A modern Homo sapiens számos ökoszisztéma átalakulásban vett részt, de nehéz felismerni e viselkedések eredetét vagy korai következményeit.Az észak-malawi régészeti, geokronológiai, geomorfológiai és paleo-környezeti adatok dokumentálják a takarmánykeresők jelenléte, az ökoszisztéma szerveződése és az alluviális legyezőképződés közötti változó kapcsolatot a késő pleisztocénben.Körülbelül a 20. század után kialakult a mezolitikus leletek és hordalékkúpok sűrű rendszere.92 000 évvel ezelőtt a paleoökológiai környezetben a korábbi 500 000 éves rekordban nem volt analóg.A régészeti adatok és a fő koordináta-elemzések azt mutatják, hogy a korai ember okozta tüzek enyhítették a szezonális gyulladási korlátozásokat, befolyásolva a növényzet összetételét és az eróziót.Ez az éghajlat által vezérelt csapadékváltozásokkal együtt végül a korai mezőgazdasági művelés előtti mesterséges táj ökológiai átmenetéhez vezetett.
A modern ember az ökoszisztéma átalakulásának erőteljes előmozdítója.Évezredeken át alaposan és szándékosan változtatták a környezetet, vitát váltva ki arról, hogy mikor és hogyan alakult ki az első ember által uralt ökoszisztéma (1).Egyre több régészeti és etnográfiai bizonyíték mutatja, hogy nagyszámú rekurzív kölcsönhatás van a takarmánykeresők és környezetük között, ami azt jelzi, hogy ezek a viselkedések fajunk evolúciójának alapját (2-4).A fosszilis és genetikai adatok azt mutatják, hogy a Homo sapiens körülbelül 315 000 évvel ezelőtt létezett Afrikában (ka).A régészeti adatok azt mutatják, hogy a kontinensen előforduló viselkedések összetettsége jelentősen megnőtt az elmúlt körülbelül 300-200 karon.A pleisztocén (csibáni) vége (5).Fajként való megjelenésünk óta az emberek a technológiai innovációkra, a szezonális berendezkedésekre és a komplex társadalmi együttműködésre támaszkodnak a boldogulás érdekében.Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik számunkra, hogy kihasználjuk a korábban lakatlan vagy szélsőséges környezet és erőforrások előnyeit, így ma az ember az egyetlen pánglobális állatfaj (6).Ebben az átalakulásban a tűz kulcsszerepet játszott (7).
A biológiai modellek azt mutatják, hogy a főtt ételekhez való alkalmazkodóképesség legalább 2 millió évvel ezelőttre vezethető vissza, de csak a középső pleisztocén végén jelentek meg a tűzszabályozás hagyományos régészeti bizonyítékai (8).Az óceáni mag az afrikai kontinens nagy területéről származó porrekordokkal azt mutatja, hogy az elmúlt évmilliókban az elemi szén csúcsa körülbelül 400 ka után jelent meg, főleg az interglaciálisból a glaciális időszakba való átmenet során, de előfordult a holocén (9).Ez azt mutatja, hogy körülbelül 400 ka előtt a szubszaharai Afrikában nem voltak gyakoriak a tüzek, és az emberi hozzájárulás jelentős volt a holocénben (9).A tüzet a pásztorok az egész holocénben használt eszköz a gyepek művelésére és karbantartására (10).A korai pleisztocén vadászó-gyűjtögető tűzhasználat hátterének és ökológiai hatásának felderítése azonban bonyolultabb (11).
A tüzet mérnöki eszköznek nevezik az erőforrások manipulálására mind a néprajzban, mind a régészetben, beleértve a megélhetés megtérülésének javítását vagy a nyersanyagok módosítását.Ezek a tevékenységek általában az állami tervezéshez kapcsolódnak, és sok ökológiai ismeretet igényelnek (2, 12, 13).A táji méretű tüzek lehetővé teszik a vadászó-gyűjtögetők számára, hogy elűzzék zsákmányukat, leküzdjék a kártevőket, és növeljék az élőhelyek termelékenységét (2).A helyszíni tűz elősegíti a főzést, a fűtést, a ragadozók elleni védekezést és a társadalmi kohéziót (14).Az azonban, hogy a vadászó-gyűjtögető tüzek milyen mértékben tudják újrakonfigurálni a táj összetevőit, például az ökológiai közösség szerkezetét és a domborzatot, nagyon kétértelmű (15, 16).
Elavult régészeti és geomorfológiai adatok, valamint több helyről származó folyamatos környezeti feljegyzések nélkül az ember által előidézett ökológiai változások fejlődésének megértése problémás.A dél-afrikai Nagy Hasadék-völgyből származó hosszú távú tavi lelőhelyek feljegyzései a térségben található ősi régészeti feljegyzésekkel kombinálva lehetővé teszik a pleisztocén ökológiai hatásainak vizsgálatát.Itt egy kiterjedt kőkorszaki táj régészetéről és geomorfológiájáról számolunk be Dél-Közép-Afrika területén.Ezután összekapcsoltuk a több mint 600 ka-t felölelő paleokörnyezeti adatokkal, hogy meghatározzuk az emberi viselkedés és az ökoszisztéma átalakulásának legkorábbi összefüggéseit az ember által okozott tüzek összefüggésében.
Korábban be nem jelentett korhatárt adtunk meg a Chitimwe ágyhoz a Karonga körzetben, amely Malawi északi részének északi végén, a dél-afrikai hasadékvölgyben található (1. ábra) (17).Ezek a medrek vörös talajú hordalékkúpokból és folyami üledékekből állnak, mintegy 83 négyzetkilométeren, és több millió kőterméket tartalmaznak, de nincsenek megőrzött szerves maradványok, például csontok (kiegészítő szöveg) (18).A Föld rekordból származó optikailag gerjesztett fény (OSL) adataink (2. ábra és S1-S3 táblázatok) a Chitimwe-ágy korát a késő pleisztocénre ​​módosították, és a hordalékkúp aktiválásának és a kőkorszaki temetkezésnek a legrégebbi kora körülbelül 92 ka ( 18, 19).Az alluviális és folyó Chitimwe réteg a pliocén-pleisztocén Chiwondo réteg tavait és folyóit alacsony szögű inkonformitástól fedi (17).Ezek a lerakódások a tó szélén lévő törésékben találhatók.Konfigurációjuk a tószint-ingadozások és a pliocénbe nyúló aktív törések közötti kölcsönhatást jelzi (17).Bár a tektonikus hatás hosszú ideig befolyásolhatta a regionális domborzatot és a piemont lejtőjét, a töréstevékenység ezen a területen a középső pleisztocén óta lelassulhatott (20).~800 ka után és röviddel 100 ka után a Malawi-tó hidrológiáját főként az éghajlat határozza meg (21).Ezért egyik sem az egyetlen magyarázata a hordalékkúpok kialakulásának a késő pleisztocénben (22).
(A) Az afrikai állomás elhelyezkedése a modern csapadékhoz viszonyítva (csillag);a kék nedvesebb, a piros pedig szárazabb (73);a bal oldali mezőben a Malawi-tó és a környező területek MAL05-2A és MAL05-1B látható. A /1C mag helye (lila pont), ahol a Karonga terület zöld körvonalként, a Luchamange meder pedig kiemelve van. mint egy fehér doboz.(B) A Malawi-medence északi része, amely mutatja a dombárnyék domborzatát a MAL05-2A maghoz képest, a fennmaradó Chitimwe-ágyat (barna folt) és a malawi korai mezolitikus projekt (MEMSAP) feltárási helyét (sárga pont) );CHA, Chaminade;MGD, Mwanganda falu;NGA, Ngara;SS, Sadara South;VIN, irodalmi könyvtár kép;WW, Beluga.
Az OSL középkora (piros vonal) és hibatartomány 1-σ (25% szürke), az összes OSL-kor a karongai in situ műtermékek előfordulásához kapcsolódik.Az elmúlt 125 ka-os adatokhoz viszonyított életkor (A) a magsűrűség becslését mutatja az összes OSL-kor hordalékkúp üledékeiből, jelezve az üledékes/hordalékkúp-felhalmozódást (ciánkék), valamint a tó vízszintjének rekonstrukcióját a főkomponens-analízis (PCA) jellemző értékei alapján Vízi. kövületek és eredeti ásványok (21) (kék) a MAL05-1B/1C magból.(B) A MAL05-1B/1C magból (fekete, 7000-hez közeli érték csillaggal) és a MAL05-2A magból (szürke) a makromolekuláris szén grammonkénti számát az ülepedési sebességgel normalizálva.(C) Margalef fajgazdagsági index (Dmg) a MAL05-1B/1C magfosszilis pollenből.(D) A Compositae-ból, a miombo-erdőből és az Olea europaea-ból származó fosszilis pollen százalékos aránya és (E) a Poaceae és Podocarpus fosszilis pollenjének százalékos aránya.Minden pollenadat a MAL05-1B/1C magból származik.A felül található számok az S1-S3 táblázatokban részletezett egyedi OSL mintákra vonatkoznak.Az adatok elérhetősége és felbontása közötti különbség a mintavételi intervallumok és a magban lévő anyagok eltérő rendelkezésre állásából adódik.Az S9. ábra két makro szénrekordot mutat z-pontszámmá konvertálva.
(Chitimwe) A legyezőképződés utáni tájstabilitást vörös talaj és talajképző karbonátok képződése jelzi, amelyek a teljes vizsgálati terület legyező alakú üledékét lefedik (kiegészítő szöveg és S4 táblázat).A késő pleisztocén hordalékkúpok kialakulása a Malawi-tó medencéjében nem korlátozódik Karonga területére.Mozambiktól körülbelül 320 kilométerre délkeletre a 26Al és 10Be szárazföldi kozmogén nuklid mélységi profilja 119-27 ka-ra korlátozza a hordalékvörös talaj Luchamange-i medrének kialakulását (23).Ez a kiterjedt korhatár összhangban van a Malawi-tó medencéjének nyugati részére vonatkozó OSL kronológiánkkal, és a regionális hordalékkúpok terjeszkedését jelzi a késő pleisztocénben.Ezt támasztják alá a tómag rekord adatai, amelyek azt jelzik, hogy a magasabb ülepedési sebességhez mintegy 240 ka társul, ami különösen magas értéke kb.130 és 85 ka (kiegészítő szöveg) (21).
Az emberi megtelepedés legkorábbi bizonyítéka ezen a területen a ~92 ± 7 ka-nál azonosított Chitimwe üledékekkel kapcsolatos.Ez az eredmény 605 m3 feltárt üledéken alapul 14 szubcentiméteres kontroll régészeti feltárásból és 147 m3 üledékből 46 régészeti próbagödörből, függőlegesen 20 cm-ig és vízszintesen 2 méterig (kiegészítő szöveg és S1-S3 ábrák) Emellett 147,5 kilométert is felmértünk, 40 geológiai próbagödröt rendeztünk be, és ezek közül 60-ból több mint 38 000 kulturális emléket elemeztünk (S5 és S6 táblázat) (18).Ezek a kiterjedt vizsgálatok és ásatások azt mutatják, hogy bár ókori emberek, köztük kora újkori emberek is élhettek a területen körülbelül 92 évvel ezelőtt, a Malawi-tó emelkedésével, majd stabilizálódásával összefüggő üledékek felhalmozódása nem őrizte meg a régészeti bizonyítékokat egészen a Chitimwe medrének kialakulásáig.
A régészeti adatok alátámasztják azt a következtetést, hogy a késő negyedidőszakban a legyező alakú terjeszkedés és az emberi tevékenység Észak-Malawiban nagy számban létezett, és a kulturális emlékek Afrika más részének a kora újkori emberhez kapcsolódó típusaihoz tartoztak.A legtöbb műtárgy kvarcitból vagy kvarc folyami kavicsokból készül, radiális, Levallois, platform és véletlenszerű magredukcióval (S4 ábra).A morfológiai diagnosztikai műtermékek főként a mezolitikumra (MSA) jellemző Levallois-típusú technikának tulajdoníthatók, amely Afrikában eddig legalább 315 ka volt (24).A legfelső Chitimwe-ágy egészen a kora holocénig tartott, és ritkán elterjedt késő kőkorszaki eseményeket tartalmazott, és kimutatták, hogy rokonságban áll a késő pleisztocén és holocén vadász-gyűjtögetőkkel Afrika-szerte.Ezzel szemben az általában a kora középső pleisztocénhez kötődő kőszerszámhagyományok (például nagy vágószerszámok) ritkák.Ahol ezek előfordultak, ott a késő pleisztocén MSA-tartalmú üledékeiben találták meg őket, nem a lerakódás korai szakaszában (S4. táblázat) (18).Bár a lelőhely ~92 ka-nál létezett, az emberi tevékenység és a hordalékkúp-lerakódás legreprezentatívabb időszaka ~70 ka után következett be, amelyet jól meghatároztak az OSL-korok (2. ábra).Ezt a mintát 25 publikált és 50 korábban nem publikált OSL-korral erősítettük meg (2. ábra és S1-S3 táblázatok).Ezek azt mutatják, hogy az összesen 75 kormeghatározásból 70 került elő üledékből körülbelül 70 ka után.A 2. ábra az in-situ MSA műtermékekhez kapcsolódó 40 kort mutatja a MAL05-1B/1C központi medence (25) és a tó korábban nem publikált MAL05-2A északi medenceközéppontjából közzétett fő paleokörnyezeti mutatókhoz viszonyítva.Faszén (az OSL kort előállító ventilátor mellett).
A fitolitok és a talaj mikromorfológiai régészeti feltárásaiból származó friss adatok, valamint a Malawi Lake Drilling Project magjából származó fosszilis pollen, nagy szén, vízi kövületek és autentikus ásványok nyilvános adatai segítségével rekonstruáltuk az MSA emberi kapcsolatát a Malawi-tóval.Foglalja el az azonos időszak éghajlati és környezeti viszonyait (21).Ez utóbbi két ágens képezi a fő alapját a több mint 1200 ka-ra visszanyúló relatív tómélység rekonstrukciójának (21), és párosítják azokat a pollen- és makrokarbonmintákkal, amelyeket korábban, a ~636 ka-os magban (25) gyűjtöttek. .A leghosszabb magokat (MAL05-1B és MAL05-1C; 381, illetve 90 m) a régészeti projekt területétől mintegy 100 kilométerre délkeletre gyűjtötték.Egy rövid magot (MAL05-2A; 41 m) gyűjtöttek össze az Északi Rukulu folyótól körülbelül 25 kilométerre keletre (1. ábra).A MAL05-2A mag tükrözi a szárazföldi paleokörnyezeti viszonyokat a Kalunga térségben, míg a MAL05-1B/1C mag nem kap közvetlen folyami bemenetet a Kalungától, így jobban tükrözi a regionális viszonyokat.
A MAL05-1B/1C kompozit fúrómagban mért lerakódási sebesség 240 ka-ról indult, és a hosszú távú átlagos 0,24-ről 0,88 m/ka-ra nőtt (S5 ábra).A kezdeti növekedés az orbitális modulált napfény változásaihoz kapcsolódik, ami nagy amplitúdójú változásokat okoz a tó szintjében ebben az időszakban (25).Ha azonban a pálya excentricitása 85 ka után csökken, és az éghajlat stabil, a süllyedés még mindig magas (0,68 m/ka).Ez egybeesett a földi OSL rekorddal, amely kiterjedt bizonyítékot mutatott a hordaléklegyezők tágulására körülbelül 92 ka után, és összhangban volt azokkal az érzékenységi adatokkal, amelyek pozitív korrelációt mutatnak az erózió és a tűz között 85 ka után (kiegészítő szöveg és S7 táblázat).A rendelkezésre álló geokronológiai vezérlés hibatartományát tekintve nem lehet megítélni, hogy ez a kapcsolathalmaz a rekurzív folyamat előrehaladásából lassan alakul-e ki, vagy egy kritikus pont elérésekor gyorsan kitör-e.A medencefejlődés geofizikai modellje szerint a középső pleisztocén (20) óta a hasadék kiterjedése és az ezzel összefüggő süllyedés lelassult, így nem az a fő oka a kiterjedt legyezőképződési folyamatnak, amit főként 92 ka után határoztunk meg.
A középső-pleisztocén óta az éghajlat volt a tó vízszintjének fő szabályozó tényezője (26).Konkrétan az északi medence kiemelkedése lezárt egy meglévő kijáratot.800 ka a tó mélyítése, amíg el nem éri a modern kijárat küszöbmagasságát (21).A tó déli végén található ez a kiömlőnyílás felső határt biztosított a tó vízszintjének nedves időszakokban (beleértve a mai napot is), de lehetővé tette a medence lezárását, mivel a tó vízszintje a száraz időszakokban csökkent (27).A tószint rekonstrukciója a száraz és nedves ciklusok váltakozását mutatja az elmúlt 636 ka-ban.A fosszilis pollenből származó bizonyítékok szerint az alacsony nyári napsütéshez társuló szélsőséges aszályos időszakok (>95%-os vízmennyiség-csökkenés) a félsivatagi növényzet terjeszkedéséhez vezettek, ahol a fák állandó vízi utakra korlátozódtak (27).Ezek a (tó) mélypontok korrelálnak a pollenspektrummal, és a pázsitfűfélék (80% vagy több) és a xerofiták (Amaranthaceae) magas arányát mutatják a fa taxonjainak és az alacsony általános fajgazdagságnak a rovására (25).Ezzel szemben, amikor a tó megközelíti a modern szintet, az afrikai hegyvidéki erdőkhöz szorosan kapcsolódó növényzet általában a tópartig terjed [kb. 500 m tengerszint feletti magasságban (masl)].Ma az afrikai hegyvidéki erdők csak kis, különálló foltokban jelennek meg körülbelül 1500 masl felett (25, 28).
A legutóbbi extrém aszályos időszak 104-86 ka között volt.Ezt követően, bár a tó szintje visszatért a magas állapotba, általánossá váltak a nyílt miombo erdők, ahol nagy mennyiségű gyógynövény és gyógynövény-alapanyag található (27, 28).A legjelentősebb afrikai hegyvidéki erdők taxonja a Podocarpus fenyő, amely 85 ka után soha nem állt vissza a korábbi magas tószinthez hasonló értékre (85 ka után 10,7 ± 7,6%, míg a 85 ka előtti hasonló tószint 29,8 ± 11,8%) ).A Margalef index (Dmg) azt is mutatja, hogy az elmúlt 85 ka fajgazdagsága 43%-kal alacsonyabb, mint a korábbi tartósan magas tószint (2,3 ± 0,20 és 4,6 ± 1,21), például 420 és 345 ka között ( Kiegészítő szöveg és S5 és S6 ábra) (25).Pollenminták hozzávetőleg időből.A 88-78 ka nagy százalékban tartalmaz Compositae pollent is, ami arra utalhat, hogy a növényzetet megzavarták, és a legrégebbi időpont hibatartományába esik, amikor az ember megszállta a területet.
Az éghajlati anomália módszerével (29) elemezzük a 85 ka előtt és után fúrt magok paleoökológiai és paleoklíma adatait, valamint megvizsgáljuk a növényzet, a fajszám és a csapadék ökológiai kapcsolatát, valamint a kikövetkeztetett tiszta éghajlati előrejelzés szétválasztásának hipotézisét.Hajtás alapvonali mód ~550 ka.Ezt az átalakult ökoszisztémát érintik a tót kitöltő csapadékviszonyok és tüzek, ami a fajok hiányában és az új növényzet-kombinációkban is megmutatkozik.Az utolsó száraz időszak után csak néhány erdőelem tért vissza, köztük az afrikai hegyvidéki erdők tűzálló összetevői, például az olívaolaj, és a trópusi szezonális erdők tűzálló összetevői, például a Celtis (Kiegészítő szöveg és S5 ábra) ( 25).Ennek a hipotézisnek a tesztelésére modelleztük a tó vízszintjét, amely az ostracode-ból és az autentikus ásványi helyettesítőkből származott, mint független változók (21) és olyan függő változók, mint például a szén és a pollen, amelyeket a megnövekedett tűzgyakoriság befolyásolhat (25).
Annak érdekében, hogy ellenőrizzük e kombinációk közötti hasonlóságot vagy különbséget különböző időpontokban, Podocarpus (örökzöld fa), fű (fű) és olajbogyó (az afrikai hegyvidéki erdők tűzálló összetevője) pollenjét használtuk a fő koordináta-analízishez (PCoA). és a miombo (ma fő erdőterület).Az egyes kombinációk kialakulásakor a tó szintjét reprezentáló interpolált felületen ábrázolva a PCoA-t megvizsgáltuk, hogyan változik a pollenkombináció a csapadékhoz képest, és hogyan változik ez a kapcsolat 85 ka után (3. ábra és S7. ábra).85 ka előtt a gramineus alapú minták a száraz, míg a podocarpus alapú minták a nedves körülmények felé aggregálódtak.Ezzel szemben a 85 ka utáni minták a legtöbb 85 ka előtti mintával csoportosulnak, és eltérő átlagértékekkel rendelkeznek, ami azt jelzi, hogy összetételük szokatlan hasonló csapadékviszonyok esetén.A PCoA-ban elfoglalt helyük az Olea és a miombo hatását tükrözi, mindkettőt előnyben részesítik olyan körülmények között, amelyek hajlamosabbak a tűzre.A 85 ka utáni mintákban a Podocarpus fenyő csak három egymást követő mintában volt bőven, ami a 78-79 ka közötti intervallum kezdete után következett be.Ez arra utal, hogy a kezdeti csapadéknövekedés után az erdő rövid időre magához tért, mielőtt végleg összeomlott.
Minden pont egyetlen pollenmintát reprezentál egy adott időpontban, a kiegészítő szöveget és az 1. ábra kormodelljét használva. S8.A vektor a változás irányát és gradiensét jelöli, a hosszabb vektor pedig egy erősebb trendet.Az alatta lévő felszín a tó vízszintjét reprezentálja, mint a csapadékot;a sötétkék magasabb.A PCoA jellemző értékeinek átlagos értéke a 85 ka utáni adatokra (piros gyémánt) és az összes hasonló tószintre vonatkozó adatra vonatkozik 85 ka előtt (sárga gyémánt).A teljes 636 ka adatait felhasználva a „szimulált tószint” -0,130-σ és -0,198-σ között van, közel a tószint PCA átlagos sajátértékéhez.
A pollen, a tó vízszintje és a szén közötti kapcsolat tanulmányozása érdekében nem-paraméteres többváltozós varianciaanalízist (NP-MANOVA) alkalmaztunk, hogy összehasonlítsuk a teljes „környezetet” (amelyet a pollen, a tó vízszintje és a szén adatmátrixa képvisel). és a 85 ka átmenet után.Azt találtuk, hogy az ebben az adatmátrixban talált variáció és kovariancia statisztikailag szignifikáns különbségek 85 ka előtt és után (1. táblázat).
A Nyugati-tó peremén található fitolitokból és talajokból származó szárazföldi paleokörnyezeti adataink összhangban vannak a tó-proxy-n alapuló értelmezéssel.Ezek azt jelzik, hogy a tó magas vízállása ellenére a táj a maihoz hasonlóan nyílt lombkoronás erdők és fás gyepek által uralt tájjá alakult (25).A medence nyugati peremén minden fitolittal vizsgált hely ~45 ka után van, és nagy mennyiségű, nedves körülményeket tükröző fás borítást mutat.Úgy vélik azonban, hogy a talajtakaró nagy része bambusszal és pánikfűvel benőtt nyílt erdőben van.A fitolit adatok szerint nem tűzálló pálmafák (Arecaceae) csak a tó partján fordulnak elő, a belterületi régészeti lelőhelyeken ritkák vagy hiányoznak (S8. táblázat) (30).
Általánosságban elmondható, hogy a késő pleisztocén nedves, de nyitott viszonyaira a szárazföldi paleoszolokból is lehet következtetni (19).A Mwanganda falu régészeti lelőhelyéről származó lagúna agyag és mocsári talaj karbonátja 40-28 cal ka BP-re (korábban Qian'anni kalibrálva) vezethető vissza (S4 táblázat).A Chitimwe mederben a karbonátos talajrétegek általában göbös meszes (Bkm) és argillaceus és karbonátos (Btk) rétegek, ami a relatív geomorfológiai stabilitás elhelyezkedését és a messzire nyúló hordalékkúptól való lassú megtelepedést jelzi Kb. 29 cal ka BP (Kiegészítő) szöveg).Az ókori legyezők maradványain kialakult erodált, megszilárdult laterit talaj (litikus kőzet) nyílt tájviszonyokra (31) és erős szezonális csapadékra (32) utal, jelezve ezen állapotok folyamatos tájra gyakorolt ​​hatását.
A tűz szerepét ebben az átmenetben a fúrómagok párosított makroszén rekordjai támasztják alá, és a szén beáramlása a központi medencéből (MAL05-1B/1C) általában kb.175 kártya.Nagyszámú csúcs következik kb.135 és 175 ka, valamint 85 és 100 ka után a tó szintje helyreállt, de az erdő- és fajgazdagság nem állt helyre (Kiegészítő szöveg, 2. ábra és S5. ábra).A faszén beáramlása és a tavi üledékek mágneses érzékenysége közötti kapcsolat hosszú távú tűztörténeti mintákat is mutathat (33).Használja Lyons és munkatársai adatait.(34) A Malawi-tó 85 ka után tovább erodálta a leégett tájat, ami pozitív korrelációt jelent (Spearman Rs = 0,2542 és P = 0,0002; S7 táblázat), míg a régebbi üledékek ezzel ellentétes kapcsolatot mutatnak (Rs = -0,2509 és P <). 0,0001).Az északi medencében a rövidebb MAL05-2A mag rendelkezik a legmélyebb kormeghatározási ponttal, és a legfiatalabb Toba tufa ~74-75 ka (35).Bár hiányzik a hosszabb távú perspektíva, közvetlenül abból a medencéből kap bemenetet, ahol a régészeti adatok származnak.Az északi medence szénfeljegyzései azt mutatják, hogy a Toba crypto-tephra jelzése óta a terrigén faszén mennyisége folyamatosan nőtt abban az időszakban, amikor a régészeti bizonyítékok a leggyakoribbak (2B. ábra).
Az ember okozta tüzek bizonyítéka tükrözheti a táji léptékű szándékos használatot, a széles körben elterjedt populációkat, amelyek több vagy nagyobb helyszíni gyulladást okoznak, a tüzelőanyag rendelkezésre állásának megváltozását az aljnövényzet kitermelésével, vagy e tevékenységek kombinációját.A modern vadászok-gyűjtögetők a tüzet használják a takarmánykeresési jutalmak aktív megváltoztatására (2).Tevékenységük növeli a zsákmány mennyiségét, fenntartja a mozaikos tájat, és növeli a szukcessziós szakaszok termikus diverzitását és heterogenitását (13).A tűz az olyan helyszíni tevékenységekhez is fontos, mint a fűtés, a főzés, a védekezés és a társasági élet (14).Még a természetes villámcsapásokon kívüli tűzterjedési különbségek is megváltoztathatják az erdők egymásutániságát, az üzemanyag elérhetőségét és a tüzelési szezonalitást.A fák borításának és az aljnövényzetű fák csökkenése nagy valószínűséggel növeli az eróziót, és a fajok sokféleségének csökkenése ezen a területen szorosan összefügg az afrikai hegyvidéki erdőközösségek elvesztésével (25).
Az MSA kezdete előtti régészeti feljegyzések szerint a tűz emberi kontrollja jól megalapozott (15), de eddig csak néhány paleolit ​​kontextusban jegyezték fel tájrendezési eszközként való használatát.Ezek közé tartozik kb Ausztrália.40 ka (36), Highland Új-Guinea.45 ka (37) békeszerződés.50 ka Niah-barlang (38) Borneó alföldön.Amerikában, amikor az emberek először léptek be ezekbe az ökoszisztémákba, különösen az elmúlt 20 ka-ban (16), a mesterséges gyújtást a növényi és állati közösségek újrakonfigurálásának fő tényezőjének tekintették.Ezeknek a következtetéseknek releváns bizonyítékokon kell alapulniuk, de a régészeti, geológiai, geomorfológiai és őskörnyezeti adatok közvetlen átfedése esetén az oksági érv megerősödött.Bár az afrikai part menti vizek tengeri alapadatai korábban mintegy 400 ka-os tűzváltozások bizonyítékát szolgáltatták (9), itt a vonatkozó régészeti, paleokörnyezeti és geomorfológiai adatsorokból adunk bizonyítékot az emberi befolyásra.
Az ember okozta tüzek azonosításához a paleokörnyezeti nyilvántartásokban szükség van a tűztevékenységre és a növényzet időbeli vagy térbeli változására vonatkozó bizonyítékokra, ami bizonyítja, hogy ezeket a változásokat nem csak az éghajlati paraméterek jósolják meg, valamint a tűzviszonyok változásai és az emberi életben bekövetkezett változások közötti időbeli/térbeli átfedés. feljegyzések (29) A Malawi-tó medencéjében az MSA elterjedt megszállásának és hordalékkúp-képződésének első bizonyítékai a regionális növényzet jelentős átrendeződésének kezdetén történtek.85 kártya.A MAL05-1B/1C magban lévő faszén mennyisége a faszéntermelés és -lerakódás regionális trendjét tükrözi, körülbelül 150 ka-nál a 636 ka-os rekord többi részéhez képest (S5, S9 és S10 ábra).Ez az átmenet azt mutatja, hogy a tűz fontos szerepet játszik az ökoszisztéma összetételének alakításában, ami nem magyarázható pusztán az éghajlattal.Természetes tűzesetekben a villámgyulladás általában a száraz évszak végén következik be (39).Ha azonban az üzemanyag elég száraz, az ember által okozott tüzek bármikor meggyulladhatnak.A helyszín méretéhez képest az ember az erdő alól tűzifát gyűjtve folyamatosan változtathatja a tüzet.Bármilyen típusú ember által okozott tűznek az a végeredménye, hogy több fás növényzet fogyasztását okozhatja, amely egész évben és minden léptékben tart.
Dél-Afrikában már 164 ka-ban (12) a tüzet használták a szerszámkészítő kövek hőkezelésére.Már 170 ka-ban (40) a tüzet keményítőtartalmú gumók főzésének eszközeként használták, az ókorban teljes mértékben kihasználva a tüzet.Prosperous Resources-veszélyes táj (41).A tájtüzek csökkentik a fás borítást, és fontos eszközei a gyep- és erdőfoltok környezetének fenntartásának, amelyek az ember által közvetített ökoszisztémák meghatározó elemei (13).Ha a növényzet vagy a zsákmány viselkedésének megváltoztatásának az a célja, hogy növelje az ember által okozott égést, akkor ez a viselkedés a korai modern emberek által a tűz irányításának és bevetésének bonyolultabbá tételét jelenti a korai emberekhez képest, és azt mutatja, hogy a tűzzel való kapcsolatunk megváltozott. a kölcsönös függőség eltolódása (7).Elemzésünk egy további módot kínál arra, hogy megértsük a késő pleisztocén ember általi tűzhasználatában bekövetkezett változásokat, valamint ezeknek a változásoknak a tájukra és környezetükre gyakorolt ​​hatását.
A késő negyedidőszaki hordalékkúpok Karonga térségében való terjeszkedése a szezonális égésciklus változásainak tudható be az átlagosnál magasabb csapadék esetén, ami a domboldal fokozott eróziójához vezet.Ennek a jelenségnek a mechanizmusa a tűz okozta zavarok által kiváltott vízválasztó léptékű reakció, a vízgyűjtő felső részének fokozott és tartós eróziója, valamint a hordalékkúpok terjeszkedése lehet a Malawi-tó melletti piemonti környezetben.Ezek a reakciók magukban foglalhatják a talaj tulajdonságainak megváltoztatását az áteresztőképesség csökkentése, a felületi érdesség csökkentése és a lefolyás növelése érdekében a magas csapadékviszonyok és a csökkent fás borítás kombinációja miatt (42).Az üledékek rendelkezésre állását eleinte a fedőanyag lehántásával javítják, idővel a talaj szilárdsága csökkenhet a felmelegedés és a gyökérszilárdság csökkenése miatt.A termőtalaj hámlása növeli az üledékáramlást, amit a lefelé irányuló legyező alakú felhalmozódás fogad be, és felgyorsítja a vörös talaj képződését a legyező alakúon.
Számos tényező szabályozhatja a táj reakcióját a változó tűzviszonyokra, amelyek többsége rövid időn belül működik (42-44).A jel, amit itt társítunk, nyilvánvaló a millenniumi időskálán.Az elemzések és a tájfejlődési modellek azt mutatják, hogy az ismétlődő erdőtüzek okozta növényzet-zavarással a denudáció mértéke évezred skálán jelentősen megváltozott (45, 46).A megfigyelt faszén- és növényzeti változásokkal egybeeső regionális ősmaradványok hiánya akadályozza az emberi viselkedés és a környezeti változások növényevő közösségek összetételére gyakorolt ​​hatásainak rekonstrukcióját.A nyitottabb tájakon élő, nagyméretű növényevők azonban szerepet játszanak ezek fenntartásában és a fás növényzet behatolásának megakadályozásában (47).Nem várható el, hogy a környezet különböző összetevőiben bekövetkező változások bizonyítékai egyidejűleg következzenek be, hanem olyan halmozott hatások sorozatának kell tekinteni, amelyek hosszú időn keresztül jelentkezhetnek (11).Az éghajlati anomália módszerével (29) az emberi tevékenységet kulcsfontosságú hajtótényezőnek tekintjük Malawi északi részének tájképének kialakításában a késő pleisztocén idején.Ezek a hatások azonban az ember-környezet kölcsönhatások korábbi, kevésbé nyilvánvaló örökségén alapulhatnak.A paleokörnyezeti feljegyzésben a legkorábbi régészeti dátum előtt megjelent széncsúcs tartalmazhat olyan antropogén komponenst, amely nem okoz ugyanolyan ökológiai rendszerváltozásokat, mint a későbbiekben, és nem tartalmaz olyan lerakódásokat, amelyek elegendőek ahhoz, hogy magabiztosan jelezzék az emberi foglalkozást.
A rövid üledékmagok, például a szomszédos tanzániai Masoko-tó medencéjéből vagy a Malawi-tó rövidebb üledékmagjai azt mutatják, hogy a fű- és erdőtaxonok relatív pollenbősége megváltozott, ami az elmúlt 45 évnek tulajdonítható.A ka természetes éghajlatváltozása (48-50).Az éghajlat, a növényzet, a szén és az emberi tevékenység azonban csak a Malawi-tó 600 ka feletti pollenrekordjának hosszabb távú megfigyelése, valamint a mellette lévő ősrégi régészeti táj megérthető.Bár az emberek valószínűleg megjelennek a Malawi-tó medencéjének északi részén 85 ka előtt, a körülbelül 85 ka, különösen 70 ka után, azt jelzi, hogy a terület vonzó az emberi lakhatás számára az utolsó nagyobb aszályos időszak után.Ekkoriban az ember általi új vagy intenzívebb/gyakoribb tűzhasználat nyilvánvalóan a természetes klímaváltozással párosul, hogy rekonstruálják az ökológiai viszonyt> 550-ka, és végül kialakult a korai mezőgazdaság előtti mesterséges táj (4. ábra).A korábbi időszakoktól eltérően a táj üledékes jellege megőrzi az MSA lelőhelyet, ami a környezet (erőforrás-eloszlás), az emberi viselkedés (tevékenységi minták) és a legyezőaktiválás (lerakódás/temetés) közötti rekurzív kapcsolat függvénye.
(A) Körülbelül.400 ka: Nem lehet emberi lényeket kimutatni.A párás viszonyok a maihoz hasonlóak, a tó szintje magas.Változatos, nem tűzálló faburkolat.(B) Körülbelül 100 ka: Régészeti feljegyzés nincs, de a beáramló szén révén kimutatható az ember jelenléte.Száraz vízgyűjtőkön rendkívül száraz körülmények fordulnak elő.Az alapkőzet általában ki van téve, és a felszíni üledékek korlátozottak.(C) Kb. 85-60 ka: A tó vízszintje a csapadék növekedésével emelkedik.Az emberi lények létezése a régészeten keresztül fedezhető fel 92 ka után, majd 70 ka után a hegyvidékek leégése és a hordalékkúpok terjeszkedése következik.Egy kevésbé változatos, tűzálló növényzeti rendszer alakult ki.(D) Körülbelül 40-20 ka: A környezeti szénbevitel az északi medencében nőtt.A hordaléklegyezők kialakulása folytatódott, de ennek az időszaknak a végén gyengülni kezdett.A korábbi 636 ka-os rekordhoz képest a tó szintje továbbra is magas és stabil.
Az antropocén az évezredek során kialakult niche-építő magatartások felhalmozódását jelenti, és mértéke egyedülálló a modern Homo sapiens számára (1, 51).A modern kontextusban, a mezőgazdaság bevezetésével az ember alkotta tájak továbbra is léteznek és felerősödnek, de ezek inkább a pleisztocénben kialakult minták kiterjesztései, semmint széthúzásai (52).Az észak-malawi adatok azt mutatják, hogy az ökológiai átmeneti időszak elhúzódó, bonyolult és ismétlődő lehet.Az átalakulásnak ez a léptéke tükrözi a kora újkori emberek összetett ökológiai ismereteit, és szemlélteti átalakulásukat a mai globális domináns fajunkká.
A Thompson és munkatársai által leírt protokoll szerint a leletanyag és a macskaköves jellemzők helyszíni vizsgálata és rögzítése a felmérési területen.(53).A próbagödör elhelyezése és a fő lelőhely feltárása, beleértve a mikromorfológiát és a fitolit mintavételt is, a Thompson et al. által leírt protokoll szerint történt.(18) és Wright et al.(19).A régió malawi geológiai felmérésén alapuló földrajzi információs rendszer (GIS) térképünk egyértelmű összefüggést mutat a Chitimwe-medrek és a régészeti lelőhelyek között (S1 ábra).A Karonga területén található geológiai és régészeti tesztgödrök közötti intervallum a legszélesebb reprezentatív minta felvétele (S2 ábra).Karonga geomorfológiája, geológiai kora és régészeti felmérései négy fő terepi felmérési módszert foglalnak magukban: gyalogos felmérések, régészeti próbagödrök, geológiai próbagödrök és részletes helyszíni feltárások.Ezek a technikák együttesen lehetővé teszik a Chitimwe-meder fő kitettségének mintavételét Karonga északi, középső és déli részén (S3 ábra).
A gyalogos felmérési területen található műtárgyak és macskaköves jellemzők helyszíni vizsgálata és rögzítése a Thompson és munkatársai által leírt protokoll szerint történt.(53).Ennek a megközelítésnek két fő célja van.Az első az, hogy azonosítsák azokat a helyeket, ahol a kulturális emlékek erodálódtak, majd ezeken a helyeken felfelé régészeti próbagödröket helyeznek el, hogy a kulturális emlékeket in situ helyreállítsák az eltemetett környezetből.A második cél a leletek elterjedésének, jellemzőinek, valamint a közeli kőanyagok forrásával való kapcsolatának formális rögzítése (53).Ebben a munkában egy háromfős csapat 2-3 méteres távolságban, összesen 147,5 lineáris kilométert gyalogolt, végigjárva a legtöbb rajzolt Chitimwe-ágyat (S6. táblázat).
A munka először a Chitimwe-ágyakra összpontosított a megfigyelt műtermékminták maximalizálása érdekében, másodszor pedig a tó partjától a hegyvidékig tartó hosszú lineáris szakaszokra összpontosított, amelyek különböző üledékes egységeket szelnek át.Ez megerősít egy kulcsfontosságú megfigyelést, miszerint a nyugati hegyvidék és a tópart között található leletek csak a Chitimwe-mederrel vagy az újabb késő pleisztocén és holocén üledékekkel kapcsolatosak.A más lelőhelyeken talált leletek a telephelyen kívüliek, a táj más helyeiről áttelepültek, amint ez a rengeteg, méret és mállási fokukból is kitűnik.
A régészeti próbagödör helyén és a fő lelőhely feltárása, beleértve a mikromorfológiát és a fitolit mintavételt, a Thompson és munkatársai által leírt protokoll szerint történt.(18, 54) és Wright et al.(19, 55).A fő cél a műtárgyak és legyező alakú üledékek földalatti eloszlásának megértése a nagyobb tájban.A Chitimwe Bedsben általában minden helyen mélyen el vannak temetve a leletek, kivéve a széleket, ahol az erózió megkezdte az üledék tetejének eltávolítását.Az informális nyomozás során két ember elsétált a Chitimwe Beds mellett, amely térképelemként jelent meg a malawi kormány geológiai térképén.Amikor ezek az emberek találkoztak a Chitimwe Bed üledék vállaival, elkezdtek sétálni a szélén, ahol megfigyelhették az üledékből erodált leleteket.Az ásatások enyhén felfelé (3-8 m-re) megdöntésével az aktívan erodáló műtárgyaktól az ásatás feltárhatja azok in situ helyzetét az azokat tartalmazó üledékhez képest, anélkül, hogy oldalirányban kiterjedt feltárásra lenne szükség.A tesztgödröket úgy helyezik el, hogy 200-300 méterre legyenek a legközelebbi gödörtől, ezáltal rögzítve a Chitimwe meder üledékében és a benne található műtermékekben bekövetkezett változásokat.Egyes esetekben a próbagödör feltárt egy helyet, amely később teljes körű ásatási helyszínné vált.
Minden tesztgödör 1 × 2 m-es négyzetből indul, észak-déli fekvésű, és tetszőleges 20 cm-es egységekben ásják ki, kivéve, ha az üledék színe, állaga vagy tartalma jelentősen megváltozik.Jegyezze fel az összes kitermelt üledék üledéktani és talajtulajdonságait, amelyek egyenletesen haladnak át egy 5 mm-es száraz szitán.Ha a lerakódási mélység továbbra is meghaladja a 0,8-1 métert, akkor a két négyzetméter közül az egyikben hagyja abba az ásást, és folytassa az ásást a másikban, ezzel is kialakítva egy „lépcsőt”, hogy biztonságosan bejusson a mélyebb rétegekbe.Ezután folytassa az ásatást, amíg el nem éri az alapkőzetet, legalább 40 cm-rel a régészetileg steril üledék a leletanyag koncentrációja alatt van, vagy a feltárás túlságosan veszélyes (mély) lesz a folytatáshoz.Egyes esetekben a lerakódási mélységnek ki kell terjesztenie a próbagödröt egy harmadik négyzetméterre, és két lépésben kell belépnie az árokba.
A geológiai tesztgödrök korábban kimutatták, hogy a Chitimwe-medrek jellegzetes vörös színük miatt gyakran szerepelnek a geológiai térképeken.Ha kiterjedt patakokat és folyami üledékeket, valamint hordalékkúp üledékeket tartalmaznak, nem mindig tűnnek vörösnek (19).Geológia A próbagödör egyszerű gödörként került feltárásra, amelyet a kevert felső üledékek eltávolítására terveztek, hogy feltárják az üledékek földalatti rétegeit.Erre azért van szükség, mert a Chitimwe-meder parabolaszerű domboldalba erodálódik, a lejtőn pedig beomlott üledékek vannak, amelyek általában nem alkotnak tiszta természetes részeket, bevágásokat.Ezért ezek az ásatások vagy a Chitimwe-meder tetején történtek, feltehetően földalatti érintkezés volt a Chitimwe-meder és az alatta lévő pliocén Chiwondo-meder között, vagy ott történtek, ahol a folyóterasz üledékeit keltezni kellett (55).
A nagyszámú in-situ kőszerszám-összeállítást ígérő helyeken teljes körű régészeti feltárásokat végeznek, általában próbagödrök alapján, vagy olyan helyeken, ahol nagyszámú kulturális emlék látható a lejtőről kikopva.A főbb feltárt kulturális emlékek 1 × 1 m-es négyzetben külön-külön feltárt üledékegységekből kerültek elő.Ha a műtárgyak sűrűsége nagy, az ásási egység egy 10 vagy 5 cm-es kifolyó.Az összes kőterméket, kövületes csontokat és okkert minden nagyobb ásatás során lerajzolták, és nincs méretkorlátozás.A képernyő átmérője 5 mm.Ha az ásatási folyamat során kulturális emlékekre bukkannak, akkor egyedi vonalkód-rajzi feltárási számot kapnak, és az ugyanabban a sorozatban szereplő leletszámokat a szűrt felfedezésekhez.A kulturális emlékeket permanens tintával jelölik, mintacímkékkel ellátott zsákokba helyezik, és más, azonos háttérből származó kulturális emlékekkel együtt zacskóba helyezik.Az elemzés után az összes kulturális emléket a Karonga Kulturális és Múzeumi Központjában tárolják.
Minden ásatást a természetes rétegek szerint végeznek.Ezeket nyársra osztják, és a köpet vastagsága a műtermék sűrűségétől függ (például, ha a műtermék sűrűsége alacsony, a köpet vastagsága nagy lesz).A háttéradatok (például az üledék tulajdonságai, a háttérrel kapcsolatos kapcsolatok, valamint az interferencia és a műterméksűrűség megfigyelései) az Access adatbázisban kerülnek rögzítésre.Minden koordinátaadat (például a szegmensekben rajzolt leletek, a kontextus magassága, a négyzet sarkai és a minták) az Universal Transverse Mercator (UTM) koordinátákon alapul (WGS 1984, 36S zóna).A fő helyszínen az összes pontot egy Nikon Nivo C sorozatú 5 hüvelykes mérőállomással rögzítik, amely egy helyi hálózatra épül, a lehető legközelebb az UTM-től északra.Az egyes ásatási helyek északnyugati sarkának elhelyezkedése és az egyes ásatási helyek elhelyezkedése Az üledék mennyiségét az S5 táblázat tartalmazza.
Az összes feltárt egység üledéktani és talajtudományi jellemzőinek szakaszát az Egyesült Államok Mezőgazdasági rész Osztály Programja (56) segítségével rögzítették.Az üledékes egységeket a szemcseméret, a szögletesség és az ágyazat jellemzői alapján határozzák meg.Vegye figyelembe az üledékegységgel kapcsolatos abnormális zárványokat és zavarokat.A talajfejlődést a szeszkvioxid vagy karbonát földalatti talajban való felhalmozódása határozza meg.A föld alatti mállást (például redox, maradék mangán csomók képződését) is gyakran rögzítik.
Az OSL minták gyűjtési pontját annak becslése alapján határozzuk meg, hogy mely fáciesek adhatják a legmegbízhatóbb becslést az üledék temetkezési korára.A mintavételi helyen árkokat ástak, hogy feltárják az autentikus üledékréteget.Gyűjtse össze az OSL kormeghatározáshoz használt összes mintát egy átlátszatlan acélcső (kb. 4 cm átmérőjű és kb. 25 cm hosszú) behelyezésével az üledékprofilba.
Az OSL kormeghatározás méri a kristályokban (például kvarcban vagy földpátban) csapdába esett elektronok csoportjának méretét az ionizáló sugárzás hatására.Ennek a sugárzásnak a nagy része a környezet radioaktív izotópjainak bomlásából származik, és a trópusi szélességi körökben kis mennyiségű további komponens jelenik meg kozmikus sugárzás formájában.A befogott elektronok akkor szabadulnak fel, amikor a kristályt fény éri, ami szállítás közben (nullázási esemény) vagy laboratóriumban történik, ahol a megvilágítás egy fotonok érzékelésére képes érzékelőn történik (például fotonsokszorozó cső vagy töltött kamerával). csatolóeszköz) Az alsó rész az elektron alapállapotba való visszatérésekor bocsát ki.A 150 és 250 μm közötti méretű kvarcszemcséket szitálással, savas kezeléssel és sűrűség szerinti szétválasztással választják el, és kis aliquot részként (<100 részecske) használják fel alumíniumlemez felületére, vagy 300 x 300 mm-es lyukba fúrják. A részecskéket alumínium serpenyőn elemzik.Az eltemetett dózist általában egyetlen aliquot regenerálási módszerrel becsülik meg (57).Az OSL kormeghatározáshoz a szemcsék által kapott sugárdózis felmérése mellett a dózisteljesítmény becslése is szükséges a begyűjtött minta üledékében lévő radionuklidkoncentráció gamma-spektroszkópiával vagy neutronaktivációs analízissel történő mérésével, valamint a kozmikus dózis referenciaminta meghatározásával. temetés.A végső életkor meghatározása úgy történik, hogy a temetési dózist elosztjuk a dózisteljesítménnyel.Ha azonban változás áll be az egyetlen szem vagy szemcsecsoport által mért dózisban, statisztikai modellre van szükség a megfelelő eltemetett dózis meghatározásához.Az eltemetett dózis kiszámítása itt a központi korszak modelljével történik, egyetlen aliquot kormeghatározás esetén, vagy egyrészecskés kormeghatározás esetén véges keverékmodell segítségével (58).
Három független laboratórium végzett OSL elemzést ehhez a tanulmányhoz.Az alábbiakban az egyes laboratóriumok részletes egyedi módszereit mutatjuk be.Általánosságban elmondható, hogy a regeneratív dózismódszert alkalmazzuk az OSL kormeghatározására kis alikvotokra (tíz szemekre) az egyszemcsés elemzés helyett.Ennek az az oka, hogy a regeneratív növekedési kísérlet során egy kis minta regenerációs rátája alacsony (<2%), és az OSL jel nem telített a természetes jel szintjén.A kormeghatározás laboratóriumok közötti konzisztenciája, a vizsgált rétegszelvényeken belüli és azok közötti eredmények konzisztenciája, valamint a karbonátos kőzetek 14C-os korának geomorfológiai értelmezésével való összhang képezi ennek az értékelésnek a fő alapját.Mindegyik laboratórium értékelt vagy végrehajtott egyetlen gabonaszerződést, de egymástól függetlenül megállapította, hogy az nem alkalmas ebben a vizsgálatban.Az egyes laboratóriumok által követett részletes módszereket és elemzési protokollokat a kiegészítő anyagok és módszerek tartalmazzák.
Az ellenőrzött ásatások során előkerült kőleletek (BRU-I; CHA-I, CHA-II és CHA-III; MGD-I, MGD-II és MGD-III; és SS-I) a metrikus rendszeren és a minőségen alapulnak jellemzők.Mérje meg az egyes munkadarabok tömegét és maximális méretét (digitális mérleggel a tömeg mérésére 0,1 g; Mitutoyo digitális tolómérővel az összes méret mérésére 0,01 mm).Valamennyi kulturális emléket nyersanyagok (kvarc, kvarcit, kovakő stb.), szemcseméret (finom, közepes, durva), szemcseméret egységessége, színe, kéreg típusa és borítása, mállás/szélekerekítés és műszaki minőség szerint is osztályoznak. (teljes vagy töredezett) Magok vagy pelyhek, pelyhek/sarokdarabok, kalapácskövek, gránátok és egyebek).
A magot a maximális hossza mentén mérjük;maximális szélesség;szélessége a hossz 15%-a, 50%-a és 85%-a;maximális vastagság;vastagsága a hossz 15%-a, 50%-a és 85%-a.Méréseket végeztünk a félgömb alakú szövetek (radiális és Levallois) magjának térfogati tulajdonságainak értékelésére is.Mind az ép, mind a törött magokat a visszaállítási módszer szerint osztályozzák (egyplatformos vagy többplatformos, radiális, Levallois stb.), és a pelyhes hegeket ≥15 mm-nél és a maghossz ≥20%-ánál számolják.Az 5 vagy annál kevesebb, 15 mm-es hegekkel rendelkező magok „véletlenszerűnek” minősülnek.A teljes magfelület kérgi borítását rögzítjük, és a félgömb alakú szövet magján rögzítjük az egyes oldalak relatív kérgi lefedettségét.
A lapot a maximális hossza mentén mérik;maximális szélesség;szélessége a hossz 15%-a, 50%-a és 85%-a;maximális vastagság;vastagsága a hossz 15%-a, 50%-a és 85%-a.Ismertesse a töredékeket a fennmaradó részek szerint (proximális, középső, disztális, jobbra hasított és balra hasított).A nyúlást úgy számítjuk ki, hogy a maximális hosszt elosztjuk a maximális szélességgel.Mérje meg az ép szelet és a proximális szelettöredékek platform szélességét, vastagságát és külső platformszögét, és osztályozza a platformokat az előkészítettség mértéke szerint.Rögzítse a kéreg lefedettségét és helyét minden szeleten és töredéken.A távolabbi élek a lezárás típusa szerint vannak osztályozva (toll, zsanér és felső villa).A teljes szeletre jegyezze fel az előző szelet hegének számát és irányát.Ha találkozik, jegyezze fel a módosítás helyét és az invazivitást a Clarkson által létrehozott protokollnak megfelelően (59).A legtöbb ásatási kombináció esetében felújítási terveket kezdeményeztek a helyreállítási módszerek és a lerakódás integritásának értékelése céljából.
A próbagödrökből (CS-TP1-21, SS-TP1-16 és NGA-TP1-8) előkerült kőleleteket az ellenőrzött feltárásnál egyszerűbb séma szerint írjuk le.Minden műtárgy esetében a következő jellemzőket rögzítettük: nyersanyag, részecskeméret, kéregfedettség, méretosztály, időjárás/szélkárosodás, műszaki komponensek és a töredékek megőrzése.A pelyhek és magok diagnosztikai jellemzőire vonatkozó leíró megjegyzéseket rögzítjük.
Az ásatások és geológiai árkok feltárt részeiből komplett üledéktömböket vágtak ki.Ezeket a köveket a helyszínen gipszkötésekkel vagy WC-papírral és csomagolószalaggal rögzítették, majd a németországi Tubingeni Egyetem Geológiai Régészeti Laboratóriumába szállították.Ott a mintát 40 °C-on legalább 24 órán át szárítják.Ezután vákuumban kikeményítik, promóció nélküli poliésztergyanta és sztirol 7:3 arányú keverékével.Katalizátorként metil-etil-keton-peroxidot használnak, gyanta-sztirol keverék (3-5 ml/l).Miután a gyantakeverék gélesedett, melegítse a mintát 40 °C-on legalább 24 órán át, hogy a keverék teljesen megszilárduljon.A megszilárdult mintát cserépfűrésszel vágja 6 × 9 cm-es darabokra, ragasszon egy tárgylemezre és csiszolja le 30 μm vastagságúra.A kapott szeleteket síkágyas szkennerrel szkennelték, és sík polarizált fény, keresztpolarizált fény, ferde beeső fény és kék fluoreszcenciával elemezték szabad szemmel és nagyítással (×50–200).A vékony szakaszok terminológiája és leírása követi a Stoops (60) és Courty et al.(61).A 80 cm-nél nagyobb mélységből összegyűjtött talajképző karbonát csomókat kettévágjuk, hogy a felét impregnálni lehessen, és vékony szeletekben (4,5 × 2,6 cm) elvégezhető szabványos sztereomikroszkóp és petrográfiai mikroszkóp és katodlumineszcencia (CL) kutatási mikroszkóp segítségével .A karbonáttípusok szabályozása nagyon óvatos, mert a talajképző karbonát képződése a stabil felszínhez kapcsolódik, míg a talajvíz karbonát képződése független a felszíntől vagy talajtól.
A talajképző karbonátos csomók vágási felületéből mintákat fúrtunk, majd feleztünk különböző elemzésekhez.Az FS a Geoarchaeology Working Group szabványos sztereó és petrográfiai mikroszkópját és a Kísérleti Ásványtani Munkacsoport CL mikroszkópját használta a vékony szeletek tanulmányozására, amelyek mindkettő a németországi Tübingenben található.A radiokarbon kormeghatározó részmintákat precíziós fúrókkal fúrták egy kijelölt, körülbelül 100 éves területről.A csomók másik fele 3 mm átmérőjű, így elkerülhető a késői átkristályosodás, a gazdag ásványi zárványok vagy a kalcitkristályok nagy méretváltozása.Ugyanez a protokoll nem követhető a MEM-5038, MEM-5035 és MEM-5055 A minták esetében.Ezeket a mintákat laza üledékmintákból választják ki, és túl kicsik ahhoz, hogy vékony metszéshez félbe lehessen vágni.A szomszédos üledékek megfelelő mikromorfológiai mintáin azonban vékony metszetű vizsgálatokat végeztek (beleértve a karbonát csomókat is).
14C kormeghatározási mintákat nyújtottunk be a Georgia Egyetem Alkalmazott Izotópkutatási Központjába (CAIS), Athénban, Amerikai Egyesült Államokban.A karbonátminta 100%-os foszforsavval reagál egy evakuált reakcióedényben, és CO2 keletkezik.CO2-minták alacsony hőmérsékletű tisztítása más reakciótermékekből és katalitikus átalakítás grafittá.A grafit 14C/13C arányát 0,5 MeV gyorsító tömegspektrométerrel mértük.Hasonlítsa össze a minta arányát az oxálsav I standarddal (NBS SRM 4990) mért aránnyal.Háttérként carrarai márványt (NAÜ C1), másodlagos standardként travertint (NAÜ C2) használnak.Az eredményt a modern szén százalékában fejezzük ki, és az idézett kalibrálatlan dátumot 1950 előtti radiokarbonévekben (BP-években) adjuk meg, 5568 éves 14C-felezési idővel.A hiba 1-σ-ként szerepel, és statisztikai és kísérleti hibát tükröz.Az izotóparány tömegspektrometriával mért δ13C érték alapján C. Wissing, a tubingeni (Németország) Biogeology Laboratory munkatársa közölte az izotópfrakcionálás dátumát, kivéve a CAIS-ben mért UGAMS-35944r esetében.A 6887B mintát két párhuzamosban elemeztük.Ehhez fúrjon egy második részmintát a csomóból (UGAMS-35944r) a vágási felületen feltüntetett mintavételi területről.A déli féltekén alkalmazott INTCAL20 kalibrációs görbét (S4. táblázat) (62) használták az összes minta légköri frakcionáltságának 14C és 2-σ közötti korrekciójára.