudeli järgi on alates keskmisest pleistotseenist (20) lõhede pikenemine ja sellega seotud vajumine aeglustunud, mistõttu ei ole see ulatusliku lehvikute moodustumise protsessi peamine põhjus, mille määrasime peamiselt pärast 92 ka.
Alates keskmisest pleistotseenist on kliima olnud peamine järve veetaset reguleeriv tegur (26).Täpsemalt sulges põhjabasseini tõus olemasoleva väljapääsu.800 ka järve süvendamiseks, kuni see jõuab tänapäevase väljapääsu lävekõrguseni (21).Järve lõunapoolses otsas asuv väljalaskeava andis järve veetaseme ülempiiri märgadel perioodidel (kaasa arvatud tänapäeval), kuid võimaldas basseini sulgeda, kuna järve veetase kuivadel perioodidel langes (27).Järve taseme rekonstrueerimine näitab kuiva ja märja tsüklite vaheldumist möödunud 636 ka.Fossiilsete õietolmu tõendite kohaselt on äärmuslikud põuaperioodid (üle 95% vähenenud veekogus), mis on seotud vähese suvise päikesepaistega, viinud poolkõrbe taimestiku laienemiseni, kus puud on piiratud püsivate veeteedega (27).Need (järve) madalad tasemed on korrelatsioonis õietolmu spektritega, näidates kõrreliste (80% või rohkem) ja kserofüütide (Amaranthaceae) suurt osakaalu puude taksonite ja madala üldise liigirikkuse arvelt (25).Seevastu, kui järv läheneb tänapäevasele tasemele, ulatub Aafrika mägimetsadega tihedalt seotud taimestik tavaliselt järve kaldale [umbes 500 m üle merepinna (masl)].Tänapäeval esinevad Aafrika mägimetsad vaid väikeste eraldiseisvate laikudena, mille mass on üle 1500 masl (25, 28).
Viimane äärmuslik põuaperiood oli vahemikus 104 kuni 86 ka.Pärast seda, kuigi järve tase tõusis kõrgele tasemele, muutusid tavaliseks avatud miombometsad, kus oli palju ürte ja ürtide koostisosi (27, 28).Aafrika mägimetsade taksonitest on kõige olulisem Podocarpuse mänd, mis ei ole pärast 85 ka kunagi taastunud eelmise kõrge järvetasemega sarnasele väärtusele (10,7 ± 7,6% pärast 85 ka, samas kui sarnane järvetase enne 85 ka on 29,8 ± 11,8%). ).Margalefi indeks (Dmg) näitab ka, et viimase 85 ka liigirikkus on 43% madalam kui eelmisel püsivalt kõrgel järvetasemel (vastavalt 2,3 ± 0,20 ja 4,6 ± 1,21), näiteks vahemikus 420 kuni 345 ka (täiendav tekst ja joonised S5 ja S6) (25).Õietolmuproovid ligikaudu ajast.88–78 ka sisaldab ka suurt protsenti Compositae õietolmu, mis võib viidata sellele, et taimestik on häiritud ja jääb inimeste piirkonna vanima kuupäeva veavahemikku.
Kasutame kliimaanomaalia meetodit (29), et analüüsida enne ja pärast 85 ka puuritud südamike paleoökoloogilisi ja paleoklimaatilisi andmeid ning uurida ökoloogilist seost taimestiku, liikide arvukuse ja sademete vahel ning hüpoteesi järeldatava puhta kliima ennustuse lahtisidumise kohta.Sõidu algtaseme režiim ~550 ka.Seda ümberkujunenud ökosüsteemi mõjutavad järvi täitvad sademetetingimused ja tulekahjud, mis väljendub liikide vähesuses ja uutes taimestikukombinatsioonides.Pärast viimast kuiva perioodi taastusid ainult mõned metsaelemendid, sealhulgas Aafrika mägimetsade tulekindlad komponendid, nagu oliiviõli, ja troopiliste hooajaliste metsade tulekindlad komponendid, nagu Celtis (täiendav tekst ja joonis S5) ( 25).Selle hüpoteesi kontrollimiseks modelleerisime ostrakoodist ja autentsetest mineraalainetest tuletatud veetasemeid sõltumatute muutujatena (21) ja sõltuvate muutujatena, nagu süsi ja õietolm, mida võib mõjutada suurenenud tulekahjude sagedus (25).
Nende kombinatsioonide sarnasuse või erinevuse kontrollimiseks erinevatel aegadel kasutasime põhikoordinaatide analüüsi (PCoA) jaoks Podocarpuse (igihaljas puu), rohu (rohi) ja oliivi (Aafrika mägimetsade tulekindel komponent) õietolmu. ja miombo (tänapäeval peamine metsamaa komponent).Joonistades PCoA interpoleeritud pinnale, mis esindab järve taset iga kombinatsiooni moodustamisel, uurisime, kuidas õietolmu kombinatsioon muutub sademete suhtes ja kuidas see seos muutub pärast 85 ka (joonis 3 ja joonis S7).Enne 85 ka agregeerusid gramiinil põhinevad proovid kuivade tingimuste poole, samas kui podokarpusel põhinevad proovid agregeerusid märgade tingimuste poole.Seevastu proovid pärast 85 ka on koondunud enamiku proovidega enne 85 ka ja neil on erinevad keskmised väärtused, mis näitab, et nende koostis on sarnaste sademete tingimustes ebatavaline.Nende positsioon PCoA-s peegeldab Olea ja miombo mõju, mis mõlemad on tuleohtlikumates tingimustes eelistatud.Proovides pärast 85 ka oli Podocarpus mänd rohkesti ainult kolmes järjestikuses proovis, mis tekkis pärast intervalli 78 ja 79 ka algust.See viitab sellele, et pärast esialgset sademete suurenemist näib mets olevat korraks taastunud, enne kui lõplikult kokku varises.
Iga punkt esindab ühte õietolmuproovi antud ajahetkel, kasutades lisateksti ja vanusemudelit joonisel 1. S8.Vektor tähistab muutuse suunda ja gradienti ning pikem vektor tähistab tugevamat trendi.Aluspind esindab järve veetaset kui sademete esindajat;tumesinine on kõrgem.PCoA tunnuste väärtuste keskmine väärtus on esitatud andmete jaoks pärast 85 ka (punane teemant) ja kõik andmed sarnaste järvetasemete kohta enne 85 ka (kollane teemant).Kasutades kogu 636 ka andmeid, on "simuleeritud järvetase" vahemikus -0,130-σ kuni -0,198-σ järve taseme PCA keskmise omaväärtuse lähedal.
Õietolmu, järve veetaseme ja söe vahelise seose uurimiseks kasutasime mitteparameetrilist mitmemõõtmelist dispersioonanalüüsi (NP-MANOVA), et võrrelda üldist "keskkonda" (mida esindab õietolmu, järve veetaseme ja söe andmemaatriks) enne ja pärast 85 ka üleminekut.Leidsime, et selles andmemaatriksis leitud variatsioon ja kovariatsioon on statistiliselt olulised erinevused enne ja pärast 85 ka (tabel 1).
Meie maismaa paleokeskkonna andmed Läänejärve serva fütoliitidest ja muldadest on kooskõlas järve proksil põhineva tõlgendusega.Need näitavad, et vaatamata järve kõrgele veetasemele on maastik nagu tänapäevalgi muutunud maastikuks, kus domineerivad lageda võrastikuga metsamaa ja puisrohumaa (25).Kõik fütoliitide jaoks analüüsitud kohad basseini lääneservas on pärast ~ 45 ka ja näitavad suurel hulgal niiskeid tingimusi peegeldavat puistukatet.Kuid nad usuvad, et suurem osa multšist on avatud metsas, mis on kasvanud bambuse ja paanikarohuga.Fütoliitide andmetel eksisteerivad mittetulekindlad palmipuud (Arecaceae) ainult järve kaldal ning sisemaa arheoloogilistes leiukohtades on neid harva või puuduvad (tabel S8) (30).
Üldiselt võib hilispleistotseeni niiskeid, kuid avatud tingimusi järeldada ka maismaa paleosoolidest (19).Mwanganda küla arheoloogilisest leiukohast pärit laguunisavi ja raba pinnase karbonaadi sisaldus on 40–28 cal ka BP (varem kalibreeritud Qian'anni) (tabel S4).Chitimwe sängi karbonaatsed pinnasekihid on tavaliselt sõlmelised lubjarikkad (Bkm) ning kõri- ja karbonaatsed (Btk) kihid, mis näitab suhtelise geomorfoloogilise stabiilsuse asukohta ja aeglast settimist kaugele ulatuvast loopealsest. Umbes 29 cal ka BP (täiendav tekst).Muistsete lehvikute jäänustele tekkinud erodeeritud kivistunud lateriitmuld (liitkivim) viitab avatud maastikutingimustele (31) ja tugevatele hooajalistele sademetele (32), mis viitab nende tingimuste pidevale mõjule maastikule.
Tugi tule rollile selles üleminekus pärineb puursüdamike seotud makrosöe kirjetest ja söe sissevool Keskbasseinist (MAL05-1B/1C) on üldiselt suurenenud umbes.175 kaarti.Ligikaudu vahele järgneb suur hulk piike.Pärast 135 ja 175 ka ning 85 ja 100 ka järve tase taastus, kuid metsa- ja liigirikkus ei taastunud (täiendav tekst, joonis 2 ja joonis S5).Söe sissevoolu ja järvesetete magnetilise tundlikkuse vaheline seos võib samuti näidata pikaajalise tulekahju ajaloo mustreid (33).Kasutage Lyoni jt andmeid.(34) Malawi järv jätkas põlenud maastiku erodeerimist pärast 85 ka, mis viitab positiivsele korrelatsioonile (Spearmani Rs = 0,2542 ja P = 0,0002; tabel S7), samas kui vanemad setted näitavad vastupidist seost (Rs = -0,2509 ja P < 0,0001).Põhjabasseinis on lühemal MAL05-2A tuumal sügavaim dateerimise kinnituspunkt ja noorim Tobatuff on ~74–75 ka (35).Kuigi sellel puudub pikaajaline perspektiiv, saab see sisendi otse basseinist, kust arheoloogilised andmed pärinevad.Põhjabasseini söekirjed näitavad, et alates Toba krüptotefra märgist on terrigeense söe sisend pidevalt suurenenud perioodil, mil arheoloogilised tõendid on kõige levinumad (joonis 2B).
Tõendid inimtegevusest põhjustatud tulekahjude kohta võivad kajastada tahtlikku kasutamist maastikul, laialt levinud populatsioone, mis põhjustavad rohkem või suuremaid kohapealseid süttimisi, kütuse kättesaadavuse muutumist metsaaluse metsa ülestöötamise tõttu või nende tegevuste kombinatsiooni.Kaasaegsed kütid-korilased kasutavad tuld toiduotsimise hüvede aktiivseks muutmiseks (2).Nende tegevus suurendab saaklooma arvukust, säilitab mosaiikmaastikku ning suurendab suktsessioonietappide termilist mitmekesisust ja heterogeensust (13).Tuli on oluline ka kohapealsete tegevuste jaoks, nagu küte, toiduvalmistamine, kaitse ja suhtlemine (14).Isegi väikesed erinevused tulekahjude levitamises väljaspool loomulikku välgulööki võivad muuta metsade järjestuse mustreid, kütuse kättesaadavust ja tulekahjude hooajalisust.Puukatte ja alusmetsade vähenemine suurendab kõige tõenäolisemalt erosiooni ning liigilise mitmekesisuse vähenemine selles piirkonnas on tihedalt seotud Aafrika mägimetsade koosluste hävimisega (25).
Arheoloogilistes dokumentides enne MSA algust on inimeste kontroll tulekahjude üle hästi kindlaks tehtud (15), kuid siiani on selle kasutamist maastikukorraldusvahendina registreeritud vaid mõnes paleoliitikumi kontekstis.Nende hulka kuulub umbes Austraalias.40 ka (36), Uus-Guinea mägismaa.45 ka (37) rahulepingu.50 ka Niah Cave (38) Borneo madalikul.Ameerikas, kui inimesed esimest korda nendesse ökosüsteemidesse sisenesid, eriti viimase 20 ka (16) ajal, peeti kunstlikku süütamist taime- ja loomakoosluste ümberkujundamise peamiseks teguriks.Need järeldused peavad põhinema asjakohastel tõenditel, kuid arheoloogiliste, geoloogiliste, geomorfoloogiliste ja paleokeskkonnaandmete otsese kattumise korral on põhjuslikkuse argumenti tugevdatud.Kuigi Aafrika rannikuvete merepõhiandmed on varem andnud tõendeid tulekahjude muutuste kohta minevikus umbes 400 ka (9), pakume siin tõendeid inimmõju kohta asjakohastest arheoloogilistest, paleokeskkonna- ja geomorfoloogilistest andmekogumitest.
Inimtekkeliste tulekahjude tuvastamine paleokeskkonnaandmetes nõuab tõendeid tulekahjude ja taimestiku ajalise või ruumilise muutuse kohta, mis tõestab, et neid muutusi ei ennusta ainult kliimaparameetrid ning tuleolude muutuste ja inimeste muutuste ajaline/ruumiline kattumine. rekordid (29) Siin ilmnesid esimesed tõendid MSA laialt levinud okupatsiooni ja loopealsete moodustumise kohta Malawi järve vesikonnas ligikaudu piirkondliku taimestiku ulatusliku ümberkorraldamise alguses.85 kaarti.Söe arvukus MAL05-1B/1C südamikus peegeldab söe tootmise ja ladestumise piirkondlikku suundumust, ligikaudu 150 ka, võrreldes ülejäänud 636 ka. rekordiga (joonised S5, S9 ja S10).See üleminek näitab tule olulist panust ökosüsteemi koostise kujundamisse, mida ei saa seletada ainult kliimaga.Looduslike tulekahjude korral toimub pikselöök tavaliselt kuiva hooaja lõpus (39).Kui kütus on aga piisavalt kuiv, võib inimese tekitatud lõke igal ajal süttida.Sündmuskoha mastaabis saavad inimesed tuld pidevalt muuta, korjates metsa alt küttepuid.Mis tahes tüüpi keemiliste tulekahjude lõpptulemus on see, et see võib põhjustada puittaimestiku tarbimist, mis kestab aastaringselt ja igas ulatuses.
Lõuna-Aafrikas kasutati juba 164 ka (12) tuld tööriistade valmistamise kivide kuumtöötlemiseks.Juba 170 ka (40) ajal kasutati tuld tärkliserikaste mugulate keetmise vahendina, kasutades iidsetel aegadel tuld täiel määral.Õitsvad loodusvarad (41).Maastikutulekahjud vähendavad puistukatet ja on oluliseks vahendiks rohumaa- ja metsalaikude keskkonna säilitamisel, mis on inimese poolt vahendatud ökosüsteemide määravad elemendid (13).Kui taimestiku või saakloomade käitumise muutmise eesmärk on suurendada inimtegevusest tingitud põlemist, siis see käitumine kujutab endast varajase aja inimeste jaoks tule kontrollimise ja kasutuselevõtu keerukuse suurenemist võrreldes varajaste inimestega ning näitab, et meie suhe tulega on läbi teinud vastastikuse sõltuvuse muutus (7).Meie analüüs annab täiendava võimaluse mõista muutusi inimeste tulekasutuses hilispleistotseeni ajal ning nende muutuste mõju nende maastikule ja keskkonnale.
Hiliskvaternaari loopealsete laienemine Karonga piirkonnas võib olla tingitud muutustest hooajalises põlemistsüklis keskmisest suurema sademetehulga tingimustes, mis põhjustab mäenõlva suurenenud erosiooni.Selle nähtuse mehhanismiks võib olla tulekahju põhjustatud häiretest tingitud reaktsioon valgala ulatuses, vesikonna ülemise osa tugevnenud ja püsiv erosioon ning loopealsete laienemine Piemonte keskkonnas Malawi järve lähedal.Need reaktsioonid võivad hõlmata mulla omaduste muutmist, et vähendada läbilaskvust, vähendada pinna karedust ja suurendada äravoolu kõrgete sademete tingimuste ja vähenenud puukatte tõttu (42).Setete kättesaadavust parandab esialgu kattematerjali mahakoorimine ning aja jooksul võib mulla tugevus kuumenemise ja juuretugevuse vähenemise tõttu väheneda.Pinnase pinnase koorumine suurendab settevoogu, mis toimub allavoolu lehvikukujulise kuhjumisega, ja kiirendab lehvikukujulisel punase pinnase teket.
Paljud tegurid võivad juhtida maastiku reaktsiooni muutuvatele tulekahjutingimustele, millest enamik toimib lühikese aja jooksul (42–44).Signaal, mille me siin seostame, on aastatuhande ajaskaalal ilmne.Analüüs ja maastiku evolutsiooni mudelid näitavad, et korduvatest metsatulekahjudest põhjustatud taimestiku häirimisega on denudatsioonimäär aastatuhande ajaskaalal oluliselt muutunud (45, 46).Piirkondlike fossiilide leidude puudumine, mis langevad kokku söe- ja taimestikuandmetes täheldatud muutustega, takistab inimkäitumise ja keskkonnamuutuste mõjude rekonstrueerimist taimtoiduliste koosluste koosseisule.Suured taimtoidulised, kes asustavad avatumaid maastikke, mängivad aga oma osa nende säilitamisel ja puittaimestiku sissetungi vältimisel (47).Tõendeid keskkonna eri komponentide muutuste kohta ei tohiks eeldada üheaegselt, vaid neid tuleks vaadelda kui kumulatiivset mõju, mis võivad ilmneda pika aja jooksul (11).Kliimaanomaalia meetodit (29) kasutades peame inimtegevust peamiseks edasiviivaks teguriks Malawi põhjaosa maastiku kujundamisel hilispleistotseeni ajal.Need mõjud võivad aga põhineda varasemal, vähem ilmselgel inimese ja keskkonna vastasmõju pärandil.Enne varaseimat arheoloogilist kuupäeva paleokeskkonnaandmetes ilmunud söe tipp võib sisaldada inimtekkelist komponenti, mis ei põhjusta samu ökoloogilise süsteemi muutusi, mis hiljem registreeriti, ega hõlma ladestusi, mis on piisavad, et kindlalt näidata inimeste elukutset.
Lühikesed settesüdamikud, näiteks külgnevast Masoko järve basseinist Tansaanias või lühemad settesüdamikud Malawi järves, näitavad, et rohu ja metsamaa taksonite suhteline õietolmu arvukus on muutunud, mis on tingitud viimase 45 aasta jooksul.Ka looduslik kliimamuutus (48-50).Kliimat, taimestikku, süsi ja inimtegevust on aga võimalik mõista vaid Malawi järve >600 ka õietolmu ja selle kõrval asuva igivana arheoloogilise maastiku pikemaajalise vaatlusega.Kuigi inimesed ilmuvad Malawi järve basseini põhjaosas tõenäoliselt enne 85 ka, näitab umbes 85 ka, eriti pärast 70 ka, et piirkond on pärast viimase suurema põuaperioodi lõppu inimasustuseks atraktiivne.Sel ajal on inimeste poolt tule uus või intensiivsem/sagedamiskasutus ilmselgelt kombineeritud looduslike kliimamuutustega, et rekonstrueerida ökoloogiline suhe> 550-ka ja lõpuks moodustati varane põllumajanduseelne tehismaastik (joonis 4).Erinevalt varasematest perioodidest säilitab maastiku setteline iseloom MSA ala, mis on keskkonna (ressursside jaotus), inimkäitumise (tegevusmustrid) ja lehvikute aktiveerimise (ladestumine / matmine) vahelise rekursiivse seose funktsioon.
(A) Umbes.400 ka: Inimesi ei ole võimalik tuvastada.Niisked tingimused on sarnased tänapäevaga ja järvetase on kõrge.Mitmekesine, mittetulekindel puukate.(B) Umbes 100 ka: Arheoloogilisi andmeid ei ole, kuid inimeste olemasolu võib tuvastada söe sissevoolu kaudu.Kuivades vesikondades esinevad ülikuivad tingimused.Aluspõhi on üldiselt paljandunud ja pinnasetete hulk on piiratud.(C) Umbes 85–60 ka: Järve veetase tõuseb koos sademete hulga suurenemisega.Inimeste olemasolu saab arheoloogia abil avastada pärast 92 ka aastat ja pärast 70 aastat järgneb mägismaa põlemine ja loopealsete laienemine.Tekkinud on vähem mitmekesine tulekindel taimestik.(D) Umbes 40–20 ka: keskkonda söe sisend põhjabasseinis on suurenenud.Loopealsete teke jätkus, kuid hakkas selle perioodi lõpus nõrgenema.Võrreldes eelmise rekordiga 636 ka, püsib järve tase kõrge ja stabiilne.
Antropotseen esindab tuhandete aastate jooksul välja töötatud nišše kujundavate käitumiste kuhjumist ja selle ulatus on ainulaadne tänapäevasele Homo sapiensile (1, 51).Kaasaegses kontekstis, põllumajanduse kasutuselevõtuga, inimtekkelised maastikud eksisteerivad ja intensiivistuvad, kuid need on pigem pleistotseeni ajal väljakujunenud mustrite laiendused, mitte seosed (52).Põhja-Malawi andmed näitavad, et ökoloogiline üleminekuperiood võib olla pikenenud, keeruline ja korduv.See ümberkujundamise ulatus peegeldab varauusaegsete inimeste keerulisi ökoloogilisi teadmisi ja illustreerib nende muutumist meie tänapäeval domineerivateks globaalseteks liikideks.
Vastavalt Thompsoni jt kirjeldatud protokollile kohapealne uurimine ja artefaktide ja munakivide omaduste registreerimine uuringualal.(53).Katsekaevu paigutamine ja põhikoha väljakaevamine, sealhulgas mikromorfoloogia ja fütoliitproovide võtmine, järgis Thompsoni jt kirjeldatud protokolli.(18) ja Wright et al.(19).Meie geograafilise teabesüsteemi (GIS) kaart, mis põhineb piirkonna Malawi geoloogilise uuringu kaardil, näitab selget korrelatsiooni Chitimwe voodite ja arheoloogiliste paikade vahel (joonis S1).Karonga piirkonna geoloogiliste ja arheoloogiliste katseaukude vaheline intervall on kõige laiema esindusliku proovi võtmiseks (joonis S2).Karonga geomorfoloogia, geoloogilise vanuse ja arheoloogilised uuringud hõlmavad nelja peamist väliuuringu meetodit: jalakäijate uuringud, arheoloogilised katseaugud, geoloogilised katseaugud ja üksikasjalikud väljakaevamised.Üheskoos võimaldavad need meetodid võtta proove Chitimwe sängi peamisest kokkupuutest Karonga põhja-, kesk- ja lõunaosas (joonis S3).
Artefaktide ja munakivide objektide kohapealne uurimine ja registreerimine jalakäijate uuringualal järgis Thompsoni jt kirjeldatud protokolli.(53).Sellel lähenemisviisil on kaks peamist eesmärki.Esimene on teha kindlaks kohad, kus kultuurimälestised on erodeeritud, ja seejärel paigutada nendesse kohtadesse ülesmäge arheoloogilised katseaugud, et taastada kultuurimälestised kohapeal maetud keskkonnast.Teine eesmärk on ametlikult fikseerida esemete levik, nende omadused ja seos lähedal asuvate kivimaterjalide allikaga (53).Selles töös kõndis kolmeliikmeline meeskond 2–3 meetri kaugusel kokku 147,5 joonkilomeetrit, läbides enamiku joonistatud Chitimwe vooditest (tabel S6).
Töö keskendus esiteks Chitimwe vooditele, et maksimeerida vaadeldud artefaktiproove, ja teiseks keskenduti pikkadele lineaarsetele lõikudele järve kaldalt mägismaani, mis läbivad erinevaid setteühikuid.See kinnitab peamist tähelepanekut, et läänepoolse mägismaa ja järvekalda vahel asuvad esemed on seotud ainult Chitimwe sängi või uuemate hilispleistotseeni ja holotseeni setetega.Teistest ladestutest leitud esemed on väljaspool leiukohta, mujalt maastikul ümber paigutatud, nagu on näha nende rohkusest, suurusest ja ilmastikust.
Arheoloogiline katsekaev paigas ja põhikoha väljakaevamine, sealhulgas mikromorfoloogia ja fütoliidproovide võtmine, järgis Thompsoni jt kirjeldatud protokolli.(18, 54) ja Wright et al.(19, 55).Peamine eesmärk on mõista esemete ja lehvikukujuliste setete maa-alust levikut suuremal maastikul.Artefaktid on tavaliselt maetud sügavale kõikidesse Chitimwe Bedsi kohtadesse, välja arvatud servad, kus erosioon on hakanud eemaldama sette ülaosa.Mitteametliku uurimise ajal kõndisid kaks inimest mööda Chitimwe vooditest, mis olid Malawi valitsuse geoloogilisel kaardil kaardiobjektidena kuvatud.Kui need inimesed kohtasid Chitimwe sängi setteid, hakkasid nad mööda serva kõndima, kus nad said jälgida settest erodeerunud esemeid.Kallutades kaevamisi aktiivselt erodeeruvatest esemetest veidi ülespoole (3 kuni 8 m), võib kaevamine paljastada nende in situ asukoha neid sisaldava sette suhtes, ilma et oleks vaja ulatuslikku külgkaevetööd.Katseaugud paigutatakse nii, et need oleksid 200–300 meetri kaugusel järgmisest lähimast süvendist, jäädvustades seeläbi muutusi Chitimwe sängi setetes ja selles sisalduvates esemetes.Mõnel juhul paljastas katsekaev koha, millest sai hiljem täiemahuline kaevamiskoht.
Kõik katseaugud algavad ruuduga 1 × 2 m, suunaga põhja-lõuna suunas ja kaevatakse välja suvaliste 20 cm ühikutega, välja arvatud juhul, kui sette värvus, tekstuur või sisu oluliselt muutub.Registreerida kõigi kaevandatud setete sette- ja pinnaseomadused, mis ühtlaselt läbivad 5 mm kuivsõela.Kui ladestumise sügavus ületab jätkuvalt 0,8–1 m, lõpetage kaevamine ühel kahest ruutmeetrist ja jätkake kaevamist teisel, moodustades seeläbi "astme", et saaksite ohutult siseneda sügavamatesse kihtidesse.Seejärel jätkake kaevamist, kuni jõutakse aluspõhjani, vähemalt 40 cm arheoloogiliselt steriilsed setted on alla esemete kontsentratsiooni või kaevamine muutub jätkamiseks liiga ebaturvaliseks (sügavaks).Mõnel juhul peab sadestamise sügavus pikendama katsekaevu kolmanda ruutmeetrini ja sisenema kaevikusse kahes etapis.
Geoloogilised katseaugud on varem näidanud, et Chitimwe voodid ilmuvad geoloogilistel kaartidel sageli nende iseloomuliku punase värvi tõttu.Kui need hõlmavad ulatuslikke ojasid ja jõesetteid ning loopealsete setteid, ei tundu need alati punased (19).Geoloogia Katsekaev kaevati lihtsa süvendina, mis oli mõeldud segatud ülemiste setete eemaldamiseks, et paljastada setete maa-alused kihid.See on vajalik, sest Chitimwe säng on erodeeritud paraboolseks mäeküljeks ning nõlval on varisenud setted, mis tavaliselt ei moodusta selgeid looduslikke osi ega lõikeid.Seetõttu toimusid need väljakaevamised kas Chitimwe sängi ülaosas, oletatavasti oli Chitimwe sängi ja allpool pliotseenist pärit Chiwondo sängi vahel maa-alune kontakt või toimusid need seal, kus oli vaja dateerida jõeterrassi setteid (55).
Täismahus arheoloogilisi väljakaevamisi tehakse kohtades, mis tõotavad suurt hulka kohapealseid kivitööriistade komplekte, mis põhinevad tavaliselt katsekaevudel või kohtadel, kus on näha suurel hulgal kultuurimälestisi kallakust erodumas.Peamised väljakaevatud kultuurimälestised leiti 1 × 1 m suuruselt ruudult eraldi kaevatud setteüksustest.Kui esemete tihedus on suur, on kaevamisüksuseks 10 või 5 cm tila.Kõik kivist tooted, fossiilsed luud ja ooker joonistati iga suurema väljakaevamise käigus ning suurusepiirangut pole.Ekraani läbimõõt on 5 mm.Kui kaevamisprotsessi käigus avastatakse kultuurimälestisi, määratakse neile kordumatu vöötkoodi joonise avastusnumber ja samas seerias olevad leiunumbrid määratakse filtreeritud leidudele.Kultuurimälestised märgistatakse püsitindiga, asetatakse näidisetiketiga kottidesse ja pakitakse koos teiste samalt taustalt pärit kultuurimälestistega.Pärast analüüsi säilitatakse kõik kultuurimälestised Karonga kultuuri- ja muuseumikeskuses.
Kõik kaevamised tehakse looduslike kihtide järgi.Need on jaotatud lahtriteks ja röga paksus sõltub artefakti tihedusest (näiteks kui artefakti tihedus on madal, on röga paksus suur).Taustaandmed (näiteks setete omadused, taustasuhted ning häirete ja artefaktide tiheduse vaatlused) salvestatakse Accessi andmebaasi.Kõik koordinaatide andmed (nt segmentides joonistatud leiud, konteksti kõrgus, ruudu nurgad ja näidised) põhinevad universaalse transversaalse Mercatori (UTM) koordinaatidel (WGS 1984, tsoon 36S).Põhikohas salvestatakse kõik punktid Nikon Nivo C-seeria 5-tollise tametrijaamaga, mis on ehitatud kohalikule võrgule UTM-ist võimalikult põhja pool.Iga kaevekoha loodenurga asukoht ja iga kaevekoha asukoht Setete hulk on toodud tabelis S5.
Kõikide kaevatud üksuste sedimentoloogia ja mullateaduse karakteristikute osa registreeriti Ameerika Ühendriikide põllumajanduse osaklassi programmi (56) abil.Setteüksused määratakse tera suuruse, nurga ja allapanu omaduste põhjal.Pange tähele setteüksusega seotud ebanormaalseid lisandeid ja häireid.Mulla arengu määrab seskvioksiidi või karbonaadi kogunemine maa-alusesse pinnasesse.Sageli registreeritakse ka maa-alust murenemist (näiteks redoks, mangaani jääksõlmede teke).
OSL-i proovide kogumiskoht määratakse selle põhjal, millised faatsialused võivad anda kõige usaldusväärsema hinnangu setete matmisvanusele.Proovivõtukohas kaevati autigeense settekihi paljastamiseks kaevikud.Koguge kõik OSL-i dateerimiseks kasutatud proovid, sisestades läbipaistmatu terastoru (umbes 4 cm läbimõõduga ja umbes 25 cm pikkusega) setteprofiili.
OSL-i dateering mõõdab ioniseeriva kiirgusega kokkupuute tõttu kristallides (nagu kvarts või päevakivi) kinni jäänud elektronide rühma suurust.Suurem osa sellest kiirgusest pärineb keskkonnas leiduvate radioaktiivsete isotoopide lagunemisest ning kosmilise kiirguse kujul ilmub troopilistel laiuskraadidel väike kogus lisakomponente.Püütud elektronid vabanevad, kui kristall puutub kokku valgusega, mis toimub transportimisel (nullimine) või laboris, kus valgustus toimub sensoril, mis suudab tuvastada footoneid (näiteks fotokordisti toru või laetud kaameraga sidestusseade) Alumine osa kiirgab elektroni naasmisel põhiolekusse.Kvartsiosakesed suurusega 150–250 μm eraldatakse sõelumise, happega töötlemise ja tiheduse järgi eraldamise teel ning neid kasutatakse väikeste alikvootidena (<100 osakest), mis paigaldatakse alumiiniumplaadi pinnale või puuritakse 300 x 300 mm kaevu. osakesi analüüsitakse alumiiniumpannil.Maetud annust hinnatakse tavaliselt ühe alikvoodi regenereerimise meetodil (57).Lisaks terade poolt saadava kiirgusdoosi hindamisele eeldab OSL-dateerimine ka doosikiiruse hindamist, mõõtes gammaspektroskoopia või neutronite aktiveerimise analüüsi abil radionukliidide kontsentratsiooni kogutud proovi settes ning määrates kosmilise doosi võrdlusproovi asukoha ja sügavuse. matmine.Lõplik vanuse määramine saavutatakse matmisdoosi jagamisel doosikiirusega.Kui aga ühe tera või terade rühmaga mõõdetud doos muutub, on sobiva kasutatava doosi määramiseks vaja statistilist mudelit.Maetud doos arvutatakse siin keskse ajastu mudeli abil, ühe alikvoodi dateerimise korral või ühe osakese dateerimise korral lõpliku segu mudeli abil (58).
Kolm sõltumatut laborit tegid selle uuringu jaoks OSL-analüüsi.Iga labori üksikasjalikud individuaalsed meetodid on näidatud allpool.Üldiselt kasutame regeneratiivse doosi meetodit, et rakendada OSL-i dateerimist väikestele alikvootidele (kümned terad), selle asemel, et kasutada ühe tera analüüsi.Selle põhjuseks on asjaolu, et regeneratiivse kasvu katse ajal on väikese proovi taastumismäär madal (<2%) ja OSL-signaal ei ole loomuliku signaali tasemel küllastunud.Selle hindamise põhialuseks on vanuse määramise laboritevaheline järjepidevus, tulemuste järjepidevus testitud stratigraafilistes profiilides ja nende vahel ning kooskõla karbonaatsete kivimite vanuse 14C geomorfoloogilise tõlgendusega.Iga labor hindas või rakendas ühte teraviljakokkulepet, kuid otsustas iseseisvalt, et see ei sobi selles uuringus kasutamiseks.Iga labori üksikasjalikud meetodid ja analüüsiprotokollid on esitatud lisamaterjalides ja -meetodites.
Kontrollitud kaevamistel (BRU-I; CHA-I, CHA-II ja CHA-III; MGD-I, MGD-II ja MGD-III; ja SS-I) leitud kiviesemed põhinevad meetermõõdustikul ja kvaliteedil omadused.Mõõtke iga tooriku kaal ja maksimaalne suurus (kasutades digitaalset kaalu mõõtmiseks on 0,1 g; kasutades Mitutoyo digitaalset nihikut kõigi mõõtmete mõõtmiseks, on 0,01 mm).Kõik kultuurimälestised liigitatakse ka tooraine (kvarts, kvartsiit, tulekivi jne), tera suuruse (peen, keskmine, jäme), tera suuruse ühtluse, värvuse, ajukoore tüübi ja katvuse, ilmastikumõjude/servade ümardamise ja tehnilise kvaliteedi järgi. (terviklikud või killustatud) Südamikud või helbed, helbed/nurgatükid, haamrikivid, granaadid ja muud).
Südamikku mõõdetakse piki selle maksimaalset pikkust;maksimaalne laius;laius on 15%, 50% ja 85% pikkusest;maksimaalne paksus;paksus on 15%, 50% ja 85% pikkusest.Mõõtmised viidi läbi ka poolkerakujuliste kudede (radiaalne ja Levallois) tuuma mahuomaduste hindamiseks.Nii terved kui ka katkised südamikud klassifitseeritakse lähtestamismeetodi järgi (üheplatvormiline või mitmeplatvormiline, radiaalne, Levallois jne) ning ketendavaid arme loetakse ≥15 mm ja ≥20% südamiku pikkusest.Südamikud, millel on 5 või vähem 15 mm armid, klassifitseeritakse juhuslikeks.Kogu südamiku pinna ajukoore katvus registreeritakse ja mõlema poole suhteline kortikaalne katvus poolkerakujulise koe südamikule.
Leht mõõdetakse piki selle maksimaalset pikkust;maksimaalne laius;laius on 15%, 50% ja 85% pikkusest;maksimaalne paksus;paksus on 15%, 50% ja 85% pikkusest.Kirjeldage fragmente vastavalt ülejäänud osadele (proksimaalne, keskmine, distaalne, lõhestatud paremal ja poolitatud vasakul).Pikenemine arvutatakse maksimaalse pikkuse jagamisel maksimaalse laiusega.Mõõtke platvormi laius, paksus ja platvormi välimine nurk puutumata viilu ja proksimaalsete viilude fragmentide puhul ning klassifitseerige platvormid vastavalt ettevalmistusastmele.Salvestage ajukoore katvus ja asukoht kõigil viiludel ja fragmentidel.Distaalsed servad klassifitseeritakse vastavalt otsaku tüübile (sulg, liigend ja ülemine kahvel).Märkige tervele lõigule eelmisele lõigule armi arv ja suund.Kui ilmneb, registreerige modifikatsiooni asukoht ja invasiivsus vastavalt Clarksoni (59) kehtestatud protokollile.Enamiku kaevetööde kombinatsioonide jaoks algatati renoveerimiskavad, et hinnata taastamismeetodeid ja ala sadestamise terviklikkust.
Katseaukudest (CS-TP1-21, SS-TP1-16 ja NGA-TP1-8) leitud kiviesemeid kirjeldatakse lihtsama skeemi järgi kui kontrollitud kaevamine.Iga artefakti kohta registreeriti järgmised omadused: tooraine, osakeste suurus, ajukoore katvus, suuruse klass, ilmastikumõjud / servakahjustused, tehnilised komponendid ja fragmentide säilivus.Salvestatakse helveste ja südamike diagnostiliste omaduste kirjeldavad märkused.
Kaevetöödel ja geoloogilistes kaevikutes lõigati avatud osadest välja terviklikud setteplokid.Need kivid kinnitati kohapeal kipssidemete või tualettpaberi ja pakkelindiga ning transporditi seejärel Saksamaale Tubingeni ülikooli geoloogilise arheoloogia laborisse.Seal kuivatatakse proovi 40°C juures vähemalt 24 tundi.Seejärel kuivatatakse need vaakumis, kasutades polüestervaigu ja stüreeni segu vahekorras 7:3.Katalüsaatorina kasutatakse metüületüülketoonperoksiidi, vaigu-stüreeni segu (3 kuni 5 ml/l).Kui vaigusegu on tarretunud, kuumutage proovi 40°C juures vähemalt 24 tundi, et segu täielikult kõveneda.Plaadisaega lõika kõvastunud proov 6 × 9 cm tükkideks, kleebi need slaidile ja lihvi 30 μm paksuseks.Saadud viilud skaneeriti tasapinnalise skanneriga ja analüüsiti tasapinnalise polariseeritud valguse, ristpolariseeritud valguse, kaldu langeva valguse ja sinise fluorestsentsi abil palja silmaga ja suurendusega (× 50 kuni × 200).Õhukeste sektsioonide terminoloogia ja kirjeldus järgivad Stoopsi (60) ja Courty et al. avaldatud juhiseid.(61).Üle 80 cm sügavuselt kogutud pinnast moodustavad karbonaatsõlmed lõigatakse pooleks, nii et pooli saab immutada ja teostada õhukesteks viiludeks (4,5 × 2,6 cm), kasutades standardset stereomikroskoobi ja petrograafilist mikroskoopi ning katodoluminestsentsmikroskoobi (CL) uurimismikroskoobi .Karbonaaditüüpide tõrje on väga ettevaatlik, sest mulda moodustava karbonaadi teke on seotud stabiilse pinnasega, põhjaveekarbonaadi teke aga pinnast või pinnasest sõltumatu.
Mulda moodustavate karbonaadisõlmede lõikepinnalt puuriti proovid ja poolitati need erinevateks analüüsideks.FS kasutas õhukeste viilude uurimiseks geoarheoloogia töörühma standardseid stereo- ja petrograafilisi mikroskoope ning eksperimentaalse mineralogia töörühma CL mikroskoopi, mis mõlemad asuvad Saksamaal Tübingenis.Radiosüsiniku dateerimise alamproovid puuriti täppispuuridega, mis olid pärit umbes 100 aasta vanusest piirkonnast.Teine pool sõlmedest on 3 mm läbimõõduga, et vältida piirkondi, kus on hiline ümberkristallisatsioon, rikkalikud mineraalsed inklusioonid või suured muutused kaltsiidikristallide suuruses.Sama protokolli ei saa järgida MEM-5038, MEM-5035 ja MEM-5055 A proovide puhul.Need proovid valitakse lahtiste setteproovide hulgast ja on liiga väikesed, et neid õhukeseks lõikamiseks pooleks lõigata.Küll aga viidi läbi õhukese läbilõike uuringud külgnevate setete vastavate mikromorfoloogiliste proovidega (sh karbonaadisõlmed).
Esitasime 14C dateerimisproovid USA Ateena Georgia ülikooli rakendusliku isotoobiuuringute keskusele (CAIS).Karbonaadiproov reageerib 100% fosforhappega evakueeritud reaktsioonianumas, moodustades CO2.CO2 proovide puhastamine madalal temperatuuril muudest reaktsioonisaadustest ja katalüütiline muundamine grafiidiks.Grafiidi 14C/13C suhet mõõdeti 0,5-MeV kiirendi massispektromeetriga.Võrrelge proovi suhet oksaalhappe I standardiga (NBS SRM 4990) mõõdetud suhtega.Taustana kasutatakse Carrara marmorit (IAEA C1) ja teisese standardina travertiini (IAEA C2).Tulemust väljendatakse protsendina kaasaegsest süsinikust ja tsiteeritud kalibreerimata kuupäev on antud radiosüsiniku aastates (BP aastat) enne 1950. aastat, kasutades 14C poolestusaega 5568 aastat.Viga tähistatakse kui 1-σ ja see peegeldab statistilist ja eksperimentaalset viga.Tubingeni (Saksamaa) biogeoloogia laboratooriumi C. Wissing teatas isotoopide suhte massispektromeetriaga mõõdetud δ13C väärtuse põhjal isotoopide fraktsioneerimise kuupäeva, välja arvatud CAIS-is mõõdetud UGAMS-35944r puhul.Proovi 6887B analüüsiti kahes eksemplaris.Selleks puurige sõlmest teine ​​osaproov (UGAMS-35944r) lõikepinnal näidatud proovivõtualast.Lõunapoolkeral rakendatud INTCAL20 kalibreerimiskõverat (tabel S4) (62) kasutati kõigi proovide atmosfäärifraktsioneerimise korrigeerimiseks temperatuurini 14C kuni 2-σ.