Moderna Homo sapiens partoprenis en granda nombro da ekosistemtransformoj, sed estas malfacile detekti la originon aŭ fruajn sekvojn de tiuj kondutoj.Arkeologio, geokronologio, geomorfologio, kaj paleomediaj datenoj de norda Malavio dokumentas la ŝanĝiĝantan rilaton inter la ĉeesto de furaĝistoj, ekosistemorganizo, kaj aluvia fanformado en la Malfrua Plejstoceno.Post proksimume la 20-a jarcento, densa sistemo de Mezolitaj artefaktoj kaj aluviaj adorantoj estis formita.Antaŭ 92.000 jaroj, en la paleo-ekologia medio, ekzistis neniu analogo en la antaŭa 500.000-jara rekordo.Arkeologiaj datenoj kaj ĉefa koordinatanalizo montras ke fruaj homfaritaj fajroj malstreĉis la laŭsezonajn restriktojn sur ekbruligo, influante vegetaĵarkonsiston kaj erozion.Tio, kombinita kun klimat-movitaj precipitaĵoŝanĝoj, poste kaŭzis ekologian transiron al la frua antaŭ-agrikultura artefarita pejzaĝo.
Modernaj homoj estas potencaj iniciatintoj de ekosistemtransformo.Dum miloj da jaroj, ili ŝanĝis la medion vaste kaj intence, estigante debaton pri kiam kaj kiel la unua ekosistemo dominata de homoj aperis (1).Pli kaj pli da arkeologiaj kaj etnografiaj pruvoj montras, ke ekzistas granda nombro da rekursiemaj interagoj inter furaĝantoj kaj ilia medio, kio indikas, ke tiuj kondutoj estas la bazo de nia specia evoluo (2-4).Fosiliaj kaj genetikaj datenoj indikas ke Homo sapiens ekzistis en Afriko antaŭ proksimume 315,000 jaroj (ka).Arkeologiaj datenoj montras ke la komplekseco de kondutoj okazantaj trans la kontinento pliiĝis signife en la pasinteco proksimume 300 ĝis 200 ka interspacoj.La fino de la Plejstoceno (Chibanian) (5).Ekde nia apero kiel specio, homoj komencis fidi je teknologia novigado, laŭsezonaj aranĝoj kaj kompleksa socia kunlaboro por prosperi.Ĉi tiuj atributoj ebligas al ni utiligi antaŭe neloĝatajn aŭ ekstremajn mediojn kaj rimedojn, do hodiaŭ homoj estas la solaj tutmonde animalaj specioj (6).Fajro ludis ŝlosilan rolon en ĉi tiu transformo [7].
Biologiaj modeloj indikas ke la adaptebleco al kuirita manĝaĵo povas esti spurita reen al almenaŭ 2 milionoj da jaroj, sed nur ĝis la fino de la Meza Plejstoceno aperis konvenciaj arkeologiaj pruvoj de fajroregado (8).La oceana kerno kun polvaj registroj el granda areo de la afrika kontinento montras, ke en la pasintaj milionoj da jaroj, la pinto de elementa karbono aperis post ĉirkaŭ 400 ka, ĉefe dum la transiro de interglacieja al glacia periodo, sed ankaŭ okazis Dum la Holoceno (9).Tio montras, ke antaŭ ĉirkaŭ 400 ka, fajroj en subsahara Afriko ne estis oftaj, kaj homaj kontribuoj estis signifaj en la Holoceno [9].Fajro estas ilo uzata de paŝtistoj dum la Holoceno por kultivi kaj prizorgi herbejojn ( 10 ).Tamen, detekti la fonon kaj ekologian efikon de la uzo de fajro de ĉasistoj-kolektistoj en la frua Plejstoceno estas pli komplika (11).
Fajro estas nomita inĝenieristikilo por rimedmanipulado en kaj etnografio kaj arkelogio, inkluzive de plibonigado de porvivaĵorendimento aŭ modifado de krudaĵoj.Tiuj ĉi agadoj kutime rilatas al publika planado kaj postulas multajn ekologiajn sciojn (2, 12, 13).Pejzaĝaj fajroj ebligas al ĉasistoj-kolektistoj forpeli predon, kontroli plagojn kaj pliigi vivejproduktivecon (2).Surloka fajro antaŭenigas kuiradon, hejtadon, predantan defendon kaj socian kohezion (14).Tamen, la mezuro al kiu ĉasistoj-kolektistoj fajroj povas reagordi la komponentojn de la pejzaĝo, kiel ekzemple la strukturo de la ekologia komunumo kaj la topografio, estas tre ambigua (15, 16).
Sen malmodernaj arkeologiaj kaj geomorfologiaj datenoj kaj kontinuaj mediaj rekordoj de multoblaj lokoj, kompreni la evoluon de hom-induktitaj ekologiaj ŝanĝoj estas problema.Longperspektivaj lagaj deponaĵarkivoj de la Granda Rift Valley en Suda Afriko, kombinitaj kun antikvaj arkeologiaj rekordoj en la areo, igas ĝin loko por esplori la ekologiajn efikojn kaŭzitajn de la Plejstoceno.Ĉi tie, ni raportas pri la arkeologio kaj geomorfologio de ampleksa ŝtonepoka pejzaĝo en sud-centra Afriko.Poste, ni ligis ĝin kun paleomediaj datumoj enhavantaj > 600 ka por determini la plej fruajn kunligajn pruvojn de homa konduto kaj ekosistemtransformo en la kunteksto de homfaritaj fajroj.
Ni disponigis antaŭe neraportitan aĝlimon por la Chitimwe-lito en la Karonga Distrikto, situanta ĉe la norda fino de la norda parto de Malavio en la suda afrika Rift Valley (Figuro 1) (17).Tiuj bedoj estas kunmetitaj de ruĝaj grundaj aluviaj ventumiloj kaj riversedimentoj, kovrantaj ĉirkaŭ 83 kvadratajn kilometrojn, enhavantaj milionojn da ŝtonaj produktoj, sed neniuj konservitaj organikaj restaĵoj, kiel ekzemple ostoj (Aldona teksto) (18).Niaj optike ekscitita lumo (OSL) datumoj de la Tera rekordo (Figuro 2 kaj Tabeloj S1 al S3) ŝanĝis la aĝon de la Chitimwe-lito al la Malfrua Plejstoceno, kaj la plej malnova aĝo de aluvia ventumila aktivigo kaj ŝtonepoka entombigo estas proksimume 92 ka ( 18, 19).La aluvia kaj rivera Chitimwe-tavolo kovras la lagojn kaj riverojn de la Plioceno-Pleistocena Chiwondo-tavolo de malalt-angula nekonformeco (17).Tiuj enpagoj situas en la faŭltokojno laŭ la rando de la lago.Ilia agordo indikas la interagadon inter lagnivelfluktuoj kaj aktivaj faŭltoj etendiĝantaj en la Pliocenon (17).Kvankam tektona ago eble influis la regionan topografion kaj piedmontan deklivon dum longa tempo, la faŭltagado en tiu areo eble malrapidiĝis ekde la Meza Plejstoceno (20).Post ~800 ka kaj ĝis baldaŭ post 100 ka, la hidrologio de la Lago Malavio estas ĉefe movita de klimato (21).Tial, neniu el tiuj estas la nura klarigo por la formado de aluviaj ventumiloj en la Malfrua Plejstoceno (22).
(A) La loko de la afrika stacio relative al moderna precipitaĵo (asterisko);bluo estas pli malseka kaj ruĝa estas pli seka (73);la skatolo maldekstre montras Lago Malavio kaj ĉirkaŭaj regionoj MAL05-2A kaj MAL05-1B La loko de la /1C-kerno (purpura punkto), kie la Karonga areo estas elstarigita kiel verda konturo, kaj la loko de la Luchamange-lito estas elstarigita. kiel blanka skatolo.(B) La norda parto de Malavia baseno, montrante la montetombran topografion relative al la MAL05-2A-kerno, la restantan Chitimwe-beton (bruna peceto) kaj la elfosadlokon de la Malawi Early Mesolithic Project (MEMSAP) (flava punkto) );CHA, Chaminade;MGD, la vilaĝo de Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara Suda;VIN, literatura biblioteka bildo;WW, Beluga.
OSL-centro-aĝo (ruĝa linio) kaj erarintervalo de 1-σ (25% griza), ĉiuj OSL-aĝoj rilatigis al la okazo de surlokaj artefaktoj en Karonga.Aĝo rilate al la pasintaj 125 ka datenoj montras (A) kerndensectaksojn de ĉiuj OSL-aĝoj de aluviaj ventumilaj sedimentoj, indikante sedimentan/aluvian ventumasiĝon (ciano), kaj lagan akvonivelan rekonstruon bazitan sur ĉefkomponentanalizo (PCA) karakterizaj valoroj Akva. fosilioj kaj aŭtigenaj mineraloj (21) (bluaj) el la kerno MAL05-1B/1C.(B) De la MAL05-1B/1C-kerno (nigra, valoro proksima al 7000 kun asterisko) kaj la MAL05-2A-kerno (griza), la kalkuloj de makromolekula karbono per gramo normaligita per la sedimentadrapideco.(C) Margalef specioriĉeco-indekso (Dmg) de MAL05-1B/1C kerno fosilia poleno.(D) Procento de fosilia poleno de Compositae, miombo-maldensarbaro kaj Olea europaea, kaj (E) Procento de fosilia poleno de Poaceae kaj Podocarpus.Ĉiuj polendatenoj estas de la MAL05-1B/1C-kerno.La nombroj ĉe la supro rilatas al la individuaj OSL-provaĵoj detaligitaj en Tabeloj S1 ĝis S3.La diferenco en datenhavebleco kaj rezolucio ŝuldiĝas al malsamaj specimenaj intervaloj kaj materiala havebleco en la kerno.Figuro S9 montras du makrokarbon-rekordojn konvertitajn al z-poentaro.
(Chitimwe) La pejzaĝstabileco post fanformado estas indikita per la formado de ruĝa grundo kaj grundformaj karbonatoj, kiuj kovras la ventumiloformajn sedimentojn de la tuta studa areo (Aldona teksto kaj Tabelo S4).La formado de Malfrupleistoceno aluviaj adorantoj en la Lago Malavia Baseno ne estas limigita al la Karonga areo.Proksimume 320 kilometrojn sudoriente de Mozambiko, la tera kosmogena nuclida profundprofilo de 26Al kaj 10Be limigas la formadon de la Luchamange-lito de aluvia ruĝa grundo al 119 ĝis 27 ka (23).Tiu ampleksa aĝlimigo kongruas kun nia OSL-kronologio por la okcidenta parto de la Lago Malavia Baseno kaj indikas la vastiĝon de regionaj aluviaj adorantoj en la Malfrua Plejstoceno.Tio estas subtenata per datenoj de la lagokernrekordo, kiu indikas ke la pli alta sedimentadrapideco estas akompanita per proksimume 240 ka, kiu havas precipe altan valoron je ĉ.130 kaj 85 ka (suplementa teksto) (21).
La plej fruaj signoj de homa setlejo en tiu areo estas rilatitaj al la Chitimwe-sedimentoj identigitaj ĉe 92 ± 7 ka.Ĉi tiu rezulto baziĝas sur 605 m3 da elfositaj sedimentoj el 14 sub-centimetra spackontrola arkeologiaj elfosaĵoj kaj 147 m3 da sedimentoj el 46 arkeologiaj testfosaĵoj, kontrolitaj vertikale ĝis 20 cm kaj horizontale kontrolitaj ĝis 2 metroj (Krom-teksto kaj Figuroj S1 ĝis S3) Krome, ni ankaŭ enketis 147,5 kilometrojn, aranĝis 40 geologiajn testfosaĵojn kaj analizis pli ol 38 000 kulturajn restaĵojn el 60 el ili (Tabeloj S5 kaj S6) (18).Tiuj ampleksaj enketoj kaj elfosadoj indikas ke kvankam maljunegaj homoj inkluzive de fruaj modernaj homoj eble vivis en la areo antaŭ proksimume 92 ka, la amasiĝo de sedimentoj asociitaj kun la pliiĝo kaj tiam stabiligo de Malavio ne konservis arkeologian indicon ĝis Formo la Chitimwe-lito.
Arkeologiaj datenoj subtenas la konkludon ke en la malfrua Kvaternaro, la ventumilforma vastiĝo kaj homaj agadoj en norda Malavio ekzistis en nombregoj, kaj la kulturaj restaĵoj apartenis al la specoj de aliaj partoj de Afriko ligitaj al fruaj modernaj homoj.Plej multaj artefaktoj estas faritaj el kvarcito aŭ kvarco-riveraj ŝtonetoj, kun radiala, Levallois, platformo kaj hazarda kernredukto (Figuro S4).Morfologiaj diagnozaj artefaktoj estas plejparte atribuitaj al la Mezolithic Age (MSA)-specifa Levallois-speca tekniko, kiu estis almenaŭ proksimume 315 ka en Afriko ĝis nun (24).La plej supra Chitimwe-lito daŭris ĝis la frua Holoceno, enhavanta malabunde distribuitajn Malfruepokajn okazaĵojn, kaj estis trovita esti rilatita al la malfrua Plejstoceno kaj Holoceno ĉasistoj-kolektistoj ĉie en Afriko.En kontrasto, ŝtonaj iltradicioj (kiel ekzemple grandaj tranĉiloj) kutime asociitaj kun la Frua Meza Plejstoceno estas maloftaj.Kie ĉi tiuj okazis, ili estis trovitaj en MSA-enhavantaj sedimentoj en la malfrua Plejstoceno, ne en la fruaj stadioj de demetaĵo (Tablo S4) (18).Kvankam la ejo ekzistis je ~92 ka, la plej reprezenta periodo de homa aktiveco kaj aluvia fandemetaĵo okazis post ~70 ka, bone difinita per aro de OSL-aĝoj (Figuro 2).Ni konfirmis ĉi tiun ŝablonon kun 25 eldonitaj kaj 50 antaŭe neeldonitaj OSL-aĝoj (Figuro 2 kaj Tabloj S1 al S3).Tiuj indikas ke el totalo de 75 aĝdeterminadoj, 70 estis reakiritaj de sedimentoj post proksimume 70 ka.Figuro 2 montras la 40-aĝojn asociitajn kun en-situaj MSA-artefaktoj, relative al la ĉefaj paleomediaj indikiloj publikigitaj de la centro de la MAL05-1B/1C centra baseno (25) kaj la antaŭe neeldonita MAL05-2A norda basenocentro de la lago.Lignokarbo (najbara al la ventumilo kiu produktas OSL-aĝon).
Uzante freŝajn datumojn de arkeologiaj elfosadoj de fitolitoj kaj grunda mikromorfologio, same kiel publikajn datumojn pri fosilia poleno, granda lignokarbo, akvaj fosilioj kaj aŭtigenaj mineraloj el la kerno de la Malavia Lago Borado-Projekto, ni rekonstruis la MSA-homan rilaton kun Lago Malavio.Okupu la klimatajn kaj medikondiĉojn de la sama periodo (21).Ĉi-lastaj du agentoj estas la ĉefbazo por rekonstruado de relativaj lagprofundoj devenantaj de pli ol 1200 ka (21), kaj estas egalitaj kun poleno kaj makrokarbonprovaĵoj kolektitaj de la sama loko en la kerno de ~636 ka (25) en la pasinteco. .La plej longaj kernoj (MAL05-1B kaj MAL05-1C; 381 kaj 90 m respektive) estis kolektitaj proksimume 100 kilometrojn sudoriente de la arkeologia projektareo.Mallonga kerno (MAL05-2A; 41 m) estis kolektita proksimume 25 kilometrojn oriente de la Norda Rukulu Rivero (Figuro 1).La MAL05-2A-kerno reflektas la surterajn paleomediajn kondiĉojn en la Kalunga areo, dum la MAL05-1B/1C-kerno ne ricevas rektan riverenigaĵon de la Kalunga, tiel ke ĝi povas pli bone reflekti la regionajn kondiĉojn.
La depona indico registrita en la komponita borilkerno MAL05-1B/1C komenciĝis de 240 ka kaj pliiĝis de la longdaŭra averaĝa valoro de 0,24 ĝis 0,88 m/ka (Figuro S5).La komenca pliiĝo rilatas al ŝanĝoj en la enorbita modula sunlumo, kiu kaŭzos alt-amplitudajn ŝanĝojn en la lagnivelo dum ĉi tiu intervalo (25).Tamen, kiam la enorbita ekscentreco falas post 85 ka kaj la klimato estas stabila, la landsinkiĝofteco daŭre estas alta (0.68 m/ka).Ĉi tio koincidis kun la tera OSL-rekordo, kiu montris ampleksajn signojn de aluvia ventumila ekspansio post ĉirkaŭ 92 ka, kaj estis kongrua kun la malsaniĝemaj datumoj montrantaj pozitivan korelacion inter erozio kaj fajro post 85 ka (Aldona teksto kaj Tabelo S7).Konsiderante la erarintervalon de la disponebla geokronologia kontrolo, estas maleble juĝi ĉu tiu aro de rilatoj evoluas malrapide el la progreso de la rekursiva procezo aŭ erupcias rapide kiam atingas kritikan punkton.Laŭ la geofizika modelo de la evolucio de la baseno, ekde la Meza Plejstoceno (20), rifto-etendiĝo kaj rilata landsinkado malrapidiĝis, do ĝi ne estas la ĉefa kialo de la vasta ventumila formprocezo, kiun ni ĉefe determinis post 92 ka.
Ekde la Meza Plejstoceno, klimato estis la ĉefa kontrola faktoro de laga akvonivelo (26).Specife, la levado de la norda baseno fermis ekzistantan elirejon.800 ka por profundigi la lagon ĝis ĝi atingas la sojlan altecon de la moderna elirejo (21).Situante ĉe la suda fino de la lago, tiu ellasejo disponigis supran limon por la akvonivelo de la lago dum malsekaj intervaloj (inkluzive de hodiaŭ), sed permesis al la baseno fermiĝi kiam la akvonivelo de la lago falis dum sekaj periodoj (27).La rekonstruo de la lagnivelo montras la alternajn sekaj kaj malsekaj cikloj en la pasintaj 636 ka.Laŭ indico de fosilia poleno, ekstremaj sekecaj periodoj (>95% redukto en totala akvo) asociitaj kun malalta somera sunbrilo kaŭzis la vastiĝon de duondezerta vegetaĵaro, kun arboj limigitaj al permanentaj akvovojoj (27).Tiuj (lagaj) malkulminoj estas korelaciitaj kun polenspektroj, montrante altan proporcion de herboj (80% aŭ pli) kaj kserofitoj (Amaranthaceae) koste de arbaj klasifik-grupoj kaj malalta totala specioriĉo (25).Kontraste, kiam la lago alproksimiĝas al modernaj niveloj, vegetaĵaro proksime rilata al afrikaj montararbaroj kutime etendiĝas ĝis la lagobordo [ĉirkaŭ 500 m super marnivelo (masl)].Hodiaŭ, afrikaj montararbaroj nur aperas en malgrandaj diskretaj pecetoj super proksimume 1500 msl (25, 28).
La plej lastatempa ekstrema sekeca periodo okazis de 104 ĝis 86 ka.Post tio, kvankam la lagnivelo revenis al altaj kondiĉoj, malfermaj miombo-maldensarbaroj kun granda kvanto da herboj kaj herbaj ingrediencoj iĝis oftaj (27, 28).La plej signifaj afrikaj montararbartaksonoj estas Podocarpus pino, kiu neniam resaniĝis al valoro simila al la antaŭa alta lagnivelo post 85 ka (10.7 ± 7.6% post 85 ka, dum la simila lagnivelo antaŭ 85 ka estas 29.8 ± 11.8%). ).La Margalef-indekso (Dmg) ankaŭ montras, ke la specioriĉo de la pasintaj 85 ka estas 43% pli malalta ol la antaŭa daŭra alta laga nivelo (2.3 ± 0.20 kaj 4.6 ± 1.21, respektive), ekzemple, inter 420 kaj 345 ka ( Suplementa). teksto kaj figuroj S5 kaj S6) (25).Polenaj specimenoj de proksimume tempo.88 ĝis 78 ka ankaŭ enhavas altan procenton de Compositae-poleno, kiu povas indiki ke la vegetaĵaro estis ĝenita kaj estas ene de la erarintervalo de la plej malnova dato kiam homoj okupis la areon.
Ni uzas la klimatan anomaliometodon (29) por analizi la paleoekologiajn kaj paleoklimatajn datumojn de kernoj boritaj antaŭ kaj post 85 ka, kaj ekzameni la ekologian rilaton inter vegetaĵaro, specioabundo kaj precipitaĵo kaj la hipotezon de malkunigo de la konkludita pura klimata prognozo.Vetu bazlinian reĝimon de ~550 ka.Ĉi tiu transformita ekosistemo estas trafita de lagoplenigantaj precipitaĵkondiĉoj kaj fajroj, kiu estas reflektita en la manko de specioj kaj novaj vegetaĵarkombinaĵoj.Post la lasta seka periodo, nur kelkaj arbaraj elementoj renormaliĝis, inkluzive de la fajrorezistaj komponantoj de afrikaj montararbaroj, kiel olivoleo, kaj la fajrorezistaj komponantoj de tropikaj laŭsezonaj arbaroj, kiel Celtis (Aldona teksto kaj Figuro S5) ( 25).Por testi ĉi tiun hipotezon, ni modeligis lagajn akvonivelojn derivitajn de ostrakodo kaj aŭtigenaj mineralaj anstataŭaĵoj kiel sendependaj variabloj (21) kaj dependaj variabloj kiel ekzemple lignokarbo kaj poleno, kiuj povas esti tuŝitaj de pliigita fajrofrekvenco (25).
Por kontroli la similecon aŭ diferencon inter ĉi tiuj kombinaĵoj en malsamaj tempoj, ni uzis polenon de Podocarpus (ĉiamverda arbo), herbo (herbo), kaj olivo (fajrrezista komponanto de afrikaj montararbaroj) por ĉefa koordinata analizo (PCoA), kaj miombo (la ĉefa maldensarbarkomponento hodiaŭ).Grafikante PCoA sur la interpola surfaco reprezentanta la lagnivelon kiam ĉiu kombinaĵo estis formita, ni ekzamenis kiel la polenkombinaĵo ŝanĝiĝas rilate al precipitaĵo kaj kiel ĉi tiu rilato ŝanĝiĝas post 85 ka (Figuro 3 kaj Figuro S7).Antaŭ 85 ka, la gramineo-bazitaj provaĵoj agregiĝis al sekaj kondiĉoj, dum la podocarpus-bazitaj provaĵoj agregiĝis al malsekaj kondiĉoj.En kontrasto, la provaĵoj post 85 ka estas buligitaj kun la plej multaj provaĵoj antaŭ 85 ka kaj havas malsamajn mezajn valorojn, indikante ke ilia kunmetaĵo estas nekutima por similaj precipitaĵkondiĉoj.Ilia pozicio en PCoA reflektas la influon de Olea kaj miombo, kiuj ambaŭ estas favorataj sub kondiĉoj pli emaj al fajro.En la specimenoj post 85 ka, Podocarpus-pino estis nur abunda en tri sinsekvaj specimenoj, kiuj okazis post kiam la intervalo inter 78 kaj 79 ka komenciĝis.Tio indikas ke post la komenca pliiĝo en pluvokvanto, la arbaro ŝajnas esti resaniĝinta nelonge antaŭ ol ĝi finfine kolapsis.
Ĉiu punkto reprezentas ununuran polenspecimenon en antaŭfiksita momento, uzante la suplementan tekston kaj la aĝmodelon en Figuro 1. S8.La vektoro reprezentas la direkton kaj gradienton de ŝanĝo, kaj pli longa vektoro reprezentas pli fortan tendencon.La subesta surfaco reprezentas la akvonivelon de la lago kiel reprezentanto de precipitaĵo;la malhelbluo estas pli alta.La averaĝa valoro de PCoA-trajtovaloroj estas provizita por la datumoj post 85 ka (ruĝa diamanto) kaj ĉiuj datumoj de similaj lagaj niveloj antaŭ 85 ka (flava diamanto).Uzante la datenojn de la tuta 636 ka, la "simulita lagnivelo" estas inter -0.130-σ kaj -0.198-σ proksime de la meza propravaloro de la lagnivelo PCA.
Por studi la rilaton inter poleno, laga akvonivelo kaj lignokarbo, ni uzis neparametrikan multvarian analizon de varianco (NP-MANOVA) por kompari la totalan "medion" (reprezentitan per la datummatrico de poleno, laga akvonivelo kaj lignokarbo) antaŭ ol. kaj post la 85 ka transiro.Ni trovis, ke la variado kaj kunvarianco trovitaj en ĉi tiu datuma matrico estas statistike signifaj diferencoj antaŭ kaj post 85 ka (Tablo 1).
Niaj surteraj paleomediaj datenoj de la fitolitoj kaj grundoj ĉe la rando de la Okcidenta Lago estas kongruaj kun la interpreto bazita sur la laga prokurilo.Tiuj indikas ke malgraŭ la alta akvonivelo de la lago, la pejzaĝo estis transformita en pejzaĝon dominatan de malferma kanopea arbara tero kaj arbarkovrita herbejo, same kiel hodiaŭ (25).Ĉiuj lokoj analizitaj por fitolitoj sur la okcidenta rando de la baseno estas post ~45 ka kaj montras grandan kvanton de arbarkovro reflektanta malsekajn kondiĉojn.Tamen, ili kredas ke la plej granda parto de la mulĉo estas en la formo de malferma maldensarbaro superkreskita de bambuo kaj panikherbo.Laŭ fitolitdatenoj, nefajrrezistaj palmarboj (Arekacoj) ekzistas nur sur la marbordo de la lago, kaj estas raraj aŭ forestantaj en enlandaj arkeologiaj lokoj (Tabelo S8) (30).
Ĝenerale, malsekaj sed malfermaj kondiĉoj en la malfrua Plejstoceno ankaŭ povas esti konkluditaj el surteraj paleosoloj (19).Laguna argilo kaj marĉa grundokarbonato de la arkeologia loko de Mwanganda Village povas esti spuritaj reen al 40 ĝis 28 cal ka BP (antaŭe kalibrita Qian'anni) (Tablo S4).La karbonata grunda tavolo en la Chitimwe-beto estas kutime nodulaj kalkecaj (Bkm) kaj argilecaj kaj karbonataj (Btk) tavoloj, kio indikas la lokon de relativa geomorfologia stabileco kaj la malrapidan setlejon de la ampleksa aluvia ventumilo Proksimume 29 kal ka BP (Suplementa). teksto).La eroziita, hardita laterita grundo (litoroko) formita sur la restaĵoj de antikvaj adorantoj indikas malfermajn pejzaĝkondiĉojn (31) kaj fortan sezonan precipitaĵon (32), indikante la kontinuan efikon de tiuj kondiĉoj sur la pejzaĝo.
Subteno por la rolo de fajro en ĉi tiu transiro venas de la parigitaj makrokarbrekordoj de borilkernoj, kaj la enfluo de lignokarbo de la Centra Baseno (MAL05-1B/1C) ĝenerale pliiĝis de proksimume.175 kartoj.Granda nombro da pintoj sekvas intere proksimume.Post 135 kaj 175 ka kaj 85 kaj 100 ka, la laga nivelo renormaliĝis, sed la arbara kaj specia riĉeco ne renormaliĝis (Kuldona teksto, Figuro 2 kaj Figuro S5).La rilato inter karbonfluo kaj la magneta malsaniĝemeco de lagsedimentoj ankaŭ povas montri padronojn de longperspektiva fajrohistorio (33).Uzu datumojn de Lyons et al.(34) Lago Malavio daŭre eroziis la bruligitan pejzaĝon post 85 ka, kio implicas pozitivan korelacion (Rs de Spearman = 0,2542 kaj P = 0,0002; Tabelo S7), dum la pli malnovaj sedimentoj montras la kontraŭan rilaton (Rs = -0,2509 kaj P < 0,0001).En la norda baseno, la pli mallonga MAL05-2A-kerno havas la plej profundan datan ankropunkton, kaj la plej juna Toba tobo estas ~74 ĝis 75 ka (35).Kvankam al ĝi mankas pli longperspektiva perspektivo, ĝi ricevas enigaĵon rekte de la baseno kie la arkeologiaj datenoj estas fontitaj.La lignokarbo-rekordoj de la norda baseno montras ke ekde la Toba kripto-tephra marko, la enigo de terigena lignokarbo konstante pliiĝis dum la periodo kiam arkeologia indico estas plej ofta (Figuro 2B).
Signoj de homfaritaj fajroj povas reflekti intencan uzon sur pejzaĝskalo, ĝeneraligitaj populacioj kaŭzantaj pli aŭ pli grandajn surlokajn ŝaltojn, ŝanĝon de fuelhavebleco rikoltante subarbararbarojn, aŭ kombinaĵon de tiuj agadoj.Modernaj ĉasistoj-kolektistoj uzas fajron por aktive ŝanĝi furaĝajn rekompencojn (2).Iliaj agadoj pliigas la abundon de predo, konservas la mosean pejzaĝon kaj pliigas la termikan diversecon kaj heterogenecon de sinsekvaj stadioj (13).Fajro ankaŭ gravas por surlokaj agadoj kiel hejtado, kuirado, defendo kaj socianiĝo (14).Eĉ malgrandaj diferencoj en fajrodeplojo ekster naturaj fulmofrapoj povas ŝanĝi arbarajn sinsekvopadronojn, fuelhaveblecon kaj pafsezonecon.La redukto de arbokovraĵo kaj subarbararboj plej verŝajne pliigas erozion, kaj la perdo de speciodiverseco en tiu areo estas proksime rilata al la perdo de afrikaj montararbarkomunumoj (25).
En la arkeologia rekordo antaŭ ol la MSA komenciĝis, homa kontrolo de fajro estis bone establita (15), sed ĝis nun, ĝia uzo kiel pejzaĝa administrado ilo estis nur registrita en kelkaj Paleolitikaj kuntekstoj.Ĉi tiuj inkluzivas proksimume en Aŭstralio.40 jaroj (36), Altebenaĵo Nov-Gvineo.45 ka (37) packontrakto.50 ka Niah Cave (38) en malaltebenaĵo Borneo.En la Amerikoj, kiam homoj unue eniris ĉi tiujn ekosistemojn, precipe en la pasintaj 20 jaroj (16), artefarita ekbruligo estis konsiderita kiel la ĉefa faktoro en la reagordo de plantoj kaj bestaj komunumoj.Tiuj konkludoj devas esti bazitaj sur signifa indico, sed en la kazo de rekta interkovro de arkeologiaj, geologiaj, geomorfologiaj, kaj paleomediaj datenoj, la kaŭzeca argumento estis fortigita.Kvankam la maraj kerndatenoj de la marbordaj akvoj de Afriko antaŭe disponigis signojn de fajroŝanĝoj en la pasinteco proksimume 400 ka (9), ĉi tie ni disponigas signojn de homa influo de rilataj arkeologiaj, paleomediaj, kaj geomorfologiaj datenoj.
La identigo de homfaritaj fajroj en paleomediaj rekordoj postulas signojn de fajroagadoj kaj tempajn aŭ spacajn ŝanĝojn de vegetaĵaro, pruvante ke tiuj ŝanĝoj ne estas antaŭviditaj de klimataj parametroj sole, kaj la tempa/spaca interkovro inter ŝanĝoj en fajrokondiĉoj kaj ŝanĝoj en homaj. rekordoj (29) Ĉi tie, la unuaj signoj de ĝeneraligita MSA-okupo kaj aluvia fanformado en la Lago Malavia baseno okazis ĉe proksimume la komenco de grava reorganizo de regiona vegetaĵaro.85 kartoj.La lignokarba abundo en la MAL05-1B/1C-kerno reflektas la regionan tendencon de lignokarbproduktado kaj atestaĵo, je proksimume 150 ka kompare kun la resto de la 636 ka-rekordo (Figuroj S5, S9, kaj S10).Ĉi tiu transiro montras la gravan kontribuon de fajro al formado de la konsisto de la ekosistemo, kiu ne povas esti klarigita per klimato sole.En naturaj fajrosituacioj, fulmbruligo kutime okazas ĉe la fino de la seka sezono (39).Tamen, se la fuelo estas sufiĉe seka, homfaritaj fajroj povas esti ekbruligitaj iam ajn.Sur la skalo de la sceno, homoj povas kontinue ŝanĝi la fajron kolektante brullignon de sub la arbaro.La fina rezulto de iu speco de homfarita fajro estas ke ĝi havas la potencialon kaŭzi pli lignecan vegetaĵan konsumon, daŭrante tutjare, kaj sur ĉiuj skaloj.
En Sud-Afriko, jam 164 ka (12), fajro estis uzita por la varmotraktado de ilfaraj ŝtonoj.Jam 170 ka (40), fajro estis uzata kiel ilo por kuiri amelajn tuberojn, plene utiligante fajron en antikvaj tempoj.Prosperaj Rimedoj-Inklina Pejzaĝo (41).Pejzaĝaj fajroj reduktas la arbarkovron kaj estas grava ilo por konservi herbejojn kaj arbarpecetajn mediojn, kiuj estas la difinaj elementoj de hom-mediaciitaj ekosistemoj (13).Se la celo de ŝanĝado de vegetaĵaro aŭ predokonduto estas pliigi homfaritan bruladon, tiam tiu konduto reprezentas pliiĝon en la komplekseco de kontrolado kaj deplojado de fajro de fruaj modernaj homoj kompare kun fruaj homoj, kaj montras ke nia rilato kun fajro spertis. ŝanĝo en interdependeco (7).Nia analizo provizas plian manieron kompreni la ŝanĝojn en la uzo de fajro de homoj en la Malfrua Plejstoceno, kaj la efikon de ĉi tiuj ŝanĝoj sur ilia pejzaĝo kaj medio.
La vastiĝo de la Late Quaternary aluviaj adorantoj en la Karonga areo povas ŝuldiĝi al ŝanĝoj en la laŭsezona brulciklo sub kondiĉoj de pli alta ol meza pluvokvanto, kondukante al pliigita erozio de la montoflanko.La mekanismo de tiu okazo povas esti la akvodislim-skala respondo movita per la tumulto kaŭzita de la fajro, la plifortigita kaj daŭranta erozio de la supraĵo de la akvodislimo, kaj la vastiĝo de aluviaj adorantoj en la piedmontmedio proksime de Malavio.Tiuj reagoj povas inkluzivi ŝanĝiĝantajn grundajn trajtojn por redukti permeablon, redukti surfacan malglatecon kaj pliigi drenaĵon pro la kombinaĵo de altaj precipitaĵokondiĉoj kaj reduktita arbarkovro (42).La havebleco de sedimentoj estas komence plibonigita per senŝeligado de la kovra materialo, kaj kun la tempo, grunda forto povas malpliiĝi pro hejtado kaj reduktita radikforto.La eksfoliado de la supra grundo pliigas la sedimentan fluon, kiu estas akomodita per la ventumilforma amasiĝo laŭflue kaj akcelas la formadon de ruĝa grundo sur la ventumilforma.
Multaj faktoroj povas kontroli la respondon de la pejzaĝo al ŝanĝiĝantaj fajrokondiĉoj, la plej multaj el kiuj funkciigas ene de mallonga tempodaŭro (42-44).La signalo, kiun ni asocias ĉi tie, estas evidenta laŭ la jarmila temposkalo.Analizaj kaj pejzaĝaj evoluaj modeloj montras, ke kun la vegetaĵa tumulto kaŭzita de ripetaj sovaĝaj fajroj, la denudiĝoprocento ŝanĝiĝis signife sur jarmila temposkalo (45, 46).La manko de regionaj fosiliaj rekordoj, kiuj koincidas kun la observitaj ŝanĝoj en lignokarbo kaj vegetaĵaro-rekordoj, malhelpas la rekonstruon de la efikoj de homa konduto kaj mediaj ŝanĝoj sur la kunmetaĵo de herbovoraj komunumoj.Tamen grandaj plantomanĝantoj, kiuj loĝas pli malfermajn pejzaĝojn, ludas rolon en konservado de ili kaj malhelpado de la invado de ligna vegetaĵaro (47).Indico de ŝanĝoj en malsamaj komponantoj de la medio ne devus esti atendita okazi samtempe, sed devus esti vidita kiel serio de akumulaj efikoj kiuj povas okazi dum longa tempodaŭro (11).Uzante la klimatan anomaliometodon (29), ni rigardas homan agadon kiel ŝlosilan movan faktoron en formado de la pejzaĝo de norda Malavio dum la Malfrua Plejstoceno.Tamen, tiuj efikoj povas esti bazitaj sur la pli frua, malpli evidenta heredaĵo de hom-mediaj interagoj.La karbopinto kiu aperis en la paleomedia rekordo antaŭ la plej frua arkeologia dato povas inkludi antropogenan komponenton kiu ne kaŭzas la samajn ekologiajn sistemŝanĝojn kiel registrite poste, kaj ne implikas enpagojn kiuj estas sufiĉaj por memfide indiki homan okupon.
Mallongaj sedimentkernoj, kiel ekzemple tiuj de la apuda Masoko Lago Baseno en Tanzanio, aŭ la pli mallongaj sedimentkernoj en Lago Malavio, montras ke la relativa polenabundo de herbo kaj maldensarbartaksonoj ŝanĝiĝis, kiu estas atribuita al la pasintaj 45 jaroj.La natura klimata ŝanĝo de ka (48-50).Tamen, nur longdaŭra observado de la polena rekordo de Lago Malavio >600 ka, kune kun la antikva arkeologia pejzaĝo apud ĝi, eblas kompreni la klimaton, vegetaĵaron, lignokarbon kaj homajn agadojn.Kvankam homoj verŝajne aperos en la norda parto de la Lago Malavia baseno antaŭ 85 ka, proksimume 85 ka, precipe post 70 ka, indikas ke la areo estas alloga por homa loĝado post la lasta grava sekeca periodo finiĝis.En ĉi tiu tempo, la nova aŭ pli intensa/ofta uzo de fajro fare de homoj estas evidente kombinita kun natura klimata ŝanĝo por rekonstrui la ekologian rilaton> 550-ka, kaj finfine formis la fruan antaŭ-agrikulturan artefaritan pejzaĝon (Figuro 4).Male al pli fruaj periodoj, la sedimenta naturo de la pejzaĝo konservas la MSA-ejon, kio estas funkcio de la rekursiva rilato inter la medio (resursdistribuo), homa konduto (agadpadronoj), kaj fanaktivigo (demetaĵo/ejsepulto).
(A) Pri.400 ka: Neniuj homoj povas esti detektitaj.La humidaj kondiĉoj estas similaj al hodiaŭ, kaj la laga nivelo estas alta.Diversa, nefajra imuna arbarkovrilo.(B) Ĉirkaŭ 100 ka: Ne ekzistas arkeologia registro, sed la ĉeesto de homoj povas esti detektita per la enfluo de lignokarbo.Ekstreme sekaj kondiĉoj okazas en sekaj akvodislimoj.La praroko estas ĝenerale senŝirma kaj la surfacsedimentoj estas limigitaj.(C) Ĉirkaŭ 85 ĝis 60 ka: La akvonivelo de la lago pliiĝas kun la pliiĝo de precipitaĵo.La ekzisto de homoj povas esti malkovrita per arkeologio post 92 ka, kaj post 70 ka sekvos la forbruligo de altebenaĵoj kaj la ekspansio de aluviaj ventumiloj.Malpli diversa, fajrorezista vegetaĵarsistemo aperis.(D) Proksimume 40 ĝis 20 ka: Ekologia karbonigo en la norda baseno pliiĝis.La formado de aluviaj adorantoj daŭris, sed komencis malfortiĝi ĉe la fino de ĉi tiu periodo.Kompare kun la antaŭa rekordo de 636 ka, la lagnivelo restas alta kaj stabila.
La Antropoceno reprezentas la amasiĝon de niĉ-konstruaj kondutoj evoluigitaj dum miloj da jaroj, kaj ĝia skalo estas unika al moderna Homo sapiens (1, 51).En la moderna kunteksto, kun la enkonduko de agrikulturo, homfaritaj pejzaĝoj daŭre ekzistas kaj intensiĝas, sed ili estas etendaĵoj de padronoj establitaj dum la Plejstoceno, prefere ol malkonektiĝoj (52).Datenoj de norda Malavio montras, ke la ekologia transira periodo povas esti plilongigita, komplika kaj ripetema.Ĉi tiu skalo de transformo reflektas la kompleksan ekologian scion de fruaj modernaj homoj kaj ilustras ilian transformon al nia tutmonda domina specio hodiaŭ.
Laŭ la protokolo priskribita fare de Thompson et al., surloka enketo kaj registrado de artefaktoj kaj pavimŝtonoj sur la enketregiono.(53).La lokigo de la testfosaĵo kaj la elfosado de la ĉefa ejo, inkluzive de mikromorfologio kaj fitolita specimenigo, sekvis la protokolon priskribitan de Thompson et al.(18) kaj Wright et al.(19).Nia geografia informsistemo (GIS) mapo bazita sur la Malavia geologia enketomapo de la regiono montras klaran korelacion inter Chitimwe Beds kaj arkeologiaj lokoj (Figuro S1).La intervalo inter la geologiaj kaj arkeologiaj testfosaĵoj en Karonga areo devas kapti la plej larĝan reprezentan provaĵon (Figuro S2).La geomorfologio, geologia aĝo kaj arkeologiaj enketoj de Karonga implikas kvar ĉefajn kampenketmetodojn: piedirantenketoj, arkeologiaj testfosaĵoj, geologiaj testfosaĵoj kaj detalaj ejfosadoj.Kune, tiuj teknikoj permesas specimenigon de la ĉefa malkovro de la Chitimwe-lito en la nordo, centra, kaj sude de Karonga (Figuro S3).
La surloka enketo kaj registrado de artefaktoj kaj pavimtrajtoj sur la piediranta enketregiono sekvis la protokolon priskribitan fare de Thompson et al.(53).Ĉi tiu aliro havas du ĉefajn celojn.La unua estas identigi la lokojn kie la kulturaj restaĵoj estis eroziitaj, kaj poste meti arkeologiajn testfosaĵojn supren en ĉi tiujn lokojn por restarigi la kulturajn restaĵojn surloke el la entombigita medio.La dua celo estas formale registri la distribuadon de artefaktoj, iliajn karakterizaĵojn, kaj ilian rilaton kun la fonto de proksimaj ŝtonmaterialoj (53).En ĉi tiu laboro, tripersona teamo marŝis je distanco de 2 ĝis 3 metroj entute 147,5 liniaj kilometroj, trairante la plej multajn el la tiritaj Chitimwe-betoj (Tablo S6).
La laboro unue temigis Chitimwe Beds por maksimumigi la observitajn artefaktajn specimenojn, kaj due temigis longajn liniajn sekciojn de la lagbordo ĝis la altebenaĵoj kiuj tranĉas trans malsamaj sedimentaj unuoj.Tio konfirmas ŝlosilan observadon ke la artefaktoj situantaj inter la okcidentaj altebenaĵoj kaj la lagobordo estas nur rilataj al la Chitimwe-lito aŭ pli lastatempaj Malfrupleistoceno kaj Holoceno-sedimentoj.La artefaktoj trovitaj en aliaj enpagoj estas eksterej, translokigitaj de aliaj lokoj en la pejzaĝo, kiel povas esti viditaj de sia abundo, grandeco, kaj grado de veteraĝado.
La arkeologia testfosaĵo modloko kaj la elfosado de la ĉefloko, inkluzive de mikromorfologio kaj fitolita specimenigo, sekvis la protokolon priskribitan fare de Thompson et al.(18, 54) kaj Wright et al.(19, 55).La ĉefa celo estas kompreni la subteran distribuadon de artefaktoj kaj ventumilformaj sedimentoj en la pli granda pejzaĝo.Artefaktoj estas kutime entombigitaj profunde en ĉiuj lokoj en Chitimwe Beds, krom la randoj, kie erozio komencis forigi la supron de la sedimento.Dum la neformala enketo, du homoj preterpasis Chitimwe Beds, kiuj estis montritaj kiel maptrajtoj sur la geologia mapo de la Malavia registaro.Kiam tiuj homoj renkontis la ŝultrojn de la Chitimwe Bed-sedimento, ili komencis piediri laŭ la rando, kie ili povis observi la artefaktojn eroziitajn de la sedimento.Inklinante la elfosadojn iomete supren (3 ĝis 8 m) de la aktive eroziantaj artefaktoj, la elfosado povas riveli ilian surlokan pozicion relative al la sedimento enhavanta ilin, sen la bezono de ampleksa elfosado laterale.La testfosaĵoj estas metitaj tiel ke ili estas 200 ĝis 300 metrojn for de la venonta plej proksima fosaĵo, tiel kaptante ŝanĝojn en la Chitimwe-litsedimento kaj la artefaktoj kiujn ĝi enhavas.En kelkaj kazoj, la testfosaĵo rivelis ejon kiu poste iĝis plenskala elfosejo.
Ĉiuj testfosaĵoj komenciĝas per kvadrato de 1 × 2 m, frontas nord-sude, kaj estas elfositaj en arbitraj unuoj de 20 cm, krom se la koloro, teksturo aŭ enhavo de la sedimento ŝanĝiĝas signife.Notu la sedimentologion kaj grundajn trajtojn de ĉiuj elfositaj sedimentoj, kiuj pasas egale tra 5 mm seka kribrilo.Se la deponprofundeco daŭre superas 0,8 ĝis 1 m, ĉesu fosi en unu el la du kvadrataj metroj kaj daŭrigu fosi en la alia, tiel formante "paŝon" por ke vi povu eniri pli profundajn tavolojn sekure.Tiam daŭrigu elfosi ĝis la praroko estas atingita, almenaŭ 40 cm da arkeologie sterilaj sedimentoj estas sub la koncentriĝo de artefaktoj, aŭ la elfosado iĝas tro nesekura (profunda) por daŭrigi.En iuj kazoj, la deponprofundeco devas etendi la testfosaĵon al tria kvadrata metro kaj eniri la tranĉeon en du paŝoj.
Geologiaj testfosaĵoj antaŭe montris ke Chitimwe Beds ofte aperas sur geologiaj mapoj pro sia karakteriza ruĝa koloro.Kiam ili inkluzivas ampleksajn riveretojn kaj riversedimentojn, kaj aluviajn ventumilojn, ili ne ĉiam aperas ruĝaj (19).Geologio La testfosaĵo estis elfosita kiel simpla fosaĵo dizajnita por forigi la miksitajn suprajn sedimentojn por riveli la subterajn tavolojn de la sedimentoj.Tio estas necesa ĉar la Chitimwe-lito estas eroziita en parabolan montoflankon, kaj ekzistas kolapsitaj sedimentoj sur la deklivo, kiuj kutime ne formas klarajn naturajn partojn aŭ tranĉojn.Tial, tiuj elfosadoj aŭ okazis sur la supro de la Chitimwe-lito, supozeble ekzistis subtera kontakto inter la Chitimwe-lito kaj la Pliocena Chiwondo-lito malsupre, aŭ ili okazis kie la riverterassedimentoj devis esti datitaj (55).
Plenskalaj arkeologiaj elfosadoj estas aranĝitaj en lokoj kiuj promesas grandan nombron da en-situaj ŝtonaj ilasembleoj, kutime bazitaj sur testfosaĵoj aŭ lokoj kie granda nombro da kulturaj restaĵoj povas esti vidita erozii de la deklivo.La ĉefaj elfositaj kulturaj restaĵoj estis reakiritaj de sedimentaj unuoj elfositaj aparte en kvadrato de 1 × 1 m.Se la denseco de artefaktoj estas alta, la fosa unuo estas 10 aŭ 5 cm ŝprucaĵo.Ĉiuj ŝtonproduktoj, fosiliaj ostoj kaj okro estis desegnitaj dum ĉiu grava elfosado, kaj ekzistas neniu grandeclimo.La grandeco de ekrano estas 5 mm.Se kulturaj restaĵoj estas malkovritaj dum la elfosadprocezo, ili estos asignitaj unika strekkoda desegna eltrovaĵnumero, kaj la eltrovaĵnombroj en la sama serio estos asignitaj al la filtritaj eltrovaĵoj.La kulturaj restaĵoj estas markitaj per permanenta inko, metitaj en saketojn kun specimenaj etikedoj, kaj ensakigitaj kune kun aliaj kulturaj restaĵoj de la sama fono.Post analizo, ĉiuj kulturaj restaĵoj estas stokitaj en la Kultura kaj Muzea Centro de Karonga.
Ĉiuj elfosadoj estas faritaj laŭ naturaj tavoloj.Tiuj estas subdividitaj en kraĉojn, kaj la kraĉdikeco dependas de la artefaktodenseco (ekzemple, se la artefaktodenseco estas malalta, la kraĉdikeco estos alta).Fondatenoj (ekzemple, sedimentaj trajtoj, fonrilatoj, kaj observaĵoj de interfero kaj artefaktodenseco) estas registritaj en la Access-datumbazo.Ĉiuj koordinatdatenoj (ekzemple, trovoj desegnitaj en segmentoj, kunteksta alteco, kvadrataj anguloj, kaj provaĵoj) estas bazitaj sur Universal Transverse Mercator (UTM) koordinatoj (WGS 1984, Zone 36S).Ĉe la ĉefa loko, ĉiuj punktoj estas registritaj per Nikon Nivo C-serio 5″ totalstacio, kiu estas konstruita sur loka krado kiel eble plej proksime norde de UTM.La loko de la nordokcidenta angulo de ĉiu elfosejo kaj la loko de ĉiu elfosejo La kvanto de sedimento estas donita en Tabelo S5.
La sekcio de sedimentologio kaj grundscienco-karakterizaĵoj de ĉiuj elfositaj unuoj estis registrita uzante la United States Agricultural Part Class Program (Unuiĝinta States Agricultural Part Class Programme) (56).Sedimentaj unuoj estas precizigitaj surbaze de grajngrandeco, anguleco, kaj litkarakterizaĵoj.Notu la eksternormajn inkludojn kaj tumultojn asociitajn kun la sedimentunuo.Grundevoluo estas determinita per la amasiĝo de seskvioksido aŭ karbonato en subtera grundo.Subtera veteraĝado (ekzemple, redox, formado de restaj mangannoduloj) ankaŭ estas ofte registrita.
La kolektopunkto de OSL-provaĵoj estas determinita surbaze de taksado kiu facies povas produkti la plej fidindan takson de sedimenta entombiga aĝo.Ĉe la prova loko, tranĉeoj estis fositaj por eksponi la aŭtigenan sedimentan tavolon.Kolektu ĉiujn specimenojn uzatajn por OSL-dato enmetante maldiafanan ŝtaltubon (ĉirkaŭ 4 cm en diametro kaj ĉirkaŭ 25 cm en longo) en la sedimentan profilon.
OSL-datigo mezuras la grandecon de la grupo de kaptitaj elektronoj en kristaloj (kiel ekzemple kvarco aŭ feldspato) pro eksponiĝo al joniga radiado.La plej granda parto de tiu radiado venas de la kadukiĝo de radioaktivaj izotopoj en la medio, kaj malgranda kvanto de kromaj komponentoj en tropikaj latitudoj aperas en la formo de kosma radiado.La kaptitaj elektronoj estas liberigitaj kiam la kristalo estas eksponita al lumo, kiu okazas dum transportado (nuligokazaĵo) aŭ en la laboratorio, kie la lumigado okazas sur sensilo kiu povas detekti fotonojn (ekzemple, fotomultiplika tubo aŭ fotilo kun ŝarĝita. kunliga aparato) La malsupra parto elsendas kiam la elektrono revenas al la baza stato.Kvarcaj partikloj kun grandeco inter 150 kaj 250 μm estas apartigitaj per kribrado, acidtraktado kaj denseca apartigo, kaj uzataj kiel malgrandaj alikvotoj (<100 partikloj) muntitaj sur la surfaco de aluminioplato aŭ boritaj en puton 300 x 300 mm La individuo partikloj estas analizitaj sur aluminia pato.La entombigita dozo estas kutime taksita per ununura alikvota regenera metodo (57).Aldone al taksado de la radiadozo ricevita per grajnoj, OSL-datigo ankaŭ postulas taksi la dozrapidecon mezurante la radionukleidkoncentriĝon en la sedimento de la kolektita provaĵo uzante gama-spektroskopion aŭ neŭtronan aktivigan analizon, kaj determini la kosman dozan referencspecimenon Loko kaj profundo de entombigo.La fina aĝo-determino estas atingita dividante la entombigdozon per la dozofteco.Tamen, kiam ekzistas ŝanĝo en la dozo mezurita per ununura greno aŭ grupo de grajnoj, statistika modelo estas necesa por determini la konvenan entombigitan dozon por esti uzita.La entombigita dozo estas kalkulita ĉi tie uzante la centran eramodelon, en la kazo de ununura alikvoto-datigo, aŭ en la kazo de unu-partikla datado, uzante finhavan miksaĵmodelon (58).
Tri sendependaj laboratorioj faris OSL-analizon por ĉi tiu studo.La detalaj individuaj metodoj por ĉiu laboratorio estas montritaj malsupre.Ĝenerale, ni uzas la regeneran dozan metodon por apliki OSL-datigon al malgrandaj alikvotoj (dekoj da grajnoj) anstataŭ uzi analizon de unugrajno.Tio estas ĉar dum la regenera kreskoeksperimento, la reakirofteco de malgranda provaĵo estas malalta (<2%), kaj la OSL-signalo ne estas saturita sur la natura signalnivelo.La interlaboratoria konsistenco de aĝdetermino, la konsistenco de la rezultoj ene de kaj inter la testitaj stratigrafaj profiloj, kaj la konsistenco kun la geomorfologia interpreto de la 14C aĝo de karbonatŝtonoj estas la ĉefbazo por tiu takso.Ĉiu laboratorio taksis aŭ efektivigis ununuran grenan interkonsenton, sed sendepende determinis, ke ĝi ne taŭgas por uzo en ĉi tiu studo.La detalaj metodoj kaj analizaj protokoloj sekvataj de ĉiu laboratorio estas provizitaj en la suplementaj materialoj kaj metodoj.
Ŝtonartefaktoj reakiritaj de kontrolitaj elfosadoj (BRU-I; CHA-I, CHA-II, kaj CHA-III; MGD-I, MGD-II, kaj MGD-III; kaj SS-I) estas bazitaj sur la metrika sistemo kaj kvalito karakterizaĵoj.Mezuru la pezon kaj maksimuman grandecon de ĉiu laborpeco (uzante ciferecan pesilon por mezuri la pezon estas 0,1 g; uzi ciferecan kalibron Mitutoyo por mezuri ĉiujn dimensiojn estas 0,01 mm).Ĉiuj kulturaj restaĵoj ankaŭ estas klasifikitaj laŭ krudaĵoj (kvarco, kvarcito, siliko, ktp.), grajnograndeco (fajna, meza, kruda), unuformeco de grajnograndeco, koloro, kortekso-speco kaj kovrado, veteraĝado/randa rondigo kaj teknika grado. (kompletaj aŭ fragmentaj) Kernoj aŭ flokoj, flokoj/angulaj pecoj, martelŝtonoj, obusoj kaj aliaj).
La kerno estas mezurita laŭ sia maksimuma longo;maksimuma larĝo;larĝo estas 15%, 50% kaj 85% de longo;maksimuma dikeco;dikeco estas 15%, 50%, kaj 85% de longo.Mezuradoj ankaŭ estis faritaj por taksi la volumenajn trajtojn de la kerno de duonsferaj histoj (radiala kaj Levallois).Kaj nerompitaj kaj rompitaj kernoj estas klasifikitaj laŭ la rekomencigita metodo (ununura platformo aŭ plurplatforma, radiala, Levallois, ktp.), kaj flokaj cikatroj estas kalkulitaj je ≥15 mm kaj ≥20% de la kernlongo.Kernoj kun 5 aŭ malpli 15 mm cikatroj estas klasifikitaj kiel "hazarda".La kortikala kovrado de la tuta kernsurfaco estas registrita, kaj la relativa kortikala kovrado de ĉiu flanko estas registrita sur la kerno de la duonsfera histo.
La folio estas mezurita laŭ sia maksimuma longo;maksimuma larĝo;larĝo estas 15%, 50% kaj 85% de longo;maksimuma dikeco;dikeco estas 15%, 50%, kaj 85% de longo.Priskribu la fragmentojn laŭ la ceteraj partoj (proksima, meza, distala, disfendita dekstre kaj disfendita maldekstre).La plilongigo estas kalkulita dividante la maksimuman longon per la maksimuma larĝo.Mezuru la platforman larĝon, dikecon kaj eksteran platforman angulon de la nerompita tranĉaĵo kaj proksimalaj tranĉaĵfragmentoj, kaj klasifiku la platformojn laŭ la grado de preparado.Registru kortikalan kovradon kaj lokon sur ĉiuj tranĉaĵoj kaj fragmentoj.La distalaj randoj estas klasifikitaj laŭ la speco de finaĵo (plumo, ĉarniro, kaj supra forko).Sur la kompleta tranĉaĵo, registru la nombron kaj direkton de la cikatro sur la antaŭa tranĉaĵo.Kiam vi renkontas, registru la modiflokon kaj invadon laŭ la protokolo establita de Clarkson (59).Renovigplanoj estis iniciatitaj por la plej multaj el la elfosadkombinaĵoj por analizi restarigmetodojn kaj ejdemetintegrecon.
La ŝtonaj artefaktoj reakiritaj de la testfosaĵoj (CS-TP1-21, SS-TP1-16 kaj NGA-TP1-8) estas priskribitaj laŭ pli simpla skemo ol kontrolita elfosado.Por ĉiu artefakto, la sekvaj karakterizaĵoj estis registritaj: krudaĵo, partiklograndeco, korteksookovrado, grandecgrado, veteraĝado/randa damaĝo, teknikaj komponentoj, kaj konservado de fragmentoj.Priskribaj notoj por la diagnozaj trajtoj de la flokoj kaj kernoj estas registritaj.
Kompletaj blokoj de sedimento estis tranĉitaj de senŝirmaj sekcioj en elfosadoj kaj geologiaj tranĉeoj.Tiuj ŝtonoj estis fiksitaj surloke per gipsaj bandaĝoj aŭ neceseja papero kaj pakbendo, kaj tiam transportitaj al la Geologia Arkeologia Laboratorio de la Universitato de Tubingen en Germanio.Tie, la specimeno estas sekigita je 40 °C dum almenaŭ 24 horoj.Tiam ili estas kuracitaj sub vakuo, uzante miksaĵon de nepromociata poliestera rezino kaj stireno en proporcio de 7:3.Metiletilketona peroksido estas uzata kiel katalizilo, rezino-stirena miksaĵo (3 ĝis 5 ml/l).Post kiam la rezina miksaĵo geliĝis, varmigu la specimenon je 40 °C dum almenaŭ 24 horoj por tute malmoligi la miksaĵon.Uzu kahelsegilon por tranĉi la malmoliĝintan specimenon en 6 × 9 cm pecojn, algluu ilin sur vitra glito kaj muelu ilin ĝis dikeco de 30 μm.La rezultaj tranĉaĵoj estis skanitaj per plata skanilo, kaj analizitaj uzante ebenan polarizitan lumon, kruc-polarizitan lumon, oblikvan okazan lumon kaj bluan fluoreskecon per la nuda okulo kaj pligrandigo (×50 ĝis ×200).La terminologio kaj priskribo de maldikaj sekcioj sekvas la gvidliniojn publikigitajn de Stoops (60) kaj Courty et al.(61).La grundformaj karbonatnoduloj kolektitaj de profundo de> 80 cm estas tranĉitaj en duono tiel ke duono povas esti impregnita kaj farita en maldikaj tranĉaĵoj (4.5 × 2.6 cm) uzante norman stereomikroskopon kaj petrografan mikroskopon kaj katodolumineskan (CL) Esplormikroskopon. .La kontrolo de karbonatspecoj estas tre singarda, ĉar la formado de grundforma karbonato rilatas al la stabila surfaco, dum la formado de grundakvokarbonato estas sendependa de la surfaco aŭ grundo.
Provaĵoj estis boritaj de la tranĉita surfaco de la grundformaj karbonatnoduloj kaj duonigitaj por diversaj analizoj.FS uzis la normajn stereojn kaj petrografajn mikroskopojn de la Geoarkeologia Laborgrupo kaj la CL-mikroskopon de la Eksperimenta Mineralogio-Laborgrupo por studi la maldikajn tranĉaĵojn, kiuj ambaŭ situas en Tübingen, Germanio.La radiokarbon-dataj subspecimenoj estis boritaj per precizaj boriloj el difinita areo de proksimume 100 jaroj.La alia duono de la nodoj estas 3 mm en diametro por eviti areojn kun malfrua rekristaliĝo, riĉajn mineralajn inkludojn aŭ grandajn ŝanĝojn en la grandeco de kalcitkristaloj.La sama protokolo ne povas esti sekvita por la MEM-5038, MEM-5035 kaj MEM-5055 A specimenoj.Tiuj provaĵoj estas selektitaj el lozaj sedimentprovaĵoj kaj estas tro malgrandaj por esti tranĉitaj en duono por maldika sekco.Tamen, maldiksekcaj studoj estis faritaj sur la ekvivalentaj mikromorfologiaj provaĵoj de apudaj sedimentoj (inkluzive de karbonatnoduloj).
Ni sendis 14C-datigajn specimenojn al la Centro por Aplikata Izotopa Esploro (CAIS) ĉe la Universitato de Kartvelio, Ateno, Usono.La karbonatprovaĵo reagas kun 100% fosfora acido en evakuita reagujo por formi CO2.Malalt-temperatura purigo de CO2-provaĵoj de aliaj reagproduktoj kaj kataliza konvertiĝo al grafito.La rilatumo de grafito 14C/13C estis mezurita per 0,5-MeV-akcelila mas-spektrometro.Komparu la provaĵproporcion kun la proporcio mezurita per la oksalacida normo I (NBS SRM 4990).Carrara marmoro (IAEA C1) estas utiligita kiel la fono, kaj travertino (IAEA C2) estas utiligita kiel la sekundara normo.La rezulto estas esprimita kiel procento de moderna karbono, kaj la citita nekalibrita dato ricevas en radiokarbonaj jaroj (BP-jaroj) antaŭ 1950, uzante 14C duoniĝotempon de 5568 jaroj.La eraro estas citita kiel 1-σ kaj reflektas statistikan kaj eksperimentan eraron.Surbaze de la δ13C-valoro mezurita per izotopproporcio mas-spektrometrio, C. Wissing de la Biogeologia Laboratorio en Tubingen, Germanio, raportis la daton de izotopfrakciiĝo, krom UGAMS-35944r mezurita ĉe CAIS.Specimeno 6887B estis analizita duoble.Por fari tion, boru duan subspecimenon el la nodo (UGAMS-35944r) el la specimena areo indikita sur la tranĉa surfaco.La INTCAL20-kalibra kurbo (Tablo S4) (62) aplikita en la suda hemisfero estis uzata por korekti la atmosferan frakciigon de ĉiuj specimenoj al 14C ĝis 2-σ.