Moderne Homo sapiens het aan 'n groot aantal ekosisteemtransformasies deelgeneem, maar dit is moeilik om die oorsprong of vroeë gevolge van hierdie gedrag op te spoor.Argeologie, geochronologie, geomorfologie en paleo-omgewingsdata van noordelike Malawi dokumenteer die veranderende verwantskap tussen die teenwoordigheid van voedselvreters, ekosisteemorganisasie en alluviale waaiervorming in die Laat Pleistoseen.Na ongeveer die 20ste eeu is 'n digte stelsel van Mesolitiese artefakte en alluviale waaiers gevorm.92 000 jaar gelede, in die paleo-ekologiese omgewing, was daar geen analoog in die vorige 500 000 jaar rekord nie.Argeologiese data en hoofkoördinaatontleding toon dat vroeë mensgemaakte brande die seisoenale beperkings op ontsteking verslap het, wat plantegroeisamestelling en erosie beïnvloed het.Dit, gekombineer met klimaatgedrewe neerslagveranderings, het uiteindelik gelei tot 'n ekologiese oorgang na die vroeë pre-landbou kunsmatige landskap.
Moderne mense is kragtige bevorderaars van ekosisteemtransformasie.Vir duisende jare het hulle die omgewing omvattend en doelbewus verander, wat debat ontlok het oor wanneer en hoe die eerste mens-gedomineerde ekosisteem ontstaan ​​het (1).Meer en meer argeologiese en etnografiese bewyse toon dat daar 'n groot aantal rekursiewe interaksies tussen voedselvreters en hul omgewing is, wat daarop dui dat hierdie gedrag die basis van ons spesie-evolusie is (2-4).Fossiele en genetiese data dui daarop dat Homo sapiens ongeveer 315 000 jaar gelede in Afrika bestaan ​​het (ka).Argeologiese data toon dat die kompleksiteit van gedrag wat oor die kontinent voorkom aansienlik toegeneem het in die verlede, ongeveer 300 tot 200 ka streke.Die einde van die Pleistoseen (Chibaans) (5).Sedert ons ontstaan ​​​​as 'n spesie, het mense begin staatmaak op tegnologiese innovasie, seisoenale reëlings en komplekse sosiale samewerking om te floreer.Hierdie eienskappe stel ons in staat om voordeel te trek uit voorheen onbewoonde of uiterste omgewings en hulpbronne, so vandag is mense die enigste pan-globale dierspesie (6).Vuur het 'n sleutelrol in hierdie transformasie gespeel (7).
Biologiese modelle dui aan dat die aanpasbaarheid by gekookte kos teruggevoer kan word na minstens 2 miljoen jaar gelede, maar dit was eers aan die einde van die Middel-Pleistoseen dat konvensionele argeologiese bewyse van brandbeheer verskyn het (8).Die seekern met stofrekords van 'n groot gebied van die Afrika-kontinent toon dat die piek van elementêre koolstof in die afgelope miljoene jare na ongeveer 400 ka verskyn het, hoofsaaklik tydens die oorgang van interglasiale na ystydperk, maar ook tydens die Holoseen (9).Dit toon dat voor ongeveer 400 ka, brande in Afrika suid van die Sahara nie algemeen was nie, en menslike bydraes was beduidend in die Holoseen (9).Vuur is 'n instrument wat deur veewagters regdeur die Holoseen gebruik word om grasvelde te bewerk en in stand te hou (10).Die opsporing van die agtergrond en ekologiese impak van die gebruik van vuur deur jagter-versamelaars in die vroeë Pleistoseen is egter meer ingewikkeld (11).
Vuur word 'n ingenieursinstrument vir hulpbronmanipulasie in beide etnografie en argeologie genoem, insluitend die verbetering van lewensbestaansopbrengs of die wysiging van grondstowwe.Hierdie aktiwiteite hou gewoonlik verband met openbare beplanning en vereis baie ekologiese kennis (2, 12, 13).Landskapskaal brande stel jagter-versamelaars in staat om prooi weg te jaag, plae te beheer en habitatproduktiwiteit te verhoog (2).Vuur op die terrein bevorder kook, verhitting, roofdierverdediging en sosiale samehorigheid (14).Die mate waarin jagter-versamelaarsbrande die komponente van die landskap kan herkonfigureer, soos die struktuur van die ekologiese gemeenskap en die topografie, is egter baie dubbelsinnig (15, 16).
Sonder verouderde argeologiese en geomorfologiese data en deurlopende omgewingsrekords van verskeie plekke, is dit problematies om die ontwikkeling van mens-geïnduseerde ekologiese veranderinge te verstaan.Langtermyn meerafsettingsrekords van die Groot Skeurvallei in Suider-Afrika, gekombineer met antieke argeologiese rekords in die gebied, maak dit 'n plek om die ekologiese impakte wat deur die Pleistoseen veroorsaak is, te ondersoek.Hier doen ons verslag oor die argeologie en geomorfologie van 'n uitgebreide Steentydperk-landskap in suid-sentraal-Afrika.Toe het ons dit gekoppel aan paleo-omgewingsdata wat oor >600 ka strek om die vroegste koppelingsbewyse van menslike gedrag en ekosisteemtransformasie in die konteks van mensgemaakte brande te bepaal.
Ons het 'n voorheen ongerapporteerde ouderdomsperk verskaf vir die Chitimwe-bed in die Karonga-distrik, geleë aan die noordelike punt van die noordelike deel van Malawi in die Suider-Afrikaanse Skeurvallei (Figuur 1) (17).Hierdie beddings is saamgestel uit rooi grond alluviale waaiers en rivier sedimente, wat ongeveer 83 vierkante kilometer beslaan, wat miljoene klipprodukte bevat, maar geen bewaarde organiese oorblyfsels, soos bene (Aanvullende teks) (18).Ons opties opgewekte lig (OSL) data van die Aarde rekord (Figuur 2 en Tabelle S1 tot S3) het die ouderdom van die Chitimwe bed na die Laat Pleistoseen gewysig, en die oudste ouderdom van alluviale waaier aktivering en steentydperk begrafnis is ongeveer 92 ka ( 18, 19).Die alluviale en rivier Chitimwe-laag bedek die mere en riviere van die Plioseen-Pleistoseen Chiwondo-laag van 'n laehoek-onkonformiteit (17).Hierdie afsettings is in die verskuiwingswig langs die rand van die meer geleë.Hul konfigurasie dui op die interaksie tussen meervlakskommelings en aktiewe verskuiwings wat tot in die Plioseen strek (17).Alhoewel tektoniese aksie die streektopografie en piedmonthelling vir 'n lang tyd mag beïnvloed het, het die verskuiwingsaktiwiteit in hierdie gebied moontlik sedert die Middel-Pleistoseen verlangsaam (20).Na ~800 ka en tot kort na 100 ka word die hidrologie van die Malawimeer hoofsaaklik deur klimaat aangedryf (21).Daarom is nie een van hierdie die enigste verklaring vir die vorming van alluviale waaiers in die Laat Pleistoseen nie (22).
(A) Die ligging van die Afrika-stasie relatief tot moderne neerslag (sterretjie);blou is natter en rooi is droër (73);die blokkie aan die linkerkant wys die Malawi-meer en omliggende gebiede MAL05-2A en MAL05-1B Die ligging van die /1C-kern (pers kolletjie), waar die Karonga-area as 'n groen buitelyn uitgelig is, en die ligging van die Luchamange-bed uitgelig is as 'n wit boks.(B) Die noordelike deel van die Malawi-kom, wat die heuwel-topografie relatief tot die MAL05-2A-kern, die oorblywende Chitimwe-bedding (bruin kol) en die uitgrawingsligging van die Malawi Vroeë Mesolitiese Projek (MEMSAP) (geel kol) toon;CHA, Chaminade;MGD, die dorpie Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara-Suid;VIN, literêre biblioteekprent;WW, Beluga.
OSL-middelouderdom (rooi lyn) en foutreeks van 1-σ (25% grys), alle OSL-ouderdomme het verband gehou met die voorkoms van in situ artefakte in Karonga.Ouderdom relatief tot die afgelope 125 ka data toon (A) kerndigtheid skattings van alle OSL ouderdomme van alluviale waaier sedimente, wat sedimentêre/alluviale waaier akkumulasie (sian) en meer watervlak rekonstruksie aandui gebaseer op hoofkomponent analise (PCA) kenmerkende waardes Aquatic fossiele en outigeniese minerale (21) (blou) van die MAL05-1B/1C kern.(B) Van die MAL05-1B/1C kern (swart, 'n waarde naby aan 7000 met 'n sterretjie) en die MAL05-2A kern (grys), die tellings van makromolekulêre koolstof per gram genormaliseer deur die sedimentasietempo.(C) Margalef spesierykdomsindeks (Dmg) van MAL05-1B/1C kern fossiel stuifmeel.(D) Persentasie van fossiel stuifmeel van Compositae, miombo bosveld en Olea europaea, en (E) Persentasie van fossiel stuifmeel van Poaceae en Podocarpus.Alle stuifmeeldata is van die MAL05-1B/1C-kern.Die nommers aan die bokant verwys na die individuele OSL-monsters wat in Tabelle S1 tot S3 uiteengesit word.Die verskil in databeskikbaarheid en resolusie is te wyte aan verskillende steekproefintervalle en materiaalbeskikbaarheid in die kern.Figuur S9 toon twee makro-koolstofrekords omgeskakel na z-tellings.
(Chitimwe) Die landskapstabiliteit na waaiervorming word aangedui deur die vorming van rooi grond en grondvormende karbonate, wat die waaiervormige sedimente van die hele studiegebied bedek (Aanvullende teks en Tabel S4).Die vorming van Laat Pleistoseen alluviale waaiers in die Lake Malawi-kom is nie beperk tot die Karonga-gebied nie.Ongeveer 320 kilometer suidoos van Mosambiek, beperk die terrestriële kosmogene nuklied-diepteprofiel van 26Al en 10Be die vorming van die Luchamange-bed van alluviale rooigrond tot 119 tot 27 ka (23).Hierdie uitgebreide ouderdomsbeperking stem ooreen met ons OSL-chronologie vir die westelike deel van die Malawi-meerbekken en dui op die uitbreiding van plaaslike alluviale waaiers in die Laat Pleistoseen.Dit word ondersteun deur data van die meerkernrekord, wat aandui dat die hoër sedimentasietempo gepaard gaan met ongeveer 240 ka, wat 'n besonder hoë waarde het by ca.130 en 85 ka (aanvullende teks) (21).
Die vroegste bewyse van menslike nedersetting in hierdie gebied hou verband met die Chitimwe-sedimente wat op ~92 ± 7 ka geïdentifiseer is.Hierdie resultaat is gebaseer op 605 m3 uitgegrawe sedimente van 14 subsentimeter ruimtebeheer argeologiese opgrawings en 147 m3 sedimente van 46 argeologiese toetsputte, vertikaal beheer tot 20 cm en horisontaal beheer tot 2 meter (Aanvullende teks en Figure S1 tot S3) Daarbenewens het ons ook 147,5 kilometer opgemeet, 40 geologiese toetsputte gerangskik en meer as 38 000 kulturele oorblyfsels van 60 daarvan ontleed (Tabelle S5 en S6) (18).Hierdie uitgebreide ondersoeke en opgrawings dui daarop dat alhoewel antieke mense, insluitend vroeë moderne mense, moontlik ongeveer 92 ka gelede in die gebied gewoon het, het die ophoping van sedimente wat verband hou met die opkoms en dan stabilisering van die Malawi-meer nie argeologiese bewyse bewaar totdat Vorm die Chitimwe-bed nie.
Argeologiese data ondersteun die afleiding dat die waaiervormige uitbreiding en menslike aktiwiteite in die noorde van Malawi in die laat Kwaternêr in groot getalle bestaan ​​het, en die kulturele oorblyfsels behoort aan die tipes ander dele van Afrika wat verband hou met die vroeë moderne mense.Die meeste artefakte is gemaak van kwartsiet- of kwartsrivierklippies, met radiale, Levallois-, platform- en ewekansige kernreduksie (Figuur S4).Morfologiese diagnostiese artefakte word hoofsaaklik toegeskryf aan die Mesolithic Age (MSA)-spesifieke Levallois-tipe tegniek, wat tot dusver ten minste sowat 315 ka in Afrika was (24).Die boonste Chitimwe-bed het tot die vroeë Holoseen geduur, met yl verspreide Laat Steentydperk-gebeure, en daar is gevind dat dit verwant is aan die laat Pleistoseen en Holoseen jagter-versamelaars regoor Afrika.Daarteenoor is klipwerktuigtradisies (soos groot snygereedskap) wat gewoonlik met die Vroeë Middel-Pleistoseen geassosieer word, skaars.Waar dit wel voorgekom het, is hulle gevind in MSA-bevattende sedimente in die laat Pleistoseen, nie in die vroeë stadiums van afsetting nie (Tabel S4) (18).Alhoewel die terrein by ~92 ka bestaan ​​het, het die mees verteenwoordigende tydperk van menslike aktiwiteit en alluviale waaierafsetting plaasgevind na ~70 ka, goed gedefinieer deur 'n stel OSL-ouderdomme (Figuur 2).Ons het hierdie patroon bevestig met 25 gepubliseerde en 50 voorheen ongepubliseerde OSL ouderdomme (Figuur 2 en Tabelle S1 tot S3).Dit dui daarop dat uit 'n totaal van 75 ouderdomsbepalings, 70 na ongeveer 70 ka uit sedimente herwin is.Figuur 2 toon die 40 ouderdomme wat geassosieer word met in-situ MSA artefakte, relatief tot die hoof paleo-omgewingsaanwysers gepubliseer vanaf die middel van die MAL05-1B/1C sentrale kom (25) en die voorheen ongepubliseerde MAL05-2A noordelike kom middel van die meer.Houtskool (aangrensend aan die waaier wat OSL-ouderdom produseer).
Deur vars data van argeologiese opgrawings van fitoliete en grondmikromorfologie te gebruik, sowel as publieke data oor fossielstuifmeel, groot houtskool, waterfossiele en outigeniese minerale uit die kern van die Malawi-meerboorprojek, het ons die MSA-menslike verhouding met die Malawimeer gerekonstrueer.Beset die klimaat en omgewingstoestande van dieselfde tydperk (21).Laasgenoemde twee middels is die hoofbasis vir die rekonstruering van relatiewe meerdieptes wat terugdateer na meer as 1200 ka (21), en word ooreenstem met stuifmeel- en makrokoolstofmonsters wat van dieselfde plek in die kern van ~636 ka (25) in die verlede versamel is. .Die langste kerns (MAL05-1B en MAL05-1C; 381 en 90 m onderskeidelik) is sowat 100 kilometer suidoos van die argeologiese projekgebied versamel.’n Kort kern (MAL05-2A; 41 m) is sowat 25 kilometer oos van die Noord-Rukulurivier versamel (Figuur 1).Die MAL05-2A-kern weerspieël die terrestriële paleo-omgewingstoestande in die Kalunga-gebied, terwyl die MAL05-1B/1C-kern nie direkte rivierinsette van die Kalunga ontvang nie, dus kan dit die streekstoestande beter weerspieël.
Die neerslagtempo wat in die MAL05-1B/1C saamgestelde boorkern aangeteken is, het vanaf 240 ka begin en van die langtermyn gemiddelde waarde van 0.24 tot 0.88 m/ka toegeneem (Figuur S5).Die aanvanklike toename hou verband met veranderinge in die orbitaal-gemoduleerde sonlig, wat gedurende hierdie interval hoë amplitudeveranderinge in die meervlak sal veroorsaak (25).Wanneer die orbitale eksentrisiteit egter na 85 ka daal en die klimaat stabiel is, is die insakkingskoers steeds hoog (0,68 m/ka).Dit het saamgeval met die terrestriële OSL-rekord, wat uitgebreide bewyse getoon het van alluviale waaieruitbreiding na ongeveer 92 ka, en was in ooreenstemming met die vatbaarheidsdata wat 'n positiewe korrelasie tussen erosie en brand na 85 ka toon (Aanvullende teks en Tabel S7).In die lig van die foutomvang van die beskikbare geochronologiese beheer, is dit onmoontlik om te oordeel of hierdie stel verwantskappe stadig ontwikkel uit die vordering van die rekursiewe proses of vinnig uitbars wanneer 'n kritieke punt bereik word.Volgens die geofisiese model van komevolusie, sedert die Middel-Pleistoseen (20), het skeurverlenging en verwante insakking verlangsaam, dus is dit nie die hoofrede vir die uitgebreide waaiervormingsproses wat ons hoofsaaklik na 92 ​​ka bepaal het nie.
Sedert die Middel-Pleistoseen was klimaat die belangrikste beheerfaktor van die watervlak van die meer (26).Spesifiek, die opheffing van die noordelike kom het 'n bestaande uitgang gesluit.800 ka om die meer te verdiep totdat dit die drumpelhoogte van die moderne uitgang bereik (21).Geleë aan die suidelike punt van die meer, het hierdie uitlaat 'n boonste perk vir die meer se watervlak verskaf tydens nat intervalle (insluitend vandag), maar het die kom toegelaat om toe te maak aangesien die meer se watervlak gedurende droë periodes gedaal het (27).Die rekonstruksie van die meervlak toon die afwisselende droë en nat siklusse in die afgelope 636 ka.Volgens bewyse van fossielstuifmeel het uiterste droogteperiodes (>95% vermindering in totale water) wat verband hou met lae somersonskyn gelei tot die uitbreiding van semi-woestynplantegroei, met bome wat beperk is tot permanente waterweë (27).Hierdie (meer) laagtepunte is gekorreleer met stuifmeelspektra, wat 'n hoë proporsie grasse (80% of meer) en xerofiete (Amaranthaceae) toon ten koste van boomtaksa en lae algehele spesierykheid (25).Daarteenoor, wanneer die meer moderne vlakke nader, strek plantegroei wat nou verwant is aan Afrika-bergwoude gewoonlik tot by die meer se oewer [ongeveer 500 m bo seespieël].Vandag verskyn Afrika-bergwoude slegs in klein afsonderlike kolle bo ongeveer 1500 meter hoogte (25, 28).
Die mees onlangse uiterste droogtetydperk het van 104 tot 86 ka plaasgevind.Daarna, hoewel die meervlak na hoë toestande teruggekeer het, het oop miombo-boslande met 'n groot hoeveelheid kruie en kruiebestanddele algemeen geword (27, 28).Die belangrikste Afrika-bergwoudtaksa is Podocarpus-denne, wat nog nooit herstel het tot 'n waarde soortgelyk aan die vorige hoë meervlak na 85 ka (10,7 ± 7,6% na 85 ka, terwyl die soortgelyke meervlak voor 85 ka 29,8 ± 11,8% is) ).Die Margalef-indeks (Dmg) toon ook dat die spesierykheid van die afgelope 85 ka 43% laer is as die vorige volgehoue ​​hoë meervlak (onderskeidelik 2,3 ± 0,20 en 4,6 ± 1,21), byvoorbeeld tussen 420 en 345 ka ( Aanvullende teks en figure S5 en S6) (25).Stuifmeelmonsters van ongeveer tyd.88 tot 78 ka bevat ook 'n hoë persentasie Compositae stuifmeel, wat kan aandui dat die plantegroei versteur is en binne die foutbereik is van die oudste datum toe mense die gebied beset het.
Ons gebruik die klimaatanomalie-metode (29) om die paleo-ekologiese en paleoklimaatdata van kerns wat voor en na 85 ka geboor is, te ontleed, en ondersoek die ekologiese verhouding tussen plantegroei, spesie-oorvloed en neerslag en die hipotese van die ontkoppeling van die afgeleide suiwer klimaatvoorspelling.Ry basislynmodus van ~550 ka.Hierdie getransformeerde ekosisteem word beïnvloed deur meervullende neerslagtoestande en brande, wat weerspieël word in die gebrek aan spesies en nuwe plantegroeikombinasies.Ná die laaste droë tydperk het slegs sommige woudelemente herstel, insluitend die brandbestande komponente van Afrika-bergwoude, soos olyfolie, en die brandbestande komponente van tropiese seisoenale woude, soos Celtis (Aanvullende teks en Figuur S5) ( 25).Om hierdie hipotese te toets, het ons meer watervlakke afgelei van ostracode en outigeniese minerale plaasvervangers gemodelleer as onafhanklike veranderlikes (21) en afhanklike veranderlikes soos houtskool en stuifmeel wat deur verhoogde brandfrekwensie beïnvloed kan word (25).
Om die ooreenkoms of verskil tussen hierdie kombinasies op verskillende tye na te gaan, het ons stuifmeel van Podocarpus (immergroen boom), gras (gras) en olyf (brandbestande komponent van Afrika-bergwoude) gebruik vir hoofkoördinaatanalise (PCoA), en miombo (die belangrikste bosveldkomponent vandag).Deur PCoA op die geïnterpoleerde oppervlak te teken wat die meervlak verteenwoordig toe elke kombinasie gevorm is, het ons ondersoek hoe die stuifmeelkombinasie verander met betrekking tot neerslag en hoe hierdie verhouding verander na 85 ka (Figuur 3 en Figuur S7).Voor 85 ka het die gramineus-gebaseerde monsters saamgevoeg na droë toestande, terwyl die podocarpus-gebaseerde monsters saamgevoeg het na nat toestande.In teenstelling hiermee is die monsters na 85 ka saam met die meeste monsters voor 85 ka gegroepeer en het verskillende gemiddelde waardes, wat aandui dat hul samestelling ongewoon is vir soortgelyke neerslagtoestande.Hul posisie in PCoA weerspieël die invloed van Olea en miombo, wat albei bevoordeel word onder toestande wat meer vatbaar is vir brand.In die monsters na 85 ka was Podocarpus-denne net volop in drie opeenvolgende monsters, wat plaasgevind het nadat die interval tussen 78 en 79 ka begin het.Dit dui daarop dat die woud ná die aanvanklike toename in reënval kortstondig herstel het voordat dit uiteindelik ineengestort het.
Elke punt verteenwoordig 'n enkele stuifmeelmonster op 'n gegewe tydstip, met behulp van die aanvullende teks en die ouderdomsmodel in Figuur 1. S8.Die vektor verteenwoordig die rigting en gradiënt van verandering, en 'n langer vektor verteenwoordig 'n sterker tendens.Die onderliggende oppervlak verteenwoordig die watervlak van die meer as 'n verteenwoordiger van neerslag;die donkerblou is hoër.Die gemiddelde waarde van PCoA-kenmerkwaardes word verskaf vir die data na 85 ka (rooi diamant) en alle data van soortgelyke meervlakke voor 85 ka (geel diamant).Deur die data van die hele 636 ka te gebruik, is die "gesimuleerde meervlak" tussen -0.130-σ en -0.198-σ naby die gemiddelde eiewaarde van die meervlak-PCA.
Om die verband tussen stuifmeel, meerwatervlak en houtskool te bestudeer, het ons nieparametriese meerveranderlike variansieanalise (NP-MANOVA) gebruik om die algehele "omgewing" (verteenwoordig deur die datamatriks van stuifmeel, meerwatervlak en houtskool) te vergelyk. en na die 85 ka oorgang.Ons het gevind dat die variasie en kovariansie wat in hierdie datamatriks gevind word, statisties beduidende verskille voor en na 85 ka is (Tabel 1).
Ons terrestriële paleo-omgewingsdata van die fitoliete en gronde aan die rand van die West Lake stem ooreen met die interpretasie gebaseer op die meer proxy.Dit dui daarop dat die landskap ten spyte van die hoë watervlak van die meer omskep is in 'n landskap wat oorheers word deur oop blaredakbosgrond en beboste grasveld, net soos vandag (25).Alle liggings ontleed vir fitoliete aan die westelike rand van die kom is na ~45 ka en toon 'n groot hoeveelheid boombedekking wat nat toestande weerspieël.Hulle glo egter die meeste van die deklaag is in die vorm van oop bosveld wat met bamboes en paniekgras toegegroei is.Volgens fitoliet-data bestaan ​​nie-brandbestande palmbome (Arecaceae) slegs op die kuslyn van die meer, en is skaars of afwesig in binnelandse argeologiese terreine (Tabel S8) (30).
Oor die algemeen kan nat maar oop toestande in die laat Pleistoseen ook afgelei word van terrestriële paleosole (19).Strandmeer klei en vleigrondkarbonaat van die argeologiese terrein van Mwanganda Village kan teruggevoer word na 40 tot 28 cal ka BP (voorheen gekalibreerde Qian'anni) (Tabel S4).Die karbonaatgrondlae in die Chitimwe-bedding is gewoonlik nodulêre kalk- (Bkm) en argillaceous en karbonaat (Btk) lae, wat die ligging van relatiewe geomorfologiese stabiliteit en die stadige afsakking vanaf die verreikende alluviale waaier aandui. Ongeveer 29 cal ka BP (Aanvullende) teks).Die geërodeerde, verharde laterietgrond (litiese rots) wat op die oorblyfsels van antieke waaiers gevorm is, dui op oop landskaptoestande (31) en sterk seisoenale neerslag (32), wat die voortdurende impak van hierdie toestande op die landskap aandui.
Ondersteuning vir die rol van vuur in hierdie oorgang kom van die gepaarde makro-houtskoolrekords van boorkerne, en die invloei van houtskool uit die Sentrale Bekken (MAL05-1B/1C) het oor die algemeen van ongeveer toegeneem.175 kaarte.'n Groot aantal pieke volg ongeveer tussenin.Ná 135 en 175 ka en 85 en 100 ka het die meervlak herstel, maar die woud- en spesierykheid het nie herstel nie (Aanvullende teks, Figuur 2 en Figuur S5).Die verband tussen houtskoolinstroming en die magnetiese vatbaarheid van meer sedimente kan ook patrone van langtermyn brandgeskiedenis toon (33).Gebruik data van Lyons et al.(34) Lake Malawi het voortgegaan om die gebrande landskap na 85 ka te erodeer, wat 'n positiewe korrelasie impliseer (Spearman's Rs = 0.2542 en P = 0.0002; Tabel S7), terwyl die ouer sedimente die teenoorgestelde verwantskap toon (Rs = -0.2509 en P < 0,0001).In die noordelike kom het die korter MAL05-2A-kern die diepste daterende ankerpunt, en die jongste Toba-tufsteen is ~74 tot 75 ka (35).Alhoewel dit nie 'n langertermynperspektief het nie, ontvang dit insette direk vanaf die kom waar die argeologiese data verkry word.Die houtskoolrekords van die noordelike kom toon dat sedert die Toba-kripto-tephra-merk, die insette van verskriklike houtskool geleidelik toegeneem het gedurende die tydperk wanneer argeologiese bewyse die algemeenste is (Figuur 2B).
Bewyse van mensgemaakte brande kan doelbewuste gebruik op 'n landskapskaal weerspieël, wydverspreide bevolkings wat meer of groter ontstekings op die terrein veroorsaak, verandering van brandstofbeskikbaarheid deur ondergrondse woude te oes, of 'n kombinasie van hierdie aktiwiteite.Moderne jagter-versamelaars gebruik vuur om die belonings vir die soektog aktief te verander (2).Hul aktiwiteite verhoog die oorvloed van prooi, handhaaf die mosaïeklandskap en verhoog die termiese diversiteit en heterogeniteit van opvolgfases (13).Vuur is ook belangrik vir aktiwiteite op die terrein soos verhitting, kook, verdediging en sosialisering (14).Selfs klein verskille in brandontplooiing buite natuurlike weerlig kan bosopvolgpatrone, brandstofbeskikbaarheid en vuurseisoenaliteit verander.Die vermindering van boombedekking en ondergrondse bome sal heel waarskynlik erosie verhoog, en die verlies aan spesiediversiteit in hierdie gebied is nou verwant aan die verlies van Afrika-bergwoudgemeenskappe (25).
In die argeologiese rekord voor die MSA begin het, is menslike beheer van brand goed gevestig (15), maar tot dusver is die gebruik daarvan as 'n landskapbestuursinstrument net in 'n paar Paleolitiese kontekste aangeteken.Dit sluit ongeveer in Australië in.40 ka (36), Hoogland Nieu-Guinee.45 ka (37) vredesverdrag.50 ka Niah-grot (38) in die laagland van Borneo.In die Amerikas, toe mense die eerste keer hierdie ekosisteme betree het, veral in die afgelope 20 ka (16), is kunsmatige ontsteking beskou as die hooffaktor in die herkonfigurasie van plant- en dieregemeenskappe.Hierdie gevolgtrekkings moet op relevante bewyse gebaseer word, maar in die geval van direkte oorvleueling van argeologiese, geologiese, geomorfologiese en paleo-omgewingsdata, is die oorsaaklikheidsargument versterk.Alhoewel die mariene kerndata van die kuswaters van Afrika voorheen bewyse gelewer het van brandveranderinge in die verlede ongeveer 400 ka (9), verskaf ons hier bewyse van menslike invloed van relevante argeologiese, paleo-omgewings- en geomorfologiese datastelle.
Die identifikasie van mensgemaakte brande in paleo-omgewingsrekords vereis bewyse van brandaktiwiteite en tydelike of ruimtelike veranderinge van plantegroei, wat bewys dat hierdie veranderinge nie deur klimaatparameters alleen voorspel word nie, en die tydelike/ruimtelike oorvleueling tussen veranderinge in brandtoestande en veranderinge in menslike rekords (29) Hier het die eerste bewyse van wydverspreide MSA-besetting en alluviale waaiervorming in die Lake Malawi-kom plaasgevind by ongeveer die begin van 'n groot herorganisasie van streekplantegroei.85 kaarte.Die oorvloed van houtskool in die MAL05-1B/1C-kern weerspieël die streekstendens van houtskoolproduksie en -afsetting, op ongeveer 150 ka in vergelyking met die res van die 636 ka-rekord (Figure S5, S9 en S10).Hierdie oorgang toon die belangrike bydrae van vuur tot die vorming van die samestelling van die ekosisteem, wat nie deur klimaat alleen verklaar kan word nie.In natuurlike brandsituasies vind weerligontsteking gewoonlik aan die einde van die droë seisoen plaas (39).As die brandstof egter droog genoeg is, kan mensgemaakte vure enige tyd aan die brand gesteek word.Op die skaal van die toneel kan mense voortdurend die vuur verander deur vuurmaakhout onder die woud te versamel.Die eindresultaat van enige tipe mensgemaakte vuur is dat dit die potensiaal het om meer houtagtige plantegroeiverbruik te veroorsaak, wat regdeur die jaar en op alle skale duur.
In Suid-Afrika is vuur reeds in 164 ka (12) gebruik vir die hittebehandeling van klippe wat gereedskap maak.Reeds in 170 ka (40) is vuur gebruik as 'n gereedskap vir die gaarmaak van styselagtige knolle, wat ten volle gebruik gemaak het van vuur in antieke tye.Voorspoedige hulpbronne-geneigde natuurskoon (41).Landskapbrande verminder die boombedekking en is 'n belangrike hulpmiddel vir die instandhouding van grasveld- en bosveld-omgewings, wat die bepalende elemente van mens-bemiddelde ekosisteme is (13).As die doel van die verandering van plantegroei of prooigedrag is om mensgemaakte verbranding te verhoog, dan verteenwoordig hierdie gedrag 'n toename in die kompleksiteit van die beheer en ontplooiing van vuur deur vroeë moderne mense in vergelyking met vroeë mense, en toon dat ons verhouding met vuur 'n verskuiwing in interafhanklikheid (7).Ons ontleding bied 'n bykomende manier om die veranderinge in die gebruik van vuur deur mense in die Laat Pleistoseen te verstaan, en die impak van hierdie veranderinge op hul landskap en omgewing.
Die uitbreiding van die Laat Kwaternêre alluviale waaiers in die Karonga-gebied kan wees as gevolg van veranderinge in die seisoenale verbrandingsiklus onder toestande van hoër as gemiddelde reënval, wat lei tot verhoogde erosie van die heuwel.Die meganisme van hierdie voorkoms kan die reaksie op waterskeidingskaal wees wat gedryf word deur die versteuring wat deur die brand veroorsaak is, die verhoogde en volgehoue ​​erosie van die boonste deel van die waterskeiding, en die uitbreiding van alluviale waaiers in die piedmont-omgewing naby Malawimeer.Hierdie reaksies kan die verandering van grondeienskappe insluit om deurlaatbaarheid te verminder, oppervlakruwheid te verminder en afloop te verhoog as gevolg van die kombinasie van hoë neerslagtoestande en verminderde boombedekking (42).Die beskikbaarheid van sedimente word aanvanklik verbeter deur die bedekkingsmateriaal af te skil, en mettertyd kan grondsterkte afneem as gevolg van verhitting en verminderde wortelsterkte.Die afskilfering van die bogrond verhoog die sedimentvloed, wat geakkommodeer word deur die waaiervormige ophoping stroomaf en versnel die vorming van rooi grond op die waaiervormige.
Baie faktore kan die landskap se reaksie op veranderende brandtoestande beheer, waarvan die meeste binne 'n kort tydperk werk (42-44).Die sein wat ons hier assosieer, is duidelik op die millennium tydskaal.Analise en landskap-evolusiemodelle toon dat met die plantegroeiversteuring wat deur herhaalde veldbrande veroorsaak word, die denudasietempo aansienlik verander het op 'n millenniumtydskaal (45, 46).Die gebrek aan streeksfossielrekords wat saamval met die waargenome veranderinge in houtskool- en plantegroeirekords, belemmer die rekonstruksie van die uitwerking van menslike gedrag en omgewingsveranderinge op die samestelling van herbivoorgemeenskappe.Groot herbivore wat meer oop landskappe bewoon, speel egter 'n rol in die instandhouding daarvan en die voorkoming van die indringing van houtagtige plantegroei (47).Daar moet nie verwag word dat bewyse van veranderinge in verskillende komponente van die omgewing gelyktydig plaasvind nie, maar moet gesien word as 'n reeks kumulatiewe effekte wat oor 'n lang tydperk kan voorkom (11).Deur die klimaatanomalie-metode (29) te gebruik, beskou ons menslike aktiwiteit as 'n sleutel dryfveer in die vorming van die landskap van noordelike Malawi tydens die Laat Pleistoseen.Hierdie effekte kan egter gebaseer wees op die vroeëre, minder ooglopende nalatenskap van mens-omgewing-interaksies.Die houtskoolpiek wat voor die vroegste argeologiese datum in die paleo-omgewingsrekord verskyn het, kan 'n antropogeniese komponent insluit wat nie dieselfde ekologiese sisteemveranderinge veroorsaak as wat later aangeteken is nie, en nie neerslae behels wat voldoende is om met vertroue menslike besetting aan te dui nie.
Kort sedimentkerne, soos dié van die aangrensende Masoko-meerkom in Tanzanië, of die korter sedimentkerne in die Malawimeer, toon dat die relatiewe stuifmeeloorvloed van gras en bosveldtaksa verander het, wat aan die afgelope 45 jaar toegeskryf word.Die natuurlike klimaatsverandering van ka (48-50).Slegs 'n langtermyn-waarneming van die stuifmeelrekord van die Malawimeer >600 ka, tesame met die eeue-oue argeologiese landskap langsaan, is dit egter moontlik om die klimaat, plantegroei, houtskool en menslike aktiwiteite te verstaan.Alhoewel mense waarskynlik voor 85 ka in die noordelike deel van die Malawi-bekken sal verskyn, dui ongeveer 85 ka, veral na 70 ka, daarop dat die gebied aantreklik is vir menslike bewoning nadat die laaste groot droogtetydperk geëindig het.Op hierdie tydstip word die nuwe of meer intensiewe/gereelde gebruik van vuur deur mense natuurlik gekombineer met natuurlike klimaatsverandering om die ekologiese verhouding> 550-ka te rekonstrueer, en het uiteindelik die vroeë pre-landbou kunsmatige landskap gevorm (Figuur 4).Anders as vroeër tydperke, behou die sedimentêre aard van die landskap die MSA-terrein, wat 'n funksie is van die rekursiewe verhouding tussen die omgewing (hulpbronverspreiding), menslike gedrag (aktiwiteitspatrone) en waaieraktivering (afsetting/perseelbegrafnis).
(A) Oor.400 ka: Geen mens kan opgespoor word nie.Die vogtige toestande is soortgelyk aan vandag, en die meervlak is hoog.Diverse, nie-brandbestande boombedekking.(B) Ongeveer 100 ka: Daar is geen argeologiese rekord nie, maar die teenwoordigheid van mense kan deur die instroming van houtskool opgespoor word.Uiters droë toestande kom in droë waterskeidings voor.Die grondrots is oor die algemeen blootgestel en die oppervlaksedimente is beperk.(C) Ongeveer 85 tot 60 ka: Die watervlak van die meer neem toe met die toename in neerslag.Die bestaan ​​van mense kan na 92 ​​ka deur argeologie ontdek word, en na 70 ka sal die verbranding van hooglande en die uitbreiding van alluviale waaiers volg.’n Minder diverse, brandbestande plantegroeistelsel het ontstaan.(D) Ongeveer 40 tot 20 ka: Omgewingshoutskoolinsette in die noordelike kom het toegeneem.Die vorming van alluviale waaiers het voortgeduur, maar het aan die einde van hierdie tydperk begin verswak.In vergelyking met die vorige rekord van 636 ka, bly die meervlak hoog en stabiel.
Die Antroposeen verteenwoordig die opeenhoping van nisbou-gedrag wat oor duisende jare ontwikkel is, en die skaal daarvan is uniek aan moderne Homo sapiens (1, 51).In die moderne konteks, met die bekendstelling van landbou, bly mensgemaakte landskappe voortbestaan ​​en verskerp, maar dit is uitbreidings van patrone wat tydens die Pleistoseen gevestig is, eerder as ontkoppelings (52).Data van noordelike Malawi toon dat die ekologiese oorgangstydperk verleng, ingewikkeld en herhalend kan wees.Hierdie skaal van transformasie weerspieël die komplekse ekologiese kennis van vroeë moderne mense en illustreer hul transformasie na ons globale dominante spesie vandag.
Volgens die protokol beskryf deur Thompson et al., ondersoek ter plaatse en optekening van artefakte en keisteienskappe op die opname area.(53).Die plasing van die toetsput en die uitgrawing van die hoofterrein, insluitend mikromorfologie en fitolietmonsterneming, het die protokol gevolg wat deur Thompson et al.(18) en Wright et al.(19).Ons geografiese inligtingstelsel (GIS) kaart gebaseer op die Malawi geologiese opname kaart van die streek toon 'n duidelike korrelasie tussen Chitimwe Bedde en argeologiese terreine (Figuur S1).Die interval tussen die geologiese en argeologiese toetsputte in Karonga area is om die wydste verteenwoordigende monster vas te vang (Figuur S2).Karonga se geomorfologie, geologiese ouderdom en argeologiese opnames behels vier hoofveldopnamemetodes: voetgangeropnames, argeologiese toetsputte, geologiese toetsputte en gedetailleerde terreinuitgrawings.Saam laat hierdie tegnieke monsterneming toe van die hoofblootstelling van die Chitimwe-bedding in die noorde, sentrale en suide van Karonga (Figuur S3).
Die ondersoek op die terrein en optekening van artefakte en keisteenmerke op die voetgangeropnamegebied het die protokol gevolg wat deur Thompson et al.(53).Hierdie benadering het twee hoofdoelwitte.Die eerste is om die plekke te identifiseer waar die kulturele oorblyfsels geërodeer is, en dan argeologiese toetsputte opdraand op hierdie plekke te plaas om die kulturele oorblyfsels in situ uit die begrawe omgewing te herstel.Die tweede doelwit is om die verspreiding van artefakte, hul kenmerke en hul verhouding met die bron van nabygeleë klipmateriale formeel aan te teken (53).In hierdie werk het 'n drie-persoon-span op 'n afstand van 2 tot 3 meter gestap vir 'n totaal van 147,5 lineêre kilometer, deur die meeste van die getekende Chitimwe-beddings (Tabel S6).
Die werk het eerstens op Chitimwe Beds gefokus om die waargenome artefakmonsters te maksimeer, en tweedens gefokus op lang lineêre snitte vanaf die meer se oewer tot by die hooglande wat oor verskillende sedimentêre eenhede sny.Dit bevestig 'n sleutelwaarneming dat die artefakte wat tussen die westelike hooglande en die meeroewer geleë is, slegs verwant is aan die Chitimwe-bed of meer onlangse Laat Pleistoseen en Holoseen sedimente.Die artefakte wat in ander afsettings gevind word, is buite die terrein, hervestig van ander plekke in die landskap, soos gesien kan word uit hul oorvloed, grootte en mate van verwering.
Die argeologiese toetsput in plek en die uitgrawing van die hoofterrein, insluitend mikromorfologie en fitolietmonsterneming, het die protokol gevolg wat deur Thompson et al.(18, 54) en Wright et al.(19, 55).Die hoofdoel is om die ondergrondse verspreiding van artefakte en waaiervormige sedimente in die groter landskap te verstaan.Artefakte word gewoonlik diep begrawe op alle plekke in Chitimwe Beds, behalwe vir die rande, waar erosie begin het om die bokant van die sediment te verwyder.Tydens die informele ondersoek het twee mense verby Chitimwe Beds gestap, wat as kaartkenmerke op die Malawi-regering se geologiese kaart vertoon is.Toe hierdie mense die skouers van die Chitimwe Bed-sediment teëkom, het hulle langs die rand begin stap, waar hulle die artefakte wat uit die sediment geërodeer kon waarneem.Deur die uitgrawings effens opwaarts te kantel (3 tot 8 m) vanaf die aktief eroderende artefakte, kan die uitgrawing hul in-situ posisie relatief tot die sediment wat dit bevat openbaar, sonder dat uitgebreide uitgrawing lateraal nodig is.Die toetsputte word so geplaas dat hulle 200 tot 300 meter weg is van die volgende naaste put, waardeur veranderinge in die Chitimwe-beddingsediment en die artefakte wat dit bevat vasvang.In sommige gevalle het die proefput 'n terrein onthul wat later 'n volskaalse uitgrawingsterrein geword het.
Alle toetsputte begin met 'n vierkant van 1 × 2 m, kyk noord-suid, en word in arbitrêre eenhede van 20 cm uitgegrawe, tensy die kleur, tekstuur of inhoud van die sediment aansienlik verander.Teken die sedimentologie en grondeienskappe van alle uitgegrawe sedimente aan, wat eweredig deur 'n 5 mm droë sif gaan.As die neerslagdiepte 0,8 tot 1 m bly oorskry, hou op om in een van die twee vierkante meter te grawe en gaan voort om in die ander een te grawe en vorm daardeur 'n "stap" sodat jy veilig dieper lae kan ingaan.Gaan dan voort om uit te grawe totdat die grondrots bereik is, ten minste 40 cm van argeologies steriele sedimente is onder die konsentrasie van artefakte, of die uitgrawing word te onveilig (diep) om voort te gaan.In sommige gevalle moet die afsettingsdiepte die toetsput uitbrei tot 'n derde vierkante meter en die sloot in twee stappe binnegaan.
Geologiese toetsputte het voorheen getoon dat Chitimwe-beddings dikwels op geologiese kaarte verskyn as gevolg van hul kenmerkende rooi kleur.Wanneer hulle uitgebreide strome en riviersedimente, en alluviale waaier-sedimente insluit, lyk dit nie altyd rooi nie (19).Geologie Die toetsput is uitgegrawe as 'n eenvoudige put wat ontwerp is om die gemengde boonste sedimente te verwyder om die ondergrondse strata van die sedimente te openbaar.Dit is nodig omdat die Chitimwe-bedding tot 'n paraboliese heuwel geërodeer word, en daar is ineengestorte sedimente op die helling, wat gewoonlik nie duidelike natuurlike dele of snitte vorm nie.Daarom het hierdie opgrawings óf bo-op die Chitimwe-bedding plaasgevind, vermoedelik was daar ondergrondse kontak tussen die Chitimwe-bedding en die Plioseen Chiwondo-bedding hieronder, óf dit het plaasgevind waar die rivierterrassedimente gedateer moes word (55).
Volskaalse argeologiese opgrawings word uitgevoer op plekke wat 'n groot aantal in-situ klipgereedskapsamestellings beloof, gewoonlik gebaseer op proefputte of plekke waar 'n groot aantal kulturele oorblyfsels gesien kan word wat van die helling af erodeer.Die belangrikste opgegrawe kulturele oorblyfsels is herwin uit sedimentêre eenhede wat afsonderlik in 'n vierkant van 1 × 1 m opgegrawe is.As die digtheid van artefakte hoog is, is die graafeenheid 'n 10 of 5 cm tuit.Alle klipprodukte, fossielbene en oker is tydens elke groot uitgrawing geteken, en daar is geen groottebeperking nie.Die skermgrootte is 5 mm.As kulturele oorblyfsels tydens die uitgrawingsproses ontdek word, sal 'n unieke strepieskodetekening-ontdekkingsnommer aan hulle toegeken word, en die ontdekkingsnommers in dieselfde reeks sal aan die gefiltreerde ontdekkings toegeken word.Die kultuuroorblyfsels word met permanente ink gemerk, in sakke met eksemplareetikette geplaas en saam met ander kultuuroorblyfsels uit dieselfde agtergrond in sakke gepak.Na ontleding word alle kulturele oorblyfsels in die Kultuur- en Museumsentrum van Karonga gestoor.
Alle opgrawings word volgens natuurlike strata uitgevoer.Dit word onderverdeel in spit, en die spoegdikte hang af van die artefakdigtheid (byvoorbeeld, as die artefakdigtheid laag is, sal die spoegdikte hoog wees).Agtergronddata (byvoorbeeld sediment-eienskappe, agtergrondverwantskappe en waarnemings van interferensie en artefakdigtheid) word in die Access-databasis aangeteken.Alle koördinaatdata (byvoorbeeld bevindinge geteken in segmente, konteksaansig, vierkantige hoeke en monsters) is gebaseer op Universal Transverse Mercator (UTM) koördinate (WGS 1984, Sone 36S).By die hoofperseel word alle punte aangeteken met 'n Nikon Nivo C-reeks 5″-totaalstasie, wat op 'n plaaslike rooster gebou is so na as moontlik aan die noorde van UTM.Die ligging van die noordwestelike hoek van elke uitgrawingsterrein en die ligging van elke uitgrawingsterrein Die hoeveelheid sediment word in Tabel S5 gegee.
Die afdeling van sedimentologie en grondwetenskaplike kenmerke van alle uitgegrawe eenhede is aangeteken deur gebruik te maak van die United States Agricultural Part Class Program (56).Sedimentêre eenhede word gespesifiseer op grond van korrelgrootte, hoekigheid en beddingeienskappe.Let op die abnormale insluitings en versteurings wat met die sedimenteenheid geassosieer word.Grondontwikkeling word bepaal deur die ophoping van seskwioksied of karbonaat in ondergrondse grond.Ondergrondse verwering (byvoorbeeld redoks, vorming van oorblywende mangaannodules) word ook gereeld aangeteken.
Die versamelpunt van OSL-monsters word bepaal op grond van die skatting van watter fasies die mees betroubare skatting van sedimentbegrafnisouderdom kan lewer.By die monsternemingsplek is loopgrawe gegrawe om die outigeniese sedimentêre laag bloot te lê.Versamel al die monsters wat vir OSL-datering gebruik word deur 'n ondeursigtige staalbuis (ongeveer 4 cm in deursnee en ongeveer 25 cm lank) in die sedimentprofiel in te voeg.
OSL-datering meet die grootte van die groep vasgevang elektrone in kristalle (soos kwarts of veldspaat) as gevolg van blootstelling aan ioniserende straling.Die meeste van hierdie bestraling kom van die verval van radioaktiewe isotope in die omgewing, en 'n klein hoeveelheid bykomende komponente in tropiese breedtegrade verskyn in die vorm van kosmiese straling.Die vasgevang elektrone word vrygestel wanneer die kristal aan lig blootgestel word, wat plaasvind tydens vervoer (nulstelling) of in die laboratorium, waar die beligting plaasvind op 'n sensor wat fotone kan opspoor (byvoorbeeld 'n fotovermenigvuldigerbuis of 'n kamera met 'n gelaaide koppeltoestel) Die onderste deel gee uit wanneer die elektron na die grondtoestand terugkeer.Kwartsdeeltjies met 'n grootte tussen 150 en 250 μm word geskei deur sif, suurbehandeling en digtheidskeiding, en gebruik as klein hoeveelhede (<100 deeltjies) wat op die oppervlak van 'n aluminiumplaat gemonteer word of in 'n 300 x 300 mm-put geboor word. deeltjies word op 'n aluminium pan ontleed.Die begrawe dosis word gewoonlik geskat deur gebruik te maak van 'n enkele hoeveelheid herlewingsmetode (57).Benewens die assessering van die stralingsdosis wat deur korrels ontvang word, vereis OSL-datering ook dat die dosistempo geskat word deur die radionukliedkonsentrasie in die sediment van die versamelde monster te meet deur gebruik te maak van gammaspektroskopie of neutronaktiveringsanalise, en die kosmiese dosisverwysingmonster te bepaal Ligging en diepte van begrafnis.Die finale ouderdomsbepaling word bereik deur die begrafnisdosis deur die dosistempo te deel.Wanneer daar egter 'n verandering is in die dosis gemeet deur 'n enkele korrel of groep korrels, is 'n statistiese model nodig om die toepaslike begrawe dosis te bepaal wat gebruik moet word.Die begrawe dosis word hier bereken met behulp van die sentrale era model, in die geval van enkel aliquot datering, of in die geval van enkel-deeltjie datering, met behulp van 'n eindige mengsel model (58).
Drie onafhanklike laboratoriums het OSL-analise vir hierdie studie uitgevoer.Die gedetailleerde individuele metodes vir elke laboratorium word hieronder getoon.Oor die algemeen gebruik ons ​​die regeneratiewe dosismetode om OSL-datering toe te pas op klein hoeveelhede (tiene korrels) in plaas van om enkelkorrelanalise te gebruik.Dit is omdat tydens die regeneratiewe groei-eksperiment, die hersteltempo van 'n klein monster laag is (<2%), en die OSL-sein is nie versadig op die natuurlike seinvlak nie.Die inter-laboratorium konsekwentheid van ouderdomsbepaling, die konsekwentheid van die resultate binne en tussen die getoetste stratigrafiese profiele, en die konsekwentheid met die geomorfologiese interpretasie van die 14C ouderdom van karbonaatgesteentes is die hoofbasis vir hierdie assessering.Elke laboratorium het 'n enkele graanooreenkoms geëvalueer of geïmplementeer, maar onafhanklik bepaal dat dit nie geskik is vir gebruik in hierdie studie nie.Die gedetailleerde metodes en ontledingsprotokolle wat deur elke laboratorium gevolg word, word in die aanvullende materiaal en metodes verskaf.
Klipartefakte wat van beheerde uitgrawings herwin is (BRU-I; CHA-I, CHA-II en CHA-III; MGD-I, MGD-II en MGD-III; en SS-I) is gebaseer op die metrieke stelsel en kwaliteit eienskappe.Meet die gewig en maksimum grootte van elke werkstuk (gebruik 'n digitale skaal om die gewig te meet is 0,1 g; die gebruik van 'n Mitutoyo digitale pasmaat om alle afmetings te meet is 0,01 mm).Alle kultuuroorblyfsels word ook geklassifiseer volgens grondstowwe (kwarts, kwartsiet, vuursteen, ens.), korrelgrootte (fyn, medium, grof), eenvormigheid van korrelgrootte, kleur, tipe korteks en bedekking, verwering/randafronding en tegniese graad (volledig of gefragmenteerd) Kerne of skilfers, skilfers/hoekstukke, hamerklippe, granate en ander).
Die kern word langs sy maksimum lengte gemeet;maksimum breedte;breedte is 15%, 50% en 85% van lengte;maksimum dikte;dikte is 15%, 50% en 85% van lengte.Metings is ook uitgevoer om die volume-eienskappe van die kern van hemisferiese weefsels (radiaal en Levallois) te evalueer.Beide ongeskonde en gebreekte kerns word geklassifiseer volgens die terugstelmetode (enkel platform of multi-platform, radiaal, Levallois, ens.), en afskilferige littekens word getel teen ≥15 mm en ≥20% van die kernlengte.Kerne met 5 of minder 15 mm littekens word as "lukraak" geklassifiseer.Die kortikale dekking van die hele kernoppervlak word aangeteken, en die relatiewe kortikale dekking van elke kant word op die kern van die hemisferiese weefsel aangeteken.
Die vel word langs sy maksimum lengte gemeet;maksimum breedte;breedte is 15%, 50% en 85% van lengte;maksimum dikte;dikte is 15%, 50% en 85% van lengte.Beskryf die fragmente volgens die oorblywende dele (proksimale, middel, distaal, gesplete aan die regterkant en gesplete aan die linkerkant).Die verlenging word bereken deur die maksimum lengte deur die maksimum breedte te deel.Meet die platformwydte, dikte en buitenste platformhoek van die ongeskonde sny en proksimale snyfragmente, en klassifiseer die platforms volgens die mate van voorbereiding.Teken kortikale dekking en ligging op alle skywe en fragmente aan.Die distale rande word geklassifiseer volgens die tipe afsluiting (veer, skarnier en boonste vurk).Op die volledige sny, teken die aantal en rigting van die litteken op die vorige sny aan.Wanneer dit teëgekom word, teken die wysigingsplek en indringendheid aan in ooreenstemming met die protokol wat deur Clarkson (59) vasgestel is.Opknappingsplanne is vir die meeste van die uitgrawingkombinasies begin om restourasiemetodes en terreinafsetting-integriteit te evalueer.
Die klipartefakte wat uit die toetsputte herwin is (CS-TP1-21, SS-TP1-16 en NGA-TP1-8) word volgens 'n eenvoudiger skema beskryf as beheerde uitgrawing.Vir elke artefak is die volgende kenmerke aangeteken: grondstof, partikelgrootte, korteksbedekking, groottegraad, verwering/randskade, tegniese komponente en bewaring van fragmente.Beskrywende notas vir die diagnostiese kenmerke van die vlokkies en kerne word aangeteken.
Volledige blokke sediment is gesny van blootgestelde dele in uitgrawings en geologiese loopgrawe.Hierdie klippe is op die terrein met gipsverbande of toiletpapier en verpakkingsband vasgemaak en daarna na die Geologiese Argeologie-laboratorium van die Universiteit van Tübingen in Duitsland vervoer.Daar word die monster vir minstens 24 uur by 40°C gedroog.Dan word hulle onder vakuum genees, met 'n mengsel van ongepromote poliësterhars en stireen in 'n verhouding van 7:3.Metieletielketoonperoksied word as 'n katalisator, hars-stireenmengsel (3 tot 5 ml/l) gebruik.Sodra die harsmengsel gegel het, verhit die monster by 40°C vir ten minste 24 uur om die mengsel heeltemal te verhard.Gebruik 'n teëlsaag om die verharde monster in stukke van 6 × 9 cm te sny, plak dit op 'n glasskyfie en maal dit tot 'n dikte van 30 μm.Die gevolglike skywe is geskandeer met 'n platbedskandeerder, en geanaliseer met gebruik van vlak gepolariseerde lig, kruis-gepolariseerde lig, skuins invallende lig en blou fluoressensie met die blote oog en vergroting (×50 tot ×200).Die terminologie en beskrywing van dun gedeeltes volg die riglyne wat deur Stoops (60) en Courty et al.(61).Die grondvormende karbonaatnodules wat vanaf 'n diepte van > 80 cm versamel word, word in die helfte gesny sodat die helfte geïmpregneer kan word en in dun skywe (4,5 × 2,6 cm) uitgevoer kan word met 'n standaard stereomikroskoop en petrografiese mikroskoop en katodoluminesensie (CL) Navorsingsmikroskoop .Die beheer van karbonaattipes is baie versigtig, want die vorming van grondvormende karbonaat hou verband met die stabiele oppervlak, terwyl die vorming van grondwaterkarbonaat onafhanklik van die oppervlak of grond is.
Monsters is vanaf die gesnyde oppervlak van die grondvormende karbonaatnodules geboor en gehalveer vir verskeie ontledings.FS het die standaard stereo- en petrografiese mikroskope van die Geoarchaeology Working Group en die CL-mikroskoop van die Experimental Mineralogy Working Group gebruik om die dun skywe, wat albei in Tübingen, Duitsland geleë is, te bestudeer.Die radiokoolstofdateringssubmonsters is geboor met behulp van presisiebore vanaf 'n aangewese area van ongeveer 100 jaar oud.Die ander helfte van die nodules is 3 mm in deursnee om gebiede met laat herkristallisasie, ryk mineraalinsluitings of groot veranderinge in die grootte van kalsietkristalle te vermy.Dieselfde protokol kan nie vir die MEM-5038-, MEM-5035- en MEM-5055 A-monsters gevolg word nie.Hierdie monsters word uit los sedimentmonsters gekies en is te klein om in die helfte gesny te word vir dun snit.Dunseksie studies is egter uitgevoer op die ooreenstemmende mikromorfologiese monsters van aangrensende sedimente (insluitend karbonaatnodules).
Ons het 14C-dateringsmonsters by die Sentrum vir Toegepaste Isotoopnavorsing (CAIS) by die Universiteit van Georgia, Athene, VSA ingedien.Die karbonaatmonster reageer met 100% fosforsuur in 'n ontruimde reaksiehouer om CO2 te vorm.Lae-temperatuur suiwering van CO2 monsters van ander reaksie produkte en katalitiese omskakeling na grafiet.Die verhouding van grafiet 14C/13C is gemeet met 'n 0.5-MeV versneller massaspektrometer.Vergelyk die monsterverhouding met die verhouding gemeet met die oksaalsuur I-standaard (NBS SRM 4990).Carrara-marmer (IAEA C1) word as agtergrond gebruik, en travertyn (IAEA C2) word as die sekondêre standaard gebruik.Die resultaat word uitgedruk as 'n persentasie van moderne koolstof, en die aangehaalde ongekalibreerde datum word gegee in radiokoolstofjare (BP-jare) voor 1950, met 'n 14C-halfleeftyd van 5568 jaar.Die fout word aangehaal as 1-σ en weerspieël statistiese en eksperimentele fout.Gebaseer op die δ13C-waarde gemeet deur isotoopverhouding massaspektrometrie, het C. Wissing van die Biogeology Laboratory in Tübingen, Duitsland, die datum van isotoopfraksionering gerapporteer, behalwe vir UGAMS-35944r gemeet by CAIS.Monster 6887B is in duplikaat ontleed.Om dit te doen, boor 'n tweede submonster van die nodule (UGAMS-35944r) vanaf die monsternemingsarea wat op die snyoppervlak aangedui word.Die INTCAL20 kalibrasiekurwe (Tabel S4) (62) wat in die suidelike halfrond toegepas is, is gebruik om die atmosferiese fraksionering van alle monsters na 14C tot 2-σ reg te stel.