Сучасны Homo sapiens удзельнічаў у вялікай колькасці трансфармацый экасістэм, але цяжка выявіць паходжанне або раннія наступствы гэтых паводзін.Дадзеныя археалогіі, геахраналогіі, геамарфалогіі і палеаэкалогіі паўночнай Малаві сведчаць аб змяненні ўзаемасувязі паміж прысутнасцю фуражыраў, арганізацыяй экасістэмы і фарміраваннем алювіяльнага веера ў познім плейстацэне.Прыкладна пасля 20-га стагоддзя ўтварылася шчыльная сістэма мезалітычных артэфактаў і алювіяльных веераў.92 000 гадоў таму ў палеаэкалагічным асяроддзі не было аналага папярэдняму 500 000-гадоваму запісу.Археалагічныя дадзеныя і аналіз асноўных каардынат паказваюць, што раннія тэхнагенныя пажары змякчылі сезонныя абмежаванні на ўзгаранне, паўплываўшы на склад расліннасці і эрозію.Гэта ў спалучэнні са змяненнем колькасці ападкаў, выкліканым кліматам, у канчатковым выніку прывяло да экалагічнага пераходу да ранняга дааграрнага штучнага ландшафту.
Сучасныя людзі з'яўляюцца магутнымі стымулятарамі трансфармацыі экасістэм.На працягу тысячагоддзяў яны інтэнсіўна і наўмысна змянялі навакольнае асяроддзе, выклікаючы дыскусію аб тым, калі і як узнікла першая экасістэма, дзе дамінаваў чалавек (1).Усё больш і больш археалагічных і этнаграфічных доказаў паказвае, што існуе вялікая колькасць рэкурсіўных узаемадзеянняў паміж здабывальнікамі ежы і іх навакольным асяроддзем, што сведчыць аб тым, што такія паводзіны з'яўляюцца асновай эвалюцыі нашых відаў (2-4).Выкапні і генетычныя дадзеныя паказваюць, што Homo sapiens існаваў у Афрыцы прыкладна 315 000 гадоў таму (ка).Археалагічныя дадзеныя паказваюць, што складанасць паводзін, якія адбываюцца на ўсім кантыненце, значна ўзрасла за апошнія прыкладна 300-200 тыс. гадоў.Канец плейстацэну (чыбанскі) (5).З моманту свайго з'яўлення як віду людзі пачалі разлічваць на тэхналагічныя інавацыі, сезонныя дамоўленасці і складанае сацыяльнае супрацоўніцтва, каб развівацца.Гэтыя атрыбуты дазваляюць нам выкарыстоўваць перавагі раней незаселеных або экстрэмальных асяроддзяў і рэсурсаў, таму сёння людзі з'яўляюцца адзіным агульнаглабальным відам жывёл (6).Агонь адыграў ключавую ролю ў гэтай трансфармацыі (7).
Біялагічныя мадэлі паказваюць, што прыстасаванасць да варанай ежы можна прасачыць як мінімум 2 мільёны гадоў таму, але толькі ў канцы сярэдняга плейстацэну з'явіліся звычайныя археалагічныя доказы барацьбы з агнём (8).Ядро акіяна з запісамі пылу з вялікай тэрыторыі афрыканскага кантынента паказвае, што ў апошнія мільёны гадоў пік элементарнага вугляроду з'яўляўся прыкладна пасля 400 тысяч гадоў таму, у асноўным падчас пераходу ад міжледавіковага перыяду да ледавіковага перыяду, але таксама адбываўся падчас галацэн (9).Гэта сведчыць аб тым, што прыкладна да 400 тыс. гадоў пажары ў Афрыцы на поўдзень ад Сахары не былі звычайнай з'явай, а ўклад чалавека быў значным у галацэне (9).Агонь - гэта інструмент, які выкарыстоўвалі пастухі на працягу галацэну для апрацоўкі і падтрымання лугоў (10).Аднак вызначыць перадумовы і экалагічны ўплыў выкарыстання агню паляўнічымі-збіральнікамі ў раннім плейстацэне больш складана (11).
Агонь называюць інжынерным інструментам для маніпулявання рэсурсамі як у этнаграфіі, так і ў археалогіі, у тым ліку для паляпшэння даходаў да існавання або мадыфікацыі сыравіны.Гэтая дзейнасць звычайна звязана з грамадскім планаваннем і патрабуе шмат экалагічных ведаў (2, 12, 13).Ландшафтныя пажары дазваляюць паляўнічым-збіральнікам адганяць здабычу, кантраляваць шкоднікаў і павялічваць прадуктыўнасць асяроддзя пражывання (2).Агонь на месцы спрыяе падрыхтоўцы ежы, ацяпленню, абароне ад драпежнікаў і сацыяльнай згуртаванасці (14).Аднак ступень, у якой вогнішчы паляўнічых-збіральнікаў могуць змяніць канфігурацыю кампанентаў ландшафту, такіх як структура экалагічнай супольнасці і рэльеф, вельмі неадназначная (15, 16).
Без састарэлых археалагічных і геамарфалагічных даных і пастаянных экалагічных запісаў з розных месцаў зразумець развіццё экалагічных змен, выкліканых чалавекам, праблематычна.Доўгатэрміновыя запісы адкладаў возера з Вялікай рыфтавай даліны ў Паўднёвай Афрыцы ў спалучэнні са старажытнымі археалагічнымі запісамі ў гэтым раёне робяць гэта месцам для даследавання экалагічных наступстваў, выкліканых плейстацэнам.Тут мы паведамляем аб археалогіі і геамарфалогіі шырокага ландшафту каменнага веку ў паўднёва-цэнтральнай Афрыцы.Потым мы звязалі гэта з палеаэкалагічнымі дадзенымі, якія ахопліваюць больш чым 600 тыс. гадоў, каб вызначыць самыя раннія сведчанні сувязі паводзін чалавека і трансфармацыі экасістэмы ў кантэксце тэхнагенных пажараў.
Мы падалі раней неапублікаванае ўзроставае абмежаванне для пласта Чытымвэ ў раёне Каронга, размешчаным на паўночным ускрайку паўночнай часткі Малаві ў паўднёвай частцы Афрыканскай рыфтавай даліны (малюнак 1) (17).Гэтыя пласты складаюцца з алювіяльных чырвонаглебаў і рачных адкладаў, якія займаюць каля 83 квадратных кіламетраў і ўтрымліваюць мільёны каменных вырабаў, але не захаваліся арганічных рэшткаў, такіх як косці (дадатковы тэкст) (18).Нашы даныя аб аптычна ўзбуджаным святле (OSL) з запісаў Зямлі (малюнак 2 і табліцы S1-S3) змянілі ўзрост пласта Чытымвэ на позні плейстацэн, а самы старажытны ўзрост актывацыі алювіяльнага веера і пахавання ў каменным веку складае каля 92 тысяч гадоў ( 18, 19).Алювіяльны і рачны пласт Чыцімвэ пакрывае азёры і рэкі пліяцэн-плейстацэнавага пласта Чывонда з нізкай неадпаведнасці (17).Гэтыя адклады размешчаны ў кліне разлома ўздоўж краю возера.Іх канфігурацыя паказвае на ўзаемадзеянне паміж ваганнямі ўзроўню возера і актыўнымі разломамі, якія працягваюцца ў пліяцэне (17).Хоць тэктанічныя дзеянні, магчыма, паўплывалі на рэгіянальны рэльеф і схіл падгор'я на працягу доўгага часу, актыўнасць разломаў у гэтай галіне, магчыма, запаволілася з сярэдняга плейстацэну (20).Пасля ~800 тыс. л.н. і неўзабаве пасля 100 тыс. н.э. гідралогія возера Малаві ў асноўным вызначаецца кліматам (21).Такім чынам, ні адно з іх не з'яўляецца адзіным тлумачэннем фарміравання алювіяльных коней у познім плейстацэне (22).
(А) Размяшчэнне афрыканскай станцыі адносна сучасных ападкаў (зорачка);сіні больш вільготны, а чырвоны больш сухі (73);поле злева паказвае возера Малаві і прылеглыя раёны MAL05-2A і MAL05-1B Месцазнаходжанне ядра /1C (фіялетавая кропка), дзе вобласць Каронга вылучана зялёным контурам, а месцазнаходжанне пласта Лучаманж вылучана як белая скрынка.(B) Паўночная частка басейна Малаві, якая паказвае рэльеф адцення пагоркаў адносна керна MAL05-2A, астатняга пласта Чытымвэ (карычневая пляма) і месца раскопак Малавійскага праекта ранняга мезаліту (MEMSAP) (жоўтая кропка));ЧА, Шамінад;MGD, вёска Мванганда;НГА, Нгара;СС, Паўднёвая Садара;VIN, карціна літаратурнай бібліятэкі;WW, Бялуга.
Цэнтральны ўзрост OSL (чырвоная лінія) і дыяпазон памылак 1-σ (25% шэрага), усе ўзросты OSL звязаны з узнікненнем in situ артэфактаў у Каронзе.Узрост адносна апошніх 125 тыс. гадоў паказвае (A) ацэнкі шчыльнасці ядра ўсіх узростаў OSL з алювіяльных конейных адкладаў, якія паказваюць на назапашванне ападкавага/алювіяльнага конусу (блакітны) і рэканструкцыю ўзроўню вады ў возеры на аснове характэрных значэнняў аналізу галоўных кампанентаў (PCA). выкапні і аўтыгенныя мінералы (21) (сіні) з ядра MAL05-1B/1C.(B) Для ядра MAL05-1B/1C (чорнае, значэнне, блізкае да 7000 з зорачкай) і ядра MAL05-2A (шэрае), колькасць макрамалекулярнага вугляроду на грам, нармаваная хуткасцю седыментацыі.(C) Маргалеф відавы індэкс багацця (Dmg) з MAL05-1B/1C ядра выкапняў пылка.(D) Працэнт выкапнёвай пылка з сложноцветных, міомба ляснога і Olea europaea, і (E) Працэнт выкапнёвай пылка з Poaceae і Podocarpus.Усе дадзеныя аб пылку ўзяты з ядра MAL05-1B/1C.Лічбы ўверсе адносяцца да асобных узораў OSL, падрабязна апісаных у табліцах S1-S3.Розніца ў даступнасці і разрозненні даных абумоўлена рознымі інтэрваламі выбаркі і даступнасцю матэрыялу ў ядры.На малюнку S9 паказаны два макразапісы вугляроду, ператвораныя ў z-балы.
(Чыцімве) Пра стабільнасць ландшафту пасля фарміравання веера сведчыць утварэнне чырвонаглебу і глебаўтваральных карбанатаў, якія пакрываюць веерападобныя адклады ўсёй тэрыторыі даследавання (дадатковы тэкст і табліца S4).Фарміраванне алювіяльных коней позняга плейстацэну ў басейне возера Малаві не абмяжоўваецца раёнам Каронга.Прыкладна ў 320 кіламетрах на паўднёвы ўсход ад Мазамбіка наземны касмагічны профіль глыбіні нуклідаў 26Al і 10Be абмяжоўвае фарміраванне пласта Лучаманж алювіяльнай чырвонай глебы ад 119 да 27 ка (23).Гэта шырокае ўзроставае абмежаванне адпавядае нашай храналогіі OSL для заходняй часткі басейна возера Малаві і паказвае на пашырэнне рэгіянальных алювіяльных конаў у познім плейстацэне.Гэта пацвярджаецца дадзенымі азёрнага керна, якія паказваюць, што больш высокая хуткасць адкладвання суправаджаецца каля 240 тыс. т., што мае асабліва высокае значэнне прыбл.130 і 85 ка (дадатковы тэкст) (21).
Самыя раннія сведчанні пасялення людзей у гэтай вобласці звязаны з адкладамі Чытымвэ, выяўленымі ў перыяд ~92 ± 7 тысяч гадоў таму.Гэты вынік заснаваны на 605 м3 адкладаў, выкапаных з 14 субсанціметровых археалагічных раскопак і 147 м3 адкладаў з 46 археалагічных выпрабавальных шурфаў, якія кантралююцца вертыкальна да 20 см і гарызантальна да 2 метраў (дадатковы тэкст і малюнкі S1 да S3) Акрамя таго, мы таксама абследавалі 147,5 кіламетраў, уладкавалі 40 геалагічных шурфаў і прааналізавалі больш за 38 000 культурных рэліквій з 60 з іх (табліцы S5 і S6) (18).Гэтыя шырокія даследаванні і раскопкі паказваюць, што хоць старажытныя людзі, у тым ліку раннія сучасныя людзі, маглі жылі ў гэтым раёне каля 92 тыс. гадоў таму, назапашванне адкладаў, звязанае з пад'ёмам і затым стабілізацыяй возера Малаві, не захавала археалагічных доказаў да таго часу, пакуль не ўтварылася ложа Чытымвэ.
Археалагічныя дадзеныя пацвярджаюць выснову, што ў познім чацвярцічным перыядзе веерападобнае пашырэнне і чалавечая дзейнасць на поўначы Малаві існавала ў вялікай колькасці, а культурныя рэліквіі належалі да тыпаў іншых частак Афрыкі, звязаных з раннім сучасным чалавекам.Большасць артэфактаў зроблены з кварцыту або кварцавай рачной галькі з радыяльнай, левалуазскай, платформавай і выпадковай рэдукцыяй ядра (малюнак S4).Марфалагічныя дыягнастычныя артэфакты ў асноўным прыпісваюць мезаліту (MSA) -спецыфічнай тэхніцы тыпу Левалуа, якая была па меншай меры каля 315 тыс. гадоў у Афрыцы да гэтага часу (24).Самы верхні пласт Чытымвэ праіснаваў да ранняга галацэну, утрымліваючы рэдка распаўсюджаныя падзеі позняга каменнага веку, і было ўстаноўлена, што звязаны з познім плейстацэнам і галацэнам паляўнічымі-збіральнікамі па ўсёй Афрыцы.Наадварот, традыцыі каменных прылад (напрыклад, вялікія рэжучыя прылады), якія звычайна звязваюць з раннім сярэднім плейстацэнам, сустракаюцца рэдка.Там, дзе яны адбываліся, яны былі знойдзены ў адкладах, якія змяшчаюць MSA, у познім плейстацэне, а не на ранніх стадыях адкладаў (табліца S4) (18).Нягледзячы на ​​тое, што гэтае месца існавала каля 92 тыс. гадоў, найбольш рэпрэзентатыўны перыяд чалавечай дзейнасці і адкладаў алювіяльнага веера адбыўся пасля ~ 70 тыс. гадоў, дакладна вызначаны наборам узростаў OSL (Малюнак 2).Мы пацвердзілі гэтую мадэль з дапамогай 25 апублікаваных і 50 раней неапублікаваных узростаў OSL (малюнак 2 і табліцы S1-S3).Яны паказваюць, што з агульнай колькасці 75 вызначэнняў ўзросту 70 былі вынятыя з адкладаў прыкладна пасля 70 тыс. гадоў.На малюнку 2 паказаны 40 узростаў, звязаных з артэфактамі MSA на месцы, адносна асноўных палеаэкалагічных паказчыкаў, апублікаваных з цэнтра цэнтральнага басейна MAL05-1B/1C (25) і раней неапублікаванага MAL05-2A паўночнага цэнтра басейна возера.Драўняны вугаль (суседства з вентылятарам, які вырабляе OSL ўзрост).
Выкарыстоўваючы свежыя дадзеныя археалагічных раскопак фіталітаў і мікрамарфалогіі глебы, а таксама агульнадаступныя дадзеныя аб выкапнях пылку, буйным драўняным вуглі, водных акамянеласцях і аўтыгенных мінералах з ядра праекта свідравання возера Малаві, мы рэканструявалі адносіны чалавека MSA з возерам Малаві.Займаюць кліматычныя і экалагічныя ўмовы таго ж перыяду (21).Апошнія два агенты з'яўляюцца галоўнай асновай для рэканструкцыі адносных глыбінь возера, якія датуюцца больш чым 1200 тысячамі гадоў (21), і супастаўляюцца з узорамі пылка і макравугляроду, сабранымі ў тым жа месцы ў ядры ~636 тысяча тысяч (25) у мінулым .Самыя доўгія керны (MAL05-1B і MAL05-1C; 381 і 90 м адпаведна) былі сабраны прыкладна ў 100 кіламетрах на паўднёвы ўсход ад зоны археалагічнага праекта.Кароткі керн (MAL05-2A; 41 м) быў сабраны прыкладна ў 25 кіламетрах на ўсход ад ракі Паўночны Рукулу (малюнак 1).Ядро MAL05-2A адлюстроўвае наземныя палеаэкалагічныя ўмовы ў раёне Калунгі, у той час як ядро ​​MAL05-1B/1C не атрымлівае прамога ўводу ракі з Калунгі, таму яно можа лепш адлюстроўваць рэгіянальныя ўмовы.
Хуткасць адкладання, зарэгістраваная ў кампазітным свідравальным керне MAL05-1B/1C, пачыналася з 240 тыс. т. і павялічвалася з доўгатэрміновага сярэдняга значэння 0,24 да 0,88 м/к (малюнак S5).Першапачатковае павышэнне звязана са зменамі ў арбітальным мадуляваным сонечным святле, што выкліча высокаамплітудныя змены ўзроўню возера на працягу гэтага інтэрвалу (25).Аднак, калі эксцэнтрысітэт арбіты падае пасля 85 тысяч гадоў і клімат стабільны, хуткасць апускання па-ранейшаму высокая (0,68 м/тыс.).Гэта супала з наземным запісам OSL, які паказаў шырокія доказы пашырэння алювіяльнага веера прыкладна пасля 92 тыс. гадоў, і адпавядаў дадзеным аб успрымальнасці, якія паказваюць станоўчую карэляцыю паміж эрозіяй і пажарам пасля 85 тысяч гадоў (дадатковы тэкст і табліца S7).Улічваючы дыяпазон памылак даступнага геахраналагічнага кантролю, немагчыма меркаваць, ці гэты набор узаемасувязяў развіваецца павольна ў выніку рэкурсіўнага працэсу або хутка ўспыхвае пры дасягненні крытычнай кропкі.Згодна з геафізічнай мадэллю эвалюцыі басейна, пачынаючы з сярэдняга плейстацэну (20), пашырэнне рыфтаў і звязанае з імі апусканне запаволіліся, таму гэта не асноўная прычына шырокага працэсу фарміравання веера, які мы ў асноўным вызначылі пасля 92 тыс. гадоў.
З сярэдняга плейстацэну клімат быў галоўным фактарам, які кантралюе ўзровень вады ў возеры (26).У прыватнасці, падняцце паўночнага басейна закрыла існуючы выхад.800 тыс. т., каб паглыбіць возера, пакуль яно не дасягне парогавай вышыні сучаснага выхаду (21).Размешчаны на паўднёвым ускрайку возера, гэты выхад забяспечваў верхнюю мяжу ўзроўню вады ў возеры падчас вільготных прамежкаў (уключаючы сённяшні дзень), але дазваляў басейну зачыняцца, калі ўзровень вады ў возеры падаў у засушлівыя перыяды (27).Рэканструкцыя ўзроўню возера паказвае чаргаванне сухіх і вільготных цыклаў за апошнія 636 тыс. гадоў.Згодна з дадзенымі выкапнёвага пылка, экстрэмальныя перыяды засухі (>95% скарачэнне агульнай колькасці вады), звязаныя з нізкім узроўнем сонечнага святла ўлетку, прывялі да пашырэння паўпустыні расліннасці, з дрэвамі, абмежаванымі пастаяннымі воднымі шляхамі (27).Гэтыя мінімумы (возера) карэлююць са спектрам пылка, паказваючы высокую долю траў (80% і больш) і ксерафітаў (Amaranthaceae) за кошт таксонаў дрэў і нізкага агульнага багацця відаў (25).Наадварот, калі возера набліжаецца да сучаснага ўзроўню, расліннасць, цесна звязаная з афрыканскімі горнымі лясамі, звычайна распаўсюджваецца на ўзбярэжжа возера [прыкладна 500 м над узроўнем мора (н.у.м.)].Сёння афрыканскія горныя лясы з'яўляюцца толькі невялікімі асобнымі ўчасткамі вышэй каля 1500 м над узроўнем мора (25, 28).
Апошні перыяд экстрэмальнай засухі адбыўся з 104 па 86 тыс. гадоў.Пасля гэтага, хаця ўзровень возера вярнуўся да высокага ўзроўню, адкрытыя лясы міомба з вялікай колькасцю траў і раслінных інгрэдыентаў сталі звычайнай з'явай (27, 28).Найбольш значным афрыканскім таксонам горных лясоў з'яўляецца сасна Podocarpus, якая ніколі не аднаўлялася да значэння, падобнага да папярэдняга высокага ўзроўню возера пасля 85 тыс. гадоў (10,7 ± 7,6% пасля 85 тыс. гадоў, у той час як аналагічны ўзровень возера да 85 тыс. гадоў складае 29,8 ± 11,8% ).Індэкс Маргалефа (Dmg) таксама паказвае, што багацце відаў за апошнія 85 тысяч гадоў на 43 % ніжэйшае за папярэдні ўстойлівы высокі ўзровень возера (2,3 ± 0,20 і 4,6 ± 1,21 адпаведна), напрыклад, паміж 420 і 345 тысячамі гадоў ( Дадатковы тэкст і лічбы S5 і S6) (25).Узоры пылка прыкладна з часу.Ад 88 да 78 ка таксама змяшчае высокі працэнт пылка складанакветных, што можа сведчыць аб тым, што расліннасць была парушана і знаходзіцца ў дыяпазоне памылак самай старажытнай даты, калі людзі насялялі гэтую тэрыторыю.
Мы выкарыстоўваем метад кліматычных анамалій (29), каб прааналізаваць палеаэкалагічныя і палеакліматычныя дадзеныя кернаў, прасвідраваных да і пасля 85 тыс. л.Базавы рэжым руху ~550 ка.На гэтую трансфармаваную экасістэму ўплываюць ападкі і пажары, якія запаўняюць возера, што адлюстроўваецца ў адсутнасці відаў і новых спалучэнняў расліннасці.Пасля апошняга засушлівага перыяду аднавіліся толькі некаторыя элементы лесу, у тым ліку вогнеўстойлівыя кампаненты афрыканскіх горных лясоў, такія як аліўкавы алей, і вогнеўстойлівыя кампаненты трапічных сезонных лясоў, такіх як Сэлтыс (дадатковы тэкст і малюнак S5) ( 25).Каб праверыць гэтую гіпотэзу, мы змадэлявалі ўзровень вады ў возеры, атрыманы з астракода і аўтыгенных мінеральных заменнікаў у якасці незалежных зменных (21) і залежных зменных, такіх як драўняны вугаль і пылок, на якія можа паўплываць павелічэнне частаты пажараў (25).
Каб праверыць падабенства або адрозненне паміж гэтымі спалучэннямі ў розны час, мы выкарыстоўвалі пылок падакарпуса (вечназялёнага дрэва), травы (травы) і алівы (вогнеўстойлівы кампанент афрыканскіх горных лясоў) для аналізу галоўных каардынат (PCoA), і міомба (асноўны лясны кампанент сёння).Пабудаваўшы PCoA на інтэрпаляванай паверхні, якая прадстаўляе ўзровень возера, калі была сфарміравана кожная камбінацыя, мы вывучылі, як змяняецца камбінацыя пылка ў залежнасці ад колькасці ападкаў і як гэта ўзаемасувязь змяняецца пасля 85 тысяч гадоў (малюнак 3 і малюнак S7).Да 85 тыс. гадоў узоры травяністых раслін аб'ядноўваліся ў сухіх умовах, у той час як узоры падакарпуса агрэгаваліся ў вільготных умовах.У супрацьлегласць гэтаму, узоры пасля 85 тыс. гадоў згрупаваны з большасцю пробаў да 85 тыс. гадоў і маюць розныя сярэднія значэнні, што паказвае на тое, што іх склад незвычайны для падобных умоў ападкаў.Іх становішча ў PCoA адлюстроўвае ўплыў Olea і miombo, абодва з якіх аддаюць перавагу ва ўмовах, якія больш схільныя пажару.У пробах, узятых пасля 85 тыс. гадоў, хвоя падакарпусная сустракалася толькі ў трох паслядоўных пробах, якія адбыліся пасля пачатку інтэрвалу паміж 78 і 79 тыс. гадоў.Гэта сведчыць аб тым, што пасля першапачатковага павелічэння колькасці ападкаў лес, здаецца, ненадоўга аднавіўся, перш чым канчаткова разваліцца.
Кожная кропка ўяўляе адзіны ўзор пылка ў дадзены момант часу з выкарыстаннем дадатковага тэксту і ўзроставай мадэлі на малюнку 1. S8.Вектар уяўляе кірунак і градыент змены, а больш доўгі вектар уяўляе больш моцную тэндэнцыю.Падсцілаючая паверхня ўяўляе сабой узровень вады ў возеры як прадстаўнік ападкаў;цёмна-сіні вышэй.Сярэдняе значэнне значэнняў характарыстык PCoA прадстаўлена для даных пасля 85 тысячы тысяч (чырвоны ромб) і ўсіх даных з падобных узроўняў возера да 85 тысячы тысяч (жоўты ромб).Выкарыстоўваючы даныя за ўвесь 636 тыс. гадоў, «змадэляваны ўзровень возера» знаходзіцца ў межах ад -0,130-σ да -0,198-σ каля сярэдняга ўласнага значэння PCA ўзроўню возера.
Каб вывучыць ўзаемасувязь паміж пылком, узроўнем вады ў возеры і драўняным вуглём, мы выкарыстоўвалі непараметрычны шматмерны дысперсійны аналіз (NP-MANOVA), каб параўнаць агульнае «асяроддзе» (прадстаўленае матрыцай даных пылка, узроўню азёрнай вады і драўнянага вугалю) перад і пасля пераходу 85 ка.Мы выявілі, што варыяцыя і каварыяцыя, выяўленыя ў гэтай матрыцы даных, з'яўляюцца статыстычна значнымі адрозненнямі да і пасля 85 ка (табліца 1).
Нашы наземныя палеаэкалагічныя дадзеныя з фіталітаў і глеб на краі Заходняга возера адпавядаюць інтэрпрэтацыі, заснаванай на возеры.Яны паказваюць, што, нягледзячы на ​​высокі ўзровень вады ў возеры, ландшафт быў пераўтвораны ў ландшафт, у якім пераважаюць адкрытыя лясы і лясістыя лугі, як і сёння (25).Усе месцы, прааналізаваныя на наяўнасць фіталітаў на заходняй ускраіне басейна, знаходзяцца пасля ~45 тыс. тысяч гадоў і дэманструюць вялікую колькасць драўнянага покрыва, што адлюстроўвае вільготныя ўмовы.Аднак яны лічаць, што большая частка мульчы знаходзіцца ў выглядзе адкрытых лясоў, парослых бамбукам і паніковай травой.Згодна з фіталітавымі дадзенымі, невогнеўстойлівыя пальмы (Arecaceae) існуюць толькі на берагавой лініі возера і рэдкія або адсутнічаюць ва ўнутраных археалагічных помніках (табл. S8) (30).
Наогул кажучы, вільготныя, але адкрытыя ўмовы ў познім плейстацэне таксама можна меркаваць па наземных палеаглебах (19).Карбанат лагуннай гліны і балотнай глебы з археалагічных раскопак у вёсцы Мванганда можна прасачыць да 40-28 калорый ка ВР (раней адкалібравана Цяньаньні) (табліца S4).Карбанатныя пласты глебы ў пласты Чытымвэ звычайна складаюцца з вузлаватых вапнавых (Bkm) і гліністых і карбанатных (Btk) слаёў, што паказвае на месца адноснай геамарфалагічнай стабільнасці і павольнае асяданне ад далёкага алювіяльнага вентылятара Прыкладна 29 калорый да ВР (дадатковая тэкст).Размытая, зацвярдзелая латэрытная глеба (калітная парода), якая ўтварылася на рэштках старажытных веераў, паказвае на ўмовы адкрытага ландшафту (31) і моцныя сезонныя ападкі (32), што паказвае на працяглы ўплыў гэтых умоў на ландшафт.
Пацвярджэнне ролі агню ў гэтым пераходзе вынікае з парных макразапісаў драўнянага вугалю ў свідравальных кернах, а прыток драўнянага вугалю з Цэнтральнага басейна (MAL05-1B/1C) у цэлым павялічыўся з прыкладна.175 карт.Вялікая колькасць пікаў варта паміж прыблізна.Пасля 135 і 175 тысяч гадоў і 85 і 100 тысяч гадоў узровень возера аднавіўся, але багацце лясоў і відаў не аднавілася (дадатковы тэкст, малюнак 2 і малюнак S5).Узаемасувязь паміж прытокам драўнянага вугалю і магнітнай успрымальнасцю азёрных адкладаў можа таксама паказваць заканамернасці доўгатэрміновай гісторыі пажараў (33).Выкарыстоўваць дадзеныя Lyons et al.(34) Возера Малаві працягвала размываць спалены ландшафт пасля 85 тысяч гадоў таму, што прадугледжвае станоўчую карэляцыю (Rs Спірмена = 0,2542 і P = 0,0002; табліца S7), у той час як старыя адклады дэманструюць супрацьлеглую залежнасць (Rs = -0,2509 і P < 0,0001).У паўночным басейне больш кароткі керн MAL05-2A мае самую глыбокую кропку прывязкі датавання, а самы малады туф Тоба складае ад ~74 да 75 тысяч гадоў (35).Нягледзячы на ​​тое, што яму не хапае доўгатэрміновай перспектывы, ён атрымлівае ўвод непасрэдна з басейна, адкуль бяруцца археалагічныя дадзеныя.Запісы драўнянага вугалю ў паўночным басейне паказваюць, што з моманту адкрыцця крыпта-тэфры Тоба паступленне тэрыгеннага драўнянага вугалю няўхільна павялічвалася ў перыяд, калі археалагічныя сведчанні з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі (малюнак 2B).
Сведкі тэхнагенных пажараў могуць адлюстроўваць наўмыснае выкарыстанне ў ландшафтным маштабе, шырокае распаўсюджванне папуляцый, якія выклікаюць больш або большыя ўзгарання на месцы, змяненне даступнасці паліва ў выніку высечкі падлеску або спалучэнне гэтых дзеянняў.Сучасныя паляўнічыя-збіральнікі выкарыстоўваюць агонь, каб актыўна змяняць узнагароды за здабычу ежы (2).Іх дзейнасць павялічвае колькасць здабычы, падтрымлівае мазаічны ландшафт і павялічвае тэрмічную разнастайнасць і неаднароднасць стадый пераемнасці (13).Агонь таксама важны для такіх мерапрыемстваў на месцы, як ацяпленне, прыгатаванне ежы, абарона і зносіны (14).Нават невялікія адрозненні ў разгортванні агню па-за натуральнымі ўдарамі маланак могуць змяніць схемы захавання лесу, наяўнасць паліва і сезоннасць стральбы.Скарачэнне ляснога покрыва і падлеску, хутчэй за ўсё, прывядзе да павелічэння эрозіі, і страта відавой разнастайнасці ў гэтай галіне цесна звязана са стратай афрыканскіх горных лясных суполак (25).
У археалагічных запісах да пачатку MSA кантроль агню чалавекам быў дакладна ўстаноўлены (15), але да гэтага часу яго выкарыстанне ў якасці інструмента кіравання ландшафтам было зафіксавана толькі ў некалькіх палеалітычных кантэкстах.Да іх адносіцца прыкладна ў Аўстраліі.40 ка (36), нагор'е Новай Гвінеі.45 ка (37) мірнага дагавора.50 ka Niah Cave (38) у нізінным Барнэа.У Амерыцы, калі людзі ўпершыню ўвайшлі ў гэтыя экасістэмы, асабліва ў апошнія 20 тыс. гадоў (16), штучнае запальванне лічылася галоўным фактарам у рэканфігурацыі супольнасцей раслін і жывёл.Гэтыя высновы павінны грунтавацца на адпаведных доказах, але ў выпадку прамога перакрыцця археалагічных, геалагічных, геамарфалагічных і палеаэкалагічных дадзеных аргумент прычыннасці быў узмоцнены.Нягледзячы на ​​тое, што асноўныя марскія дадзеныя аб прыбярэжных водах Афрыкі раней давалі доказы змены пажараў у мінулым каля 400 тыс. гадоў (9), тут мы прадстаўляем доказы ўплыву чалавека з адпаведных набораў археалагічных, палеаэкалагічных і геамарфалагічных даных.
Ідэнтыфікацыя тэхнагенных пажараў у палеаэкалагічных запісах патрабуе доказаў пажарнай дзейнасці і часавых або прасторавых змяненняў расліннасці, якія пацвярджаюць, што гэтыя змены не прадказваюцца толькі кліматычнымі параметрамі, а таксама часавым/прасторавым перакрыццем паміж зменамі ва ўмовах пажару і зменамі ў арганізме чалавека запісы (29) Тут першыя сведчанні шырока распаўсюджанай акупацыі MSA і фарміравання алювіяльнага веера ў басейне возера Малаві адбыліся прыблізна ў пачатку буйной рэарганізацыі рэгіянальнай расліннасці.85 карт.Багацце драўнянага вугалю ў керне MAL05-1B/1C адлюстроўвае рэгіянальную тэндэнцыю здабычы і адкладу драўнянага вугалю прыкладна на ўзроўні 150 тысяч гадоў у параўнанні з астатняй часткай запісу 636 тысяч гадоў (малюнкі S5, S9 і S10).Гэты пераход паказвае важны ўклад агню ў фарміраванне складу экасістэмы, які нельга растлумачыць толькі кліматам.Пры прыродных пажарах узгаранне ад маланкі звычайна адбываецца ў канцы сухога сезона (39).Аднак, калі паліва дастаткова сухое, тэхнагенныя пажары могуць узнікнуць у любы момант.У маштабах сцэны чалавек можа бесперапынна змяняць агонь, збіраючы з-пад лесу дровы.Канчатковым вынікам любога тыпу тэхнагеннага пажару з'яўляецца тое, што ён можа прывесці да большага спажывання драўнянай расліннасці, працягваючыся на працягу года і ва ўсіх маштабах.
У Паўднёвай Афрыцы яшчэ ў 164 г. н.э. (12) агонь выкарыстоўваўся для тэрмічнай апрацоўкі камянёў для вырабу інструментаў.Ужо ў 170 г. н. э. (40) агонь выкарыстоўваўся ў якасці інструмента для падрыхтоўкі крухмалістых клубняў, у поўнай меры выкарыстаўшы агонь у старажытныя часы.Квітнеючыя пейзажы, схільныя рэсурсам (41).Ландшафтныя пажары памяншаюць драўняны покрыва і з'яўляюцца важным інструментам для падтрымання асяроддзя лугоў і лясоў, якія з'яўляюцца вызначальнымі элементамі апасродкаваных чалавекам экасістэм (13).Калі мэта змянення расліннасці або паводзін здабычы заключаецца ў павелічэнні тэхнагеннага гарэння, то такія паводзіны ўяўляюць сабой павелічэнне складанасці кіравання і разгортвання агню раннімі сучаснымі людзьмі ў параўнанні з раннімі людзьмі, і паказвае, што нашы адносіны з агнём зведалі змена ўзаемазалежнасці (7).Наш аналіз дае дадатковы спосаб зразумець змены ў выкарыстанні агню людзьмі ў познім плейстацэне і ўплыў гэтых змен на ландшафт і навакольнае асяроддзе.
Пашырэнне алювіяльных коней позняга чацвярцічнага перыяду ў раёне Каронга можа быць звязана са зменамі ў сезонным цыкле гарэння ва ўмовах большай колькасці ападкаў, чым у сярэднім, што прыводзіць да ўзмацнення эрозіі схілу пагорка.Механізмам гэтага з'яўлення можа быць рэакцыя маштабу водападзелу, абумоўленая хваляваннем, выкліканым пажарам, узмоцненай і працяглай эрозіяй верхняй часткі водападзелу і пашырэннем алювіяльных конаў у перадгорным асяроддзі каля возера Малаві.Гэтыя рэакцыі могуць ўключаць змяненне уласцівасцяў глебы для памяншэння пранікальнасці, памяншэння шурпатасці паверхні і павелічэння сцёку з-за спалучэння вялікай колькасці ападкаў і памяншэння драўнянага покрыва (42).Даступнасць адкладаў першапачаткова паляпшаецца шляхам адслойвання укрыўнага матэрыялу, і з часам трываласць глебы можа паменшыцца з-за награвання і зніжэння трываласці каранёў.Адслаенне верхняга пласта глебы павялічвае паток наносаў, які размяшчаецца веерападобным назапашваннем ніжэй па плыні і паскарае ўтварэнне чырваназёму на веерападобнай форме.
Многія фактары могуць кантраляваць рэакцыю ландшафту на змяненне ўмоў пажару, большасць з якіх дзейнічае на працягу кароткага перыяду часу (42-44).Сігнал, які мы тут звязваем, відавочны ў маштабе тысячагоддзя.Аналіз і мадэлі эвалюцыі ландшафту паказваюць, што з парушэннем расліннасці, выкліканым неаднаразовымі ляснымі пажарамі, хуткасць дэнудацыі істотна змянілася ў маштабе тысячагоддзя (45, 46).Адсутнасць рэгіянальных летапісаў выкапняў, якія супадаюць з назіранымі зменамі ў летапісах драўнянага вугалю і расліннасці, перашкаджае рэканструкцыі ўплыву паводзін чалавека і змяненняў навакольнага асяроддзя на склад супольнасцей траваедных.Аднак буйныя траваедныя жывёлы, якія насяляюць больш адкрытыя ландшафты, гуляюць ролю ў іх захаванні і прадухіленні ўварвання драўнянай расліннасці (47).Не варта чакаць, што сведчанні змяненняў у розных кампанентах навакольнага асяроддзя адбудуцца адначасова, а павінны разглядацца як шэраг кумулятыўных эфектаў, якія могуць адбыцца на працягу доўгага перыяду часу (11).Выкарыстоўваючы метад кліматычнай анамаліі (29), мы разглядаем дзейнасць чалавека як ключавы рухаючы фактар ​​у фарміраванні ландшафту паўночнай Малаві ў познім плейстацэне.Аднак гэтыя эфекты могуць быць заснаваны на ранейшай, менш відавочнай спадчыне ўзаемадзеяння чалавека і навакольнага асяроддзя.Пік драўнянага вугалю, які з'явіўся ў палеаэкалагічных запісах да самай ранняй археалагічнай даты, можа ўключаць у сябе антрапагенны кампанент, які не выклікае тых жа змен у экалагічнай сістэме, што былі запісаны пазней, і не ўключае адклады, дастатковыя для таго, каб з упэўненасцю паказваць на занятак чалавека.
Кароткія керны адкладаў, такія як тыя, якія знаходзяцца ў прылеглым басейне возера Масоко ў Танзаніі, або карацейшыя керны адкладаў у возеры Малаві, паказваюць, што адноснае багацце пылка травы і лясных таксонаў змянілася, што адносіцца да апошніх 45 гадоў.Натуральнае змяненне клімату ка (48-50).Тым не менш, толькі доўгатэрміновае назіранне за пылком возера Малаві >600 тыс. т. разам з векавым археалагічным ландшафтам побач з ім дазваляе зразумець клімат, расліннасць, драўняны вугаль і дзейнасць чалавека.Хоць людзі, хутчэй за ўсё, з'явяцца ў паўночнай частцы басейна возера Малаві да 85 тыс. н.э., прыкладна 85 тыс. н.э., асабліва пасля 70 тыс. н.э., паказваюць на тое, што гэтая тэрыторыя з'яўляецца прывабнай для пражывання людзей пасля заканчэння апошняга буйнога перыяду засухі.У гэты час новае або больш інтэнсіўнае/часцейшае выкарыстанне чалавекам агню, відавочна, спалучаецца з натуральнай зменай клімату для рэканструкцыі экалагічных адносін> 550-х гадоў і, нарэшце, сфармаваў ранні дааграрны штучны ландшафт (мал. 4).У адрозненне ад больш ранніх перыядаў, асадкавая прырода ландшафту захоўвае месца MSA, якое з'яўляецца функцыяй рэкурсіўных адносін паміж навакольным асяроддзем (размеркаванне рэсурсаў), паводзінамі чалавека (мадэлі дзейнасці) і актывацыяй веера (адкладанне/пахаванне на месцы).
(А) Пра.400 ka: чалавек не можа быць выяўлены.Вільготныя ўмовы такія ж, як і сёння, а ўзровень возера высокі.Разнастайнае, вогнеўстойлівае драўнянае покрыва.(B) Каля 100 тыс. гадоў: няма археалагічных звестак, але прысутнасць людзей можа быць выяўлена праз прыток драўнянага вугалю.На сухіх водападзелах бываюць надзвычай засушлівыя ўмовы.Карэнныя пароды ў асноўным агаленыя, а паверхневыя адклады абмежаваныя.(C) Прыкладна ад 85 да 60 ка: узровень вады ў возеры павялічваецца з павелічэннем колькасці ападкаў.Існаванне чалавека можа быць выяўлена з дапамогай археалогіі пасля 92 тыс. н. э., а пасля 70 г. н. э. адбудзецца выпальванне нагор'яў і пашырэнне алювіяльных веераў.Узнікла менш разнастайная, вогнетрывалая сістэма расліннасці.(D) Прыкладна ад 40 да 20 ка: паступленне драўнянага вугалю ў навакольнае асяроддзе ў паўночным басейне павялічылася.Працягвалася адукацыя алювіяльных коней, але ў канцы гэтага перыяду стала слабець.У параўнанні з папярэднім рэкордам у 636 тысяч гадоў узровень возера застаецца высокім і стабільным.
Антрапацэн уяўляе сабой назапашванне нішавых паводзін, распрацаваных на працягу тысяч гадоў, і яго маштаб унікальны для сучаснага Homo sapiens (1, 51).У сучасным кантэксце, з увядзеннем сельскай гаспадаркі, антрапагенныя ландшафты працягваюць існаваць і інтэнсіфікавацца, але яны з'яўляюцца пашырэннямі мадэляў, усталяваных у плейстацэне, а не раз'яднаннямі (52).Дадзеныя з поўначы Малаві паказваюць, што экалагічны пераходны перыяд можа быць працяглым, складаным і паўтаральным.Гэты маштаб трансфармацыі адлюстроўвае складаныя экалагічныя веды ранніх сучасных людзей і ілюструе іх трансфармацыю ў наш сусветны дамінуючы від сёння.
У адпаведнасці з пратаколам, апісаным Thompson et al., даследаванне на месцы і запіс артэфактаў і характарыстык бруку на абследаванай тэрыторыі.(53).Размяшчэнне выпрабавальнай ямы і раскопкі асноўнага ўчастка, уключаючы мікрамарфалогію і адбор проб фіталіту, адбываліся ў адпаведнасці з пратаколам, апісаным Thompson et al.(18) і Райт і інш.(19).Наша карта геаграфічнай інфармацыйнай сістэмы (ГІС), заснаваная на геалагічнай карце рэгіёну Малаві, паказвае выразную карэляцыю паміж пластамі Чытымвэ і археалагічнымі помнікамі (малюнак S1).Інтэрвал паміж геалагічнымі і археалагічнымі выпрабавальнымі шурфамі ў раёне Каронга павінен захапіць самую шырокую рэпрэзентатыўную пробу (малюнак S2).Геамарфалогія, геалагічны ўзрост і археалагічныя даследаванні Каронгі ўключаюць чатыры асноўныя метады палявых даследаванняў: пешаходныя агляды, археалагічныя выпрабавальныя ямы, геалагічныя выпрабавальныя ямы і дэталёвыя раскопкі.Разам гэтыя метады дазваляюць браць пробы з асноўнага агалення пласта Чытымвэ на поўначы, у цэнтры і на поўдні Каронгі (малюнак S3).
Даследаванне на месцы і запіс артэфактаў і бруку на пешаходнай зоне праводзіліся ў адпаведнасці з пратаколам, апісаным Thompson et al.(53).Такі падыход мае дзве асноўныя мэты.Першы - вызначыць месцы, дзе культурныя рэліквіі былі разбураны, а затым размясціць у гэтых месцах археалагічныя выпрабавальныя ямы, каб аднавіць культурныя рэліквіі на месцы з пахаванага асяроддзя.Другая мэта складаецца ў тым, каб афіцыйна зафіксаваць размеркаванне артэфактаў, іх характарыстыкі і ўзаемасувязь з крыніцай бліжэйшых каменных матэрыялаў (53).У гэтай працы каманда з трох чалавек прайшла на адлегласці ад 2 да 3 метраў у агульнай складанасці 147,5 пагонных кіламетраў, перасякаючы большасць намаляваных пластоў Чытымвэ (табліца S6).
Праца, па-першае, была сканцэнтравана на пластах Чытымвэ, каб максымізаваць назіраныя ўзоры артэфактаў, а па-другое, засяродзілася на доўгіх лінейных участках ад берага возера да высакагор'я, якія перасякаюць розныя ападкавыя блокі.Гэта пацвярджае ключавое назіранне аб тым, што артэфакты, размешчаныя паміж заходнім нагор'ем і берагам возера, звязаны толькі з пластом Чытымвэ або больш познімі адкладамі позняга плейстацэну і галацэну.Артэфакты, знойдзеныя ў іншых радовішчах, знаходзяцца за межамі пляцоўкі, перанесены з іншых месцаў ландшафту, што відаць з іх колькасці, памеру і ступені выветрывання.
Археалагічная выпрабавальная яма на месцы і раскопкі асноўнага ўчастка, уключаючы мікрамарфалогію і адбор проб фіталіту, адбываліся ў адпаведнасці з пратаколам, апісаным Thompson et al.(18, 54) і Райт і інш.(19, 55).Асноўная мэта - зразумець падземнае размеркаванне артэфактаў і веерападобных адкладаў у шырокім ландшафце.Артэфакты звычайна пахаваны глыбока ва ўсіх месцах пластоў Чытымвэ, за выключэннем краёў, дзе эрозія пачала выдаляць верхнюю частку адкладаў.Падчас неафіцыйнага расследавання два чалавекі прайшлі міма пластоў Чытымвэ, якія былі адлюстраваны ў якасці аб'ектаў на геалагічнай карце ўрада Малаві.Калі гэтыя людзі сутыкнуліся з адкладамі пласта Чытымвэ, яны пачалі ісці ўздоўж краю, дзе маглі назіраць артэфакты, вымытыя з адкладаў.Нахіляючы раскопкі крыху ўверх (ад 3 да 8 м) ад артэфактаў, якія актыўна размываюцца, раскопкі могуць выявіць іх месцазнаходжанне на месцы адносна ападкаў, якія іх утрымліваюць, без неабходнасці шырокіх бакавых раскопак.Тэставыя ямы размяшчаюцца так, каб яны знаходзіліся на адлегласці ад 200 да 300 метраў ад наступнай бліжэйшай ямы, што дазваляе фіксаваць змены ў адкладах пласта Чытымвэ і артэфакты, якія ў ім утрымліваюцца.У некаторых выпадках выпрабавальная яма выявіла месца, якое пазней стала поўнамаштабным месцам раскопак.
Усе выпрабавальныя ямы пачынаюцца з квадрата 1 × 2 м, арыентаваны на поўнач-поўдзень і выкопваюцца ў адвольных адзінках 20 см, за выключэннем выпадкаў, калі колер, тэкстура або ўтрыманне асадка істотна не змяняецца.Запішыце седыменталогію і ўласцівасці глебы ўсіх выкапаных адкладаў, якія раўнамерна праходзяць праз сухое сіта 5 мм.Калі глыбіня адкладання працягвае перавышаць 0,8-1 м, спыніце капаць на адным з двух квадратных метраў і працягвайце капаць на другім, утвараючы такім чынам «прыступку», каб вы маглі бяспечна ўвайсці ў больш глыбокія пласты.Затым працягвайце раскопкі, пакуль не будзе дасягнута карэнная парода, па меншай меры 40 см археалагічна стэрыльных адкладаў будзе ніжэй за канцэнтрацыю артэфактаў, або раскопкі не стануць занадта небяспечнымі (глыбокімі), каб працягваць.У некаторых выпадках глыбіня залягання неабходна павялічыць доследную катлаван да траціны квадратнага метра і ўвайсці ў траншэю ў два прыёму.
Геалагічныя выпрабавальныя ямы раней паказалі, што пласты Чытымвэ часта з'яўляюцца на геалагічных картах з-за іх адметнага чырвонага колеру.Калі яны ўключаюць шырокія ручаі і рачныя адклады, а таксама алювіяльныя адклады, яны не заўсёды выглядаюць чырвонымі (19).Геалогія Доследная яма была выкапана як простая яма, прызначаная для выдалення змешаных верхніх адкладаў, каб выявіць падземныя пласты адкладаў.Гэта неабходна, таму што ложа Чытымвэ размыта ў парабалічны схіл, і на схіле ёсць абрушаныя адклады, якія звычайна не ўтвараюць чыстых натуральных частак або парэзаў.Такім чынам, гэтыя раскопкі праводзіліся альбо на вяршыні пласта Чытымвэ, імаверна, быў падземны кантакт паміж пластом Чытымвэ і пліяцэнавым пластом Чывонда ўнізе, альбо яны праводзіліся там, дзе трэба было датаваць адклады рачной тэрасы (55).
Поўнамаштабныя археалагічныя раскопкі праводзяцца ў месцах, якія абяцаюць вялікую колькасць каменных прылад на месцы, звычайна заснаваныя на выпрабавальных ямах або месцах, дзе можна ўбачыць вялікую колькасць культурных рэліквій, якія размываюцца са схілу.Асноўныя знойдзеныя культурныя рэліквіі былі вынятыя з ападкавых адкладаў, раскапаных асобна ў квадраце 1 × 1 м.Калі шчыльнасць артэфактаў высокая, агрэгат капання - носік 10 або 5 см.Усе каменныя вырабы, выкапні косці і вохра маляваліся падчас кожнай буйной раскопкі, абмежаванняў па памеры няма.Памер экрана 5 мм.Калі ў працэсе раскопак будуць выяўлены культурныя рэліквіі, ім будзе прысвоены унікальны нумар адкрыцця чарцяжа штрых-кода, а нумары адкрыццяў у той жа серыі будуць прысвоены адфільтраваным адкрыццям.Культурныя рэліквіі пазначаюцца перманентнымі чарніламі, змяшчаюцца ў пакеты з этыкеткамі для ўзораў і пакуюцца разам з іншымі культурнымі рэліквіямі таго ж фону.Пасля аналізу ўсе культурныя рэліквіі захоўваюцца ў Культурна-музейным цэнтры Каронга.
Усе раскопкі вядуцца па прыродных пластах.Яны падпадзяляюцца на плеўкі, і таўшчыня плеўкі залежыць ад шчыльнасці артэфакта (напрыклад, калі шчыльнасць артэфакта нізкая, таўшчыня плеўкі будзе высокай).Фонавыя даныя (напрыклад, уласцівасці адкладаў, фонавыя суадносіны і назіранні за перашкодамі і шчыльнасцю артэфактаў) запісваюцца ў базу даных Access.Усе каардынатныя даныя (напрыклад, знаходкі, намаляваныя ў сегментах, вышыня кантэксту, квадратныя куты і ўзоры) заснаваны на каардынатах Універсальнага папярочнага Меркатара (UTM) (WGS 1984, зона 36S).На галоўным сайце ўсе кропкі запісваюцца з дапамогай тахеометра серыі Nikon Nivo C 5 ″, які пабудаваны ў лакальнай сетцы як мага бліжэй да поўначы ад UTM.Размяшчэнне паўночна-заходняга вугла кожнай раскопкі і месцазнаходжанне кожнай раскопкі Колькасць адкладаў прыведзена ў табліцы S5.
Раздзел седыменталогіі і глебазнаўчых характарыстык усіх раскапаных адзінак быў запісаны з дапамогай праграмы сельскагаспадарчага класа Злучаных Штатаў (56).Адзінкі адкладаў вызначаюцца на аснове памеру зярністасці, вуглаватасці і характарыстык пласта.Звярніце ўвагу на анамальныя ўключэнні і парушэнні, звязаныя з блокам адкладаў.Развіццё глебы вызначаецца назапашваннем у падземнай глебе сесквіаксіду або карбанату.Таксама часта фіксуецца падземнае выветрыванне (напрыклад, акісляльна-аднаўленчае, адукацыя рэшткавых канкрэцый марганца).
Кропка збору проб OSL вызначаецца на аснове ацэнкі таго, якія фацыі могуць даць найбольш надзейную ацэнку ўзросту пахавання адкладаў.У месцы адбору пробаў былі вырытыя траншэі для агалення аўтыгеннага пласта ападкаў.Збярыце ўсе ўзоры, якія выкарыстоўваюцца для датавання OSL, уставіўшы непразрыстую сталёвую трубку (прыкладна 4 см у дыяметры і каля 25 см у даўжыню) у профіль адкладаў.
Датыраванне OSL вымярае памер групы захопленых электронаў у крышталях (такіх як кварц або палявы шпат) з-за ўздзеяння іанізуючага выпраменьвання.Большая частка гэтага выпраменьвання паходзіць ад распаду радыеактыўных ізатопаў у навакольным асяроддзі, а невялікая колькасць дадатковых кампанентаў у трапічных шыротах з'яўляецца ў выглядзе касмічнага выпраменьвання.Захопленыя электроны вызваляюцца, калі крышталь падвяргаецца ўздзеянню святла, што адбываецца падчас транспарціроўкі (падзея абнулення) або ў лабараторыі, дзе асвятленне адбываецца на датчыку, які можа выяўляць фатоны (напрыклад, фотаўмножальніку або камеры з зараджаным прылада сувязі) Ніжняя частка выпраменьвае, калі электрон вяртаецца ў асноўны стан.Часціцы кварца памерам ад 150 да 250 мкм аддзяляюцца шляхам прасейвання, апрацоўкі кіслатой і падзелу па шчыльнасці і выкарыстоўваюцца ў выглядзе невялікіх аліквот (<100 часціц), усталяваных на паверхні алюмініевай пласціны або прасвідраваных у свідравіне 300 х 300 мм. часціцы аналізуюць на алюмініевым посудзе.Захаваная доза звычайна ацэньваецца з дапамогай метаду рэгенерацыі адной аліквоты (57).У дадатак да ацэнкі дозы радыяцыі, атрыманай зернямі, датаванне OSL таксама патрабуе ацэнкі магутнасці дозы шляхам вымярэння канцэнтрацыі радыенуклідаў у асадку сабранай пробы з дапамогай гама-спектраскапіі або нейтронна-актывацыйнага аналізу і вызначэння эталоннага ўзору касмічнай дозы. пахаванне.Канчатковае вызначэнне ўзросту дасягаецца шляхам дзялення дозы пахавання на магутнасць дозы.Аднак, калі адбываецца змяненне дозы, вымеранай асобным збожжам або групай збожжа, неабходная статыстычная мадэль для вызначэння адпаведнай захаванай дозы, якая будзе выкарыстоўвацца.Пахаваная доза разлічваецца тут з выкарыстаннем мадэлі цэнтральнай эры ў выпадку датавання адной аліквотай або ў выпадку датавання адной часціцай з выкарыстаннем мадэлі канчатковай сумесі (58).
Тры незалежныя лабараторыі правялі аналіз OSL для гэтага даследавання.Падрабязныя індывідуальныя метады для кожнай лабараторыі паказаны ніжэй.Увогуле, мы выкарыстоўваем метад рэгенератыўнай дозы для прымянення датавання OSL да невялікіх аліквот (дзясяткі зерняў) замест аналізу асобных зерняў.Гэта таму, што падчас эксперыменту па рэгенератыўным росце хуткасць аднаўлення невялікага ўзору нізкая (<2%), і сігнал OSL не насычаны на натуральным узроўні сігналу.Міжлабараторная ўзгодненасць вызначэння ўзросту, узгодненасць вынікаў у межах правераных стратыграфічных профіляў і паміж імі, а таксама адпаведнасць геамарфалагічнай інтэрпрэтацыі ўзросту 14C карбанатных парод з'яўляюцца асноўнай асновай для гэтай ацэнкі.Кожная лабараторыя ацаніла або рэалізавала адно збожжавае пагадненне, але незалежна вызначыла, што яно не падыходзіць для выкарыстання ў гэтым даследаванні.Падрабязныя метады і пратаколы аналізу, якім прытрымліваецца кожная лабараторыя, прадстаўлены ў дадатковых матэрыялах і метадах.
Каменныя артэфакты, знойдзеныя ў выніку кантраляваных раскопак (BRU-I; CHA-I, CHA-II і CHA-III; MGD-I, MGD-II і MGD-III; і SS-I), заснаваны на метрычнай сістэме і якасці характарыстыкі.Вымерайце вагу і максімальны памер кожнай нарыхтоўкі (выкарыстанне лічбавых вагаў для вымярэння вагі складае 0,1 г; выкарыстанне лічбавага штангенцыркуля Mitutoyo для вымярэння ўсіх памераў - 0,01 мм).Усе культурныя рэліквіі таксама класіфікуюцца ў залежнасці ад сыравіны (кварц, кварцыт, крэмень і г.д.), памеру зярністасці (дробная, сярэдняя, ​​буйная), аднастайнасці памеру зярністасці, колеру, тыпу кары і пакрыцця, выветрывання/акруглення краёў і тэхнічнага гатунку (поўныя або фрагментаваныя) Ядры або аскепкі, аскепкі/кутнікі, малаткі, гранаты і іншае).
Ядро вымяраецца па максімальнай даўжыні;максімальная шырыня;шырыня складае 15%, 50% і 85% даўжыні;максімальная таўшчыня;таўшчыня складае 15%, 50% і 85% даўжыні.Праводзіліся таксама вымярэння для ацэнкі аб'ёмных уласцівасцяў ядра паўшаравых тканін (радыяльнай і левалуа).Як непашкоджаныя, так і зламаныя стрыжні класіфікуюцца ў адпаведнасці з метадам скіду (аднаплатформавая або мультыплатформавая, радыяльная, левалуа і г.д.), а лускаватыя рубцы падлічваюцца пры памеры ≥15 мм і ≥20% даўжыні стрыжня.Ядры з 5 ці менш рубцамі памерам 15 мм класіфікуюцца як "выпадковыя".Рэгіструецца коркавы ахоп усёй паверхні ядра, а адноснае коркавае пакрыццё кожнага боку рэгіструецца на ядры паўшар'янай тканіны.
Ліст вымяраецца па максімальнай даўжыні;максімальная шырыня;шырыня складае 15%, 50% і 85% даўжыні;максімальная таўшчыня;таўшчыня складае 15%, 50% і 85% даўжыні.Апішыце отломков па астатніх частках (праксімальных, сярэдніх, дыстальных, расшчэпленых справа і расшчэпленых злева).Падаўжэнне разлічваецца шляхам дзялення максімальнай даўжыні на максімальную шырыню.Вымерайце шырыню платформы, таўшчыню і вонкавы кут платформы непашкоджанага зрэзу і фрагментаў праксімальнага зрэзу і класіфікуйце платформы ў залежнасці ад ступені падрыхтоўкі.Запішыце ахоп коркавага мозгу і размяшчэнне на ўсіх зрэзах і фрагментах.Дыстальныя краю класіфікуюцца ў залежнасці ад тыпу заканчэння (пяро, шарнір і верхняя відэлец).На поўным зрэзе запішыце колькасць і кірунак рубца на папярэднім зрэзе.Пры сустрэчы запішыце месца мадыфікацыі і інвазіўнасць у адпаведнасці з пратаколам, устаноўленым Clarkson (59).Планы рэканструкцыі былі пачаты для большасці камбінацый раскопак, каб ацаніць метады рэстаўрацыі і цэласнасць адкладаў на месцы.
Каменныя артэфакты, здабытыя з пробных шурфаў (CS-TP1-21, SS-TP1-16 і NGA-TP1-8), апісваюцца па больш простай схеме, чым кантраляваныя раскопкі.Для кожнага артэфакта былі запісаны наступныя характарыстыкі: сыравіна, памер часціц, пакрыццё кары галаўнога мозгу, ступень памеру, пашкоджанні ад атмасферных уздзеянняў/краёў, тэхнічныя кампаненты і захаванасць фрагментаў.Запісваюцца апісальныя заўвагі па дыягнастычных прыкметах шматкоў і стрыжняў.
Поўныя блокі адкладаў былі выразаны з аголеных секцый у раскопках і геалагічных траншэях.Гэтыя камяні былі замацаваны на месцы з дапамогай гіпсавых бінтоў або туалетнай паперы і ўпаковачнай стужкі, а затым перавезены ў лабараторыю геалагічнай археалогіі Цюбінгенскага ўніверсітэта ў Германіі.Там узор сушаць пры тэмпературы 40°C не менш за 24 гадзін.Затым іх отверждают пад вакуумам, выкарыстоўваючы сумесь непрамотаванай поліэфірнай смалы і стыролу ў суадносінах 7:3.У якасці каталізатара выкарыстоўваецца перакіс метилэтилкетона, сумесь смалы і стыролу (3-5 мл/л).Пасля таго, як сумесь смалы стане гелем, награвайце ўзор пры тэмпературы 40°C не менш за 24 гадзін для поўнага зацвярдзення сумесі.Выкарыстоўвайце пілу для пліткі, каб разрэзаць зацвярдзелы ўзор на кавалкі 6 × 9 см, наляпіць іх на прадметнае шкло і здрабніць да таўшчыні 30 мкм.Атрыманыя зрэзы былі адсканаваныя з дапамогай планшэтнага сканэра і прааналізаваны з выкарыстаннем плоскага палярызаванага святла, крос-палярызаванага святла, нахільнага падаючага святла і сіняй флуарэсцэнцыі няўзброеным вокам і павелічэннем (ад 50 да 200).Тэрміналогія і апісанне тонкіх зрэзаў адпавядаюць інструкцыям, апублікаваным Stoops (60) і Courty et al.(61).Карбанатныя канкрэцыі, якія ўтвараюць глебу, сабраныя з глыбіні > 80 см, разразаюцца напалову, каб палову можна было прахарчаваць, і робяць тонкімі зрэзамі (4,5 × 2,6 см) з дапамогай стандартнага стэрэамікраскопа і петраграфічнага мікраскопа і катодалюмінесцэнтнага (CL) даследчага мікраскопа .Кантроль карбанатных тыпаў вельмі асцярожны, таму што адукацыя глебаўтваральнага карбанату звязана са стабільнай паверхняй, у той час як адукацыя карбанату падземных вод не залежыць ад паверхні або глебы.
Узоры былі прасвідраваны з паверхні зрэзу глебаўтваральных карбанатных канкрэцый і разрэзаны напалову для розных аналізаў.FS выкарыстаў стандартныя стэрэа- і петраграфічныя мікраскопы Рабочай групы па геаархеалогіі і мікраскоп CL Рабочай групы па эксперыментальнай мінералогіі для вывучэння тонкіх зрэзаў, абодва з якіх размешчаны ў Цюбінгене, Германія.Падузоры радыевугляроднага датавання былі прасвідраваны з дапамогай дакладных свідраў з вызначанай тэрыторыі, узрост якой складае каля 100 гадоў.Другая палова вузельчыкаў мае дыяметр 3 мм, каб пазбегнуць участкаў з позняй перакрышталізацыяй, багатымі мінеральнымі ўключэннямі або вялікімі зменамі памераў крышталяў кальцыту.Той жа пратакол не можа прытрымлівацца для ўзораў MEM-5038, MEM-5035 і MEM-5055 A.Гэтыя ўзоры адбіраюцца з узораў рыхлых адкладаў і занадта малыя, каб іх можна было разрэзаць напалову для тонкага разрэзу.Тым не менш, тонкія даследаванні былі выкананы на адпаведных мікрамарфалагічных пробах сумежных адкладаў (у тым ліку карбанатных канкрэцый).
Мы адправілі ўзоры датавання 14C у Цэнтр прыкладных ізатопных даследаванняў (CAIS) Універсітэта Джорджыі, Афіны, ЗША.Узор карбанату рэагуе са 100% фосфарнай кіслатой у эвакуіраванай рэакцыйнай ёмістасці з адукацыяй CO2.Нізкатэмпературная ачыстка проб CO2 ад іншых прадуктаў рэакцыі і каталітычнае ператварэнне ў графіт.Суадносіны графіту 14C/13C вымяралі з дапамогай паскаральнага мас-спектрометра 0,5 МэВ.Параўнайце каэфіцыент узору з каэфіцыентам, вымераным з дапамогай стандарту шчаўевай кіслаты I (NBS SRM 4990).Карарскі мармур (IAEA C1) выкарыстоўваецца ў якасці фону, а траверцін (IAEA C2) выкарыстоўваецца ў якасці другаснага стандарту.Вынік выяўляецца ў працэнтах сучаснага вугляроду, а прыведзеная некалібраваная дата прыводзіцца ў радыёвугляродных гадах (гады BP) да 1950 г. з выкарыстаннем перыяду паўраспаду 14C у 5568 гадоў.Памылка пазначаецца як 1-σ і адлюстроўвае статыстычную і эксперыментальную памылку.Грунтуючыся на значэнні δ13C, вымераным з дапамогай мас-спектраметрыі суадносін ізатопаў, К. Вісінг з біягеалагічнай лабараторыі ў Цюбінгене, Германія, паведаміў дату фракцыянавання ізатопа, за выключэннем UGAMS-35944r, вымеранага ў CAIS.Узор 6887B быў прааналізаваны ў двух экзэмплярах.Для гэтага прасвідруйце другую субпробу з вузельчыка (UGAMS-35944r) з вобласці адбору пробаў, пазначанай на рэжучай паверхні.Калібравачная крывая INTCAL20 (табліца S4) (62), прымененая ў паўднёвым паўшар'і, выкарыстоўвалася для карэкціроўкі атмасфернага фракцыянавання ўсіх узораў ад 14C да 2-σ.