Nútíma Homo sapiens hefur tekið þátt í miklum fjölda vistkerfabreytinga, en erfitt er að greina uppruna eða fyrstu afleiðingar þessarar hegðunar.Fornleifafræði, jarðtíðarfræði, jarðformfræði og paleo-umhverfisgögn frá norðurhluta Malaví skjalfesta breytilegt samband milli nærveru rjúpna, skipulags vistkerfis og myndun alluvial viftu á Seint Pleistocene.Eftir um 20. öld myndaðist þétt kerfi af mesólítískum gripum og alluvial fans.Fyrir 92.000 árum, í fornvistfræðilegu umhverfi, var engin hliðstæða í fyrra 500.000 ára meti.Fornleifafræðileg gögn og helstu hnitagreiningar sýna að eldar af mannavöldum snemma slökuðu á árstíðabundnum takmörkunum á íkveikju, sem hafði áhrif á gróðursamsetningu og rof.Þetta, ásamt loftslagsdrifnum úrkomubreytingum, leiddi að lokum til vistfræðilegrar umbreytingar yfir í gervilandslag sem var snemma fyrir landbúnað.
Nútímamenn eru öflugir hvatamenn að umbreytingu vistkerfa.Í þúsundir ára hafa þeir breytt umhverfinu umfangsmikið og af ásetningi og vakið umræðu um hvenær og hvernig fyrsta vistkerfið sem ríkti manna varð til (1).Sífellt fleiri fornleifafræðilegar og þjóðfræðilegar vísbendingar sýna að það er mikill fjöldi endurkvæmra víxlverkana milli fæðuleita og umhverfi þeirra, sem bendir til þess að þessi hegðun sé grundvöllur þróunar tegunda okkar (2-4).Steingervingar og erfðafræðilegar upplýsingar benda til þess að Homo sapiens hafi verið til í Afríku fyrir um það bil 315.000 árum síðan (ka).Fornleifafræðileg gögn sýna að margbreytileiki hegðunar sem á sér stað í álfunni hefur aukist verulega undanfarið um það bil 300 til 200 ka span.Lok Pleistósen (Chibanian) (5).Frá því að við komum til sögunnar sem tegund eru menn farnir að treysta á tækninýjungar, árstíðabundið fyrirkomulag og flókið félagslegt samstarf til að dafna.Þessir eiginleikar gera okkur kleift að nýta áður óbyggð eða öfgakennd umhverfi og auðlindir, þannig að í dag eru menn eina alheimsdýrategundin (6).Eldur gegndi lykilhlutverki í þessari umbreytingu (7).
Líffræðileg líkön benda til þess að rekja megi aðlögunarhæfni að soðnum mat aftur til að minnsta kosti 2 milljóna ára, en það var ekki fyrr en í lok mið-pleistósen sem hefðbundnar fornleifafræðilegar vísbendingar um eldvarnareftirlit komu fram (8).Úthafskjarninn með rykskráningum frá stóru svæði á meginlandi Afríku sýnir að á undanförnum milljónum ára hefur toppur frumefna kolefnis komið fram eftir um 400 ka, aðallega á milli jökla yfir í jökulskeið, en einnig á Holocene (9).Þetta sýnir að fyrir um 400 ka voru eldar í Afríku sunnan Sahara ekki algengir og framlag manna var umtalsvert á Holocene (9).Eldur er tól sem hirðmenn nota um allt holósen til að rækta og viðhalda graslendi (10).Hins vegar er flóknara að greina bakgrunn og vistfræðileg áhrif eldsnotkunar veiðimanna og safnara í upphafi Pleistocene (11).
Eldur er kallað verkfræðilegt tól til að nota auðlindir bæði í þjóðfræði og fornleifafræði, þar á meðal til að bæta lífsviðurværi eða breyta hráefni.Þessi starfsemi tengist yfirleitt opinberu skipulagi og krefst mikillar vistfræðilegrar þekkingar (2, 12, 13).Landslagseldar gera veiðimönnum og safnara kleift að reka burt bráð, stjórna meindýrum og auka framleiðni búsvæða (2).Eldur á staðnum stuðlar að eldamennsku, upphitun, vörn rándýra og félagslegri samheldni (14).Hins vegar er mjög óljóst að hve miklu leyti eldar veiðimanna og safnara geta endurstillt þætti landslagsins, eins og uppbyggingu vistsamfélagsins og landslag (15, 16).
Án gamaldags fornleifafræðilegra og jarðfræðilegra gagna og samfelldra umhverfisskráa frá mörgum stöðum er erfitt að skilja þróun vistfræðilegra breytinga af mannavöldum.Langtímaupplýsingar um stöðuvatn frá Stóra Rift Valley í Suður-Afríku, ásamt fornum fornleifaskrám á svæðinu, gera það að vettvangi til að rannsaka vistfræðileg áhrif af völdum Pleistocene.Hér er sagt frá fornleifafræði og jarðformfræði víðfeðmu steinaldarlandslags í suður-miðju Afríku.Síðan tengdum við það við paleo-umhverfisgögn sem spanna > 600 ka til að ákvarða fyrstu tengingu vísbendingar um mannlega hegðun og umbreytingu vistkerfa í samhengi við elda af mannavöldum.
Við gáfum upp áður ótilkynnt aldurstakmark fyrir Chitimwe rúmið í Karonga héraðinu, sem er staðsett í norðurenda norðurhluta Malaví í suðurhluta Afríku rifdalsins (Mynd 1) (17).Þessi beð eru samsett úr rauðum jarðvegi alluvial fans og ár setlögum, þekja um 83 ferkílómetrar, innihalda milljónir steinafurða, en engar varðveittar lífrænar leifar, svo sem bein (viðbótartexti) (18).Optically excited light (OSL) gögn okkar frá jarðskránni (Mynd 2 og töflur S1 til S3) breyttu aldur Chitimwe rúmsins í Seint Pleistocene, og elsti aldur alluvial viftuvirkjunar og steinaldargrafar er um 92 ka ( 18, 19).Alluvial og ána Chitimwe lagið þekur vötn og ám Pliocene-Pleistocene Chiwondo lagsins frá ósamræmi í litlu horni (17).Þessar útfellingar eru staðsettar í misgengisfleygnum meðfram jaðri vatnsins.Uppsetning þeirra gefur til kynna víxlverkun milli stöðusveiflna í stöðuvatni og virkra misgengis sem ná inn í Plíósen (17).Þrátt fyrir að jarðvegsvirkni gæti hafa haft áhrif á svæðisbundið landslag og halla fjalllendis í langan tíma, gæti misgengisvirknin á þessu svæði hafa dregist saman síðan á mið-pleistósen (20).Eftir ~800 ka og þar til skömmu eftir 100 ka er vatnafar Malavívatns aðallega knúið áfram af loftslagi (21).Þess vegna er hvorugt af þessu eina skýringin á myndun alluvial fans á Seint Pleistocene (22).
(A) Staðsetning afrísku stöðvarinnar miðað við nútíma úrkomu (stjörnu);blátt er blautara og rautt er þurrara (73);reiturinn til vinstri sýnir Malavívatn og nærliggjandi svæði MAL05-2A og MAL05-1B Staðsetning /1C kjarna (fjólublái punktur), þar sem Karonga svæðið er auðkennt sem grænt útlínur, og staðsetning Luchamange rúmsins er auðkennd. sem hvítur kassi.(B) Norðurhluti Malaví vatnasvæðisins, sem sýnir hæðarmyndina miðað við MAL05-2A kjarnann, Chitimwe rúmið sem eftir er (brúnn blettur) og uppgröftur Malaví Early Mesolithic Project (MEMSAP) (gulur punktur) );CHA, Chaminade;MGD, þorpið Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara Suður;VIN, bókmenntabókasafnsmynd;WW, Beluga.
OSL miðaldur (rauð lína) og villusvið 1-σ (25% grátt), allir OSL aldurshópar tengjast tilviki in situ artifacts í Karonga.Aldur miðað við fyrri 125 ka gögn sýna (A) mat á kjarnaþéttleika á öllum OSL aldri úr alluvial viftu seti, sem gefur til kynna set-/alluvial viftusöfnun (sýan), og enduruppbyggingu vatnsborðs stöðuvatns byggt á aðalhlutagreiningu (PCA) einkennandi gildi Vatnalíf. steingervingar og upprunaleg steinefni (21) (blá) úr MAL05-1B/1C kjarna.(B) Frá MAL05-1B/1C kjarna (svartur, gildi nálægt 7000 með stjörnu) og MAL05-2A kjarna (grár), talning stórsameinda kolefnis á hvert gramm staðlað með setmyndunarhraða.(C) Margalef tegundaauðgisvísitala (Dmg) frá MAL05-1B/1C kjarna steingervinga frjókorna.(D) Hlutfall steingervinga frjókorna frá Compositae, miombo skóglendi og Olea europaea, og (E) Hlutfall steingervinga frjókorna frá Poaceae og Podocarpus.Öll frjókornagögn eru frá MAL05-1B/1C kjarnanum.Tölurnar efst vísa til einstakra OSL sýnishorna sem lýst er í töflum S1 til S3.Munurinn á gagnaframboði og upplausn stafar af mismunandi sýnatökubili og efnisframboði í kjarnanum.Mynd S9 sýnir tvær þjóðhagskolefnisskrár umreiknaðar í z-stig.
(Chitimwe) Landslagsstöðugleiki eftir viftumyndun er sýndur með myndun rauðs jarðvegs og jarðvegsmyndandi karbónata, sem þekja viftulaga setlög alls rannsóknarsvæðisins (viðbótartexti og tafla S4).Myndun seint Pleistocene alluvial fans í Malaví vatninu er ekki takmörkuð við Karonga svæðið.Um 320 kílómetra suðaustur af Mósambík takmarkar jarðneska heimsmyndandi kjarnadýptarsniðið 26Al og 10Be myndun Luchamange-beðsins af alluvial rauðum jarðvegi við 119 til 27 ka (23).Þessi umfangsmikla aldurstakmörkun er í samræmi við OSL tímaröð okkar fyrir vesturhluta Malaví vatnasvæðisins og gefur til kynna stækkun svæðisbundinna alluvial fans á Seint Pleistocene.Þetta er stutt af gögnum úr vatnakjarnaskránni, sem benda til þess að hærra seti fylgi um 240 ka, sem hefur sérstaklega hátt gildi við ca.130 og 85 ka (aukatexti) (21).
Elstu vísbendingar um landnám manna á þessu svæði eru tengdar Chitimwe setlögum sem greindust við ~92 ± 7 ka.Þessi niðurstaða byggir á 605 m3 af uppgreftri seti frá 14 undirsentimetra fornleifarannsóknum og 147 m3 af seti úr 46 fornleifarannsóknargryfjum, stýrt lóðrétt í 20 cm og lárétt stýrt í 2 metra (viðbótartexti og myndir S1 til S3) Að auki könnuðum við einnig 147,5 kílómetra, röðuðum 40 jarðfræðilegum tilraunagryfjum og greindum meira en 38.000 menningarminjar úr 60 þeirra (töflur S5 og S6) (18).Þessar umfangsmiklu rannsóknir og uppgröftur benda til þess að þrátt fyrir að fornmenni, þar á meðal snemma nútímamenn, hafi búið á svæðinu fyrir um 92 ka síðan, þá varðveitti uppsöfnun sets sem tengist hækkun og síðan stöðugleika Malavívatns ekki fornleifafræðilegar vísbendingar fyrr en myndað var Chitimwe-beðið.
Fornleifafræðileg gögn styðja þá ályktun að á seinni hluta fjórðungstímabilsins hafi viftulaga útþensla og mannleg starfsemi í norðurhluta Malaví verið til í miklu magni og menningarminjar tilheyrðu þeim tegundum annarra hluta Afríku sem tengdust snemma nútímamönnum.Flestir gripir eru gerðir úr kvarsíti eða kvarsfljótssteinum, með geislamynduðum, Levallois, palli og handahófskenndri kjarnaskerðingu (Mynd S4).Formfræðilegir greiningargripir eru aðallega raktir til Mesolithic Age (MSA) sértækrar Levallois-gerð tækni, sem hefur verið að minnsta kosti um 315 ka í Afríku hingað til (24).Efsta Chitimwe rúmið entist fram á snemma holocene, innihélt dreifða atburði síðla steinaldar, og reyndist vera skyld seint Pleistocene og Holocene veiðimanna-safnara um alla Afríku.Aftur á móti eru hefðir úr steinverkfærum (eins og stór skurðarverkfæri) sem venjulega tengjast snemma mið-pleistóseni sjaldgæfar.Þar sem þetta gerðist, fundust þau í seti sem innihélt MSA seint á Pleistocene, ekki á fyrstu stigum útfellingar (tafla S4) (18).Þrátt fyrir að staðurinn hafi verið til við ~92 ka, var mest dæmigert tímabil mannlegrar athafnar og útfellingar alluvial viftu eftir ~70 ka, vel skilgreint af hópi OSL aldurs (Mynd 2).Við staðfestum þetta mynstur með 25 birtum og 50 áður óbirtum OSL aldri (mynd 2 og töflur S1 til S3).Þetta benda til þess að af alls 75 aldursákvörðunum hafi 70 fundist úr seti eftir um það bil 70 ka.Mynd 2 sýnir 40 aldurshópa sem tengjast in-situ MSA artifacts, miðað við helstu paleo-umhverfisvísa birtar frá miðju MAL05-1B/1C miðlægu vatnsins (25) og áður óbirtum MAL05-2A norðurhluta vatnsins.Kol (við hlið viftunnar sem framleiðir OSL aldur).
Með því að nota fersk gögn frá fornleifauppgröftum á plöntulitum og jarðvegsörgerð, auk opinberra gagna um steingervingafrjó, stór kol, steingervinga í vatni og upprunaleg steinefni úr kjarna Malaví-vatnsborunarverkefnisins, endurgerðum við mannlegt samband MSA við Malavívatn.Taka til loftslags- og umhverfisskilyrða sama tímabils (21).Tveir síðastnefndu efnin eru aðalgrundvöllur þess að endurbyggja hlutfallslegt vatnsdýpi sem nær aftur til meira en 1200 ka (21) og eru samræmd við frjókorna- og stórkolefnissýni sem safnað var frá sama stað í kjarna ~636 ka (25) áður fyrr. .Lengstu kjarnanum (MAL05-1B og MAL05-1C; 381 og 90 m í sömu röð) var safnað um 100 kílómetrum suðaustur af fornleifaframkvæmdasvæðinu.Stuttum kjarna (MAL05-2A; 41 m) var safnað um 25 kílómetra austur af Norður Rukulu ánni (Mynd 1).MAL05-2A kjarninn endurspeglar fornlífsaðstæður á jörðu niðri á Kalunga svæðinu, en MAL05-1B/1C kjarninn fær ekki beint árframlag frá Kalunga, þannig að hann getur betur endurspeglað svæðisbundnar aðstæður.
Útfellingarhraði skráð í MAL05-1B/1C samsettum borkjarna byrjaði frá 240 ka og jókst úr langtímameðalgildi 0,24 í 0,88 m/ka (Mynd S5).Upphafsaukningin tengist breytingum á sólarljósi sem er stillt á sporbraut, sem mun valda miklum breytingum á stöðu vatnsins á þessu tímabili (25).Hins vegar, þegar sérvitringur brautarinnar lækkar eftir 85 ka og loftslagið er stöðugt, er sigið enn hátt (0,68 m/ka).Þetta féll saman við landræna OSL skrána, sem sýndi víðtækar vísbendingar um stækkun alluvial viftu eftir um 92 ka, og var í samræmi við næmni gögn sem sýndu jákvæða fylgni milli rofs og elds eftir 85 ka (viðbótartexti og tafla S7).Með hliðsjón af villusviði tiltækrar jarðtímastýringar er ómögulegt að dæma um hvort þessi tengsl þróast hægt út frá framvindu endurkvæma ferlisins eða gýs hratt þegar mikilvægum punkti er náð.Samkvæmt jarðeðlisfræðilegu líkani af þróun vatnasviða, síðan á Mið-Pleistósen (20), hefur hægt á útvíkkun sprungna og tengda sigi, svo það er ekki aðalástæðan fyrir umfangsmiklu viftmyndunarferlinu sem við ákváðum aðallega eftir 92 ka.
Frá Mið-Pleistocene hefur loftslag verið helsti stjórnandi þáttur vatnsborðs stöðuvatns (26).Nánar tiltekið lokaði upplyfting norðursvæðisins núverandi útgangi.800 ka til að dýpka vatnið þar til það nær þröskuldshæð nútímaútgangsins (21).Þessi útrás, sem er staðsett við suðurenda vatnsins, veitti efri mörk fyrir vatnsborð vatnsins á blautu millibili (þar á meðal í dag), en leyfði skálinni að lokast þar sem vatnsborð vatnsins lækkaði á þurru tímabili (27).Endurbygging vatnsborðsins sýnir þurra og blauta hringrásina til skiptis í 636 ka.Samkvæmt vísbendingum úr steingervingum frjókorna hafa miklir þurrkatímabil (>95% minnkun heildarvatns) í tengslum við lágt sumarsólskini leitt til stækkunar hálfeyðimerkurgróðurs, þar sem tré eru bundin við varanlega vatnaleiðir (27).Þessar lægðir (vatns) eru í tengslum við frjókornasvið, sem sýnir hátt hlutfall grasa (80% eða meira) og grasa (Amaranthaceae) á kostnað trjátegunda og lágs heildartegundaauðgi (25).Aftur á móti, þegar vatnið nálgast nútímastig, nær gróður sem er nátengdur afrískum fjallaskógum venjulega að vatnsströndinni [um 500 m hæð yfir sjávarmáli].Í dag birtast afrískir fjallaskógar aðeins í litlum aðskildum blettum yfir um 1500 m hæð (25, 28).
Síðasta mesta þurrkatímabilið átti sér stað frá 104 til 86 ka.Eftir það, þó að stöðuvatnið hafi farið aftur í háar aðstæður, urðu opnir miombo skógarlendir með miklu magni af jurtum og jurtaefni algeng (27, 28).Mikilvægasti fjallaskógurinn í Afríku er Podocarpus fura, sem hefur aldrei náð sér í svipað gildi og fyrri háa stöðu vatnsins eftir 85 ka (10,7 ± 7,6% eftir 85 ka, en svipað stöðuvatn fyrir 85 ka er 29,8 ± 11,8% ).Margalef vísitalan (Dmg) sýnir einnig að tegundaauðgi síðustu 85 ka er 43% lægri en fyrri viðvarandi há stöðu vatnsins (2,3 ± 0,20 og 4,6 ± 1,21, í sömu röð), til dæmis á milli 420 og 345 ka ( viðbótar texti og myndir S5 og S6) (25).Frjókornasýni frá um það bil tíma.88 til 78 ka inniheldur einnig hátt hlutfall af Compositae frjókornum, sem getur bent til þess að gróðurfar hafi verið raskað og er innan skekkjubils elstu dagsetningarinnar þegar menn hertóku svæðið.
Við notum loftslagsfráviksaðferðina (29) til að greina fornvistfræðilegar og loftslagsgögn kjarna sem boraðir voru fyrir og eftir 85 ka, og kanna vistfræðilegt samband milli gróðurs, tegundamagns og úrkomu og tilgátunnar um að aftengja hina ályktuðu hreinu loftslagsspá.Akstur grunnlínuhamur upp á ~550 ka.Þetta umbreytta vistkerfi verður fyrir áhrifum af úrkomuskilyrðum og eldum sem fyllast vatna, sem endurspeglast í skorti á tegundum og nýjum gróðursamsetningum.Eftir síðasta þurrkatímabil endurheimtust aðeins nokkur skógarþættir, þar á meðal eldþolnir þættir afrískra fjallaskóga, svo sem ólífuolíu, og eldþolnir hlutar hitabeltis- og árstíðabundinna skóga, eins og Celtis (viðbótartexti og mynd S5) ( 25).Til að prófa þessa tilgátu gerðum við líkan af stöðuvatni í stöðuvatni sem er unnin úr ostracode og upprunalegum steinefnum sem óháðar breytur (21) og háðar breytur eins og kol og frjókorn sem gætu orðið fyrir áhrifum af aukinni eldtíðni (25).
Til að athuga líkindin eða muninn á þessum samsetningum á mismunandi tímum notuðum við frjókorn frá Podocarpus (sígrænu tré), grasi (grasi) og ólífu (eldþolinn hluti afrískra fjallaskóga) fyrir aðalhnitagreiningu (PCoA), og miombo (aðal skóglendisþátturinn í dag).Með því að teikna PCoA á innskotað yfirborð sem táknar stöðu vatnsins þegar hver samsetning var mynduð, skoðuðum við hvernig frjókornasamsetningin breytist með tilliti til úrkomu og hvernig þetta samband breytist eftir 85 ka (Mynd 3 og Mynd S7).Áður en 85 ka söfnuðust saman sýni úr grösum í átt að þurrum aðstæðum, en sýnin sem byggjast á podocarpus söfnuðust saman í blautum aðstæðum.Aftur á móti eru sýnin eftir 85 ka flokkuð með flestum sýnum fyrir 85 ka og hafa mismunandi meðalgildi, sem gefur til kynna að samsetning þeirra sé óvenjuleg við svipaðar úrkomuskilyrði.Staða þeirra í PCoA endurspeglar áhrif frá Olea og miombo, sem bæði eru ívilnuð við aðstæður sem eru líklegri til elds.Í sýnunum eftir 85 ka var Podocarpus fura aðeins mikið í þremur sýnum í röð, sem komu eftir að bilið á milli 78 og 79 ka hófst.Þetta bendir til þess að eftir fyrstu aukningu úrkomu virðist skógurinn hafa náð sér á strik áður en hann hrundi endanlega.
Hver punktur táknar eitt frjókornasýni á tilteknum tíma, með því að nota viðbótartextann og aldurslíkanið á mynd 1. S8.Vigur táknar stefnu og halla breytinga og lengri vigur táknar sterkari stefnu.Undirliggjandi yfirborð táknar vatnsborð vatnsins sem fulltrúa úrkomu;dökkblár er hærri.Meðalgildi PCoA eiginleikagilda er gefið upp fyrir gögnin eftir 85 ka (rauður tígul) og öll gögn frá svipuðum stöðuvatni fyrir 85 ka (gulur tígul).Með því að nota gögnin fyrir allt 636 ka, er „hermt stöðuvatnsstig“ á milli -0,130-σ og -0,198-σ nálægt meðaleigingildi PCA vatnsstigsins.
Til þess að rannsaka sambandið á milli frjókorna, vatnsborðs stöðuvatns og viðarkola, notuðum við margbreytileikagreiningu (NP-MANOVA) til að bera saman heildar "umhverfið" (táknað með gagnafylki frjókorna, vatnsborðs vatns og kol) áður en og eftir 85 ka umskiptin.Við komumst að því að breytileikinn og fylgnin sem finnast í þessu gagnafylki er tölfræðilega marktækur munur fyrir og eftir 85 ka (tafla 1).
Gögn okkar um fornlíf á jörðu niðri frá jurtum og jarðvegi við jaðar Vesturvatns eru í samræmi við túlkunina sem byggir á stöðuvatninu.Þetta benda til þess að þrátt fyrir hátt vatnsborð vatnsins hafi landslagið breyst í landslag sem einkennist af opnu tjaldskógarlandi og skógi vöxnu graslendi líkt og í dag (25).Allir staðir sem greindir hafa verið með tilliti til plantna á vesturbrún vatnsins eru eftir ~45 ka og sýna mikið magn af trjárækt sem endurspeglar blautar aðstæður.Hins vegar telja þeir að megnið af moldinu sé í formi opins skóglendis sem er gróið bambus og skelfingargrasi.Samkvæmt phytolith gögnum eru ekki eldþolin pálmatré (Areacaceae) aðeins til við strönd vatnsins og eru sjaldgæf eða engin á fornleifasvæðum í landinu (tafla S8) (30).
Almennt séð er einnig hægt að álykta um blautar en opnar aðstæður seint á pleistóseni frá jarðneskum paleósolum (19).Lónsleir og mýrarjarðvegskarbónat frá fornleifasvæði Mwanganda Village má rekja til 40 til 28 cal ka BP (áður kvarðaður Qian'anni) (tafla S4).Karbónatjarðvegslögin í Chitimwe-beðinum eru venjulega hnúðótt kalklög (Bkm) og keðju- og karbónatlög (Btk), sem gefur til kynna staðsetningu hlutfallslegs jarðfræðilegs stöðugleika og hægfara landnáms frá víðáttumiklu alluvial viftunni. Um það bil 29 cal ka BP (uppbót). texti).Hinn veðrandi, herti jarðvegur (litískt berg) sem myndast á leifum fornra vifta gefur til kynna opin landslagsskilyrði (31) og sterka árstíðabundna úrkomu (32), sem gefur til kynna stöðug áhrif þessara aðstæðna á landslagið.
Stuðningur við hlutverk elds í þessum umskiptum kemur frá pöruðum viðarkolaskrám borkjarna og innstreymi viðarkola frá miðlægum (MAL05-1B/1C) hefur almennt aukist úr u.þ.b.175 kort.Mikill fjöldi tinda fylgir á milli um það bil.Eftir 135 og 175 ka og 85 og 100 ka lagaðist stöðuvatnið en skóg- og tegundaauðgi náði sér ekki á strik (Viðbótartexti, mynd 2 og mynd S5).Sambandið á milli kolaflæðis og segulnæmni stöðuvatnssetlags getur einnig sýnt mynstur langtímaeldasögu (33).Notaðu gögn frá Lyons o.fl.(34) Malavívatn hélt áfram að eyða brenndu landslaginu eftir 85 ka, sem gefur til kynna jákvæða fylgni (Spearman's Rs = 0,2542 og P = 0,0002; Tafla S7), á meðan eldri setlögin sýna öfugt samband (Rs = -0,2509 og P < 0,0001).Í norðurlægðinni er styttri MAL05-2A kjarninn með dýpsta stefnufestingarpunktinn og yngsta Toba móbergið er ~74 til 75 ka (35).Þó að það skorti langtímasjónarmið, fær það inntak beint frá skálinni þar sem fornleifagögnin eru fengin.Kolaskrár norðursvæðisins sýna að frá Toba crypto-tephra merkinu hefur inntak af ógnvekjandi viðarkolum aukist jafnt og þétt á því tímabili sem fornleifafræðilegar vísbendingar eru algengastar (Mynd 2B).
Vísbendingar um eldsvoða af mannavöldum geta endurspeglað vísvitandi notkun á landslagsmælikvarða, útbreidda íbúafjölda sem veldur fleiri eða stærri íkveikjum á staðnum, breytingu á eldsneytisframboði með uppskeru undirhæðarskóga eða sambland af þessum aðgerðum.Nútíma veiðimenn og safnarar nota eld til að breyta umbun fyrir fæðuleit (2).Starfsemi þeirra eykur gnægð bráð, viðhalda mósaíklandslaginu og eykur hitauppstreymi fjölbreytileika og misleitni raðstiga (13).Eldur er einnig mikilvægur fyrir starfsemi á staðnum eins og upphitun, eldamennsku, vörn og félagsvist (14).Jafnvel lítill munur á uppsetningu elds utan náttúrulegra eldinga getur breytt mynstrum skógarröðunar, eldsneytisframboði og árstíðarsveiflu.Líklegast er að draga úr trjáþekju og undirhæðartrjám auki veðrun og tap á tegundafjölbreytni á þessu svæði er nátengt tapi afrískra fjallaskógasamfélaga (25).
Í fornleifaskránni áður en MSA hófst hefur stjórn manna á eldi verið vel staðfest (15), en hingað til hefur notkun þess sem landslagsstjórnunartæki aðeins verið skráð í nokkrum fornaldarsamhengi.Má þar nefna um í Ástralíu.40 ka (36), Highland New Guinea.45 ka (37) friðarsamningur.50 ka Niah hellirinn (38) á láglendi Borneo.Í Ameríku, þegar menn fóru fyrst inn í þessi vistkerfi, sérstaklega í fortíðinni 20 ka (16), var gervi íkveikja talin vera aðalþátturinn í endurstillingu plöntu- og dýrasamfélaga.Þessar ályktanir verða að byggjast á viðeigandi sönnunargögnum, en ef um beina skörun er að ræða á fornleifafræðilegum, jarðfræðilegum, jarðformfræðilegum og fornumhverfisgögnum hefur orsakasambandsröksemdin verið styrkt.Þrátt fyrir að gögn sjávarkjarna strandsvæða Afríku hafi áður gefið vísbendingar um breytingar á eldi í fortíðinni um 400 ka (9), þá gefum við vísbendingar um mannleg áhrif frá viðeigandi fornleifafræðilegum, steinumhverfisfræðilegum og jarðfræðilegum gagnasöfnum.
Til að bera kennsl á eldsvoða af mannavöldum í paleo-umhverfisskrám þarf vísbendingar um eldvirkni og tímabundnar eða staðbundnar breytingar á gróðri, sem sanna að þessar breytingar eru ekki spáð fyrir með loftslagsbreytum einum saman, og tíma- og staðbundin skörun milli breytinga á eldsskilyrðum og breytinga á mönnum. skrár (29) Hér, fyrstu vísbendingar um útbreidda MSA hernám og alluvial fan myndun í Lake Malaví vatninu átti sér stað um það bil upphaf meiriháttar endurskipulagningu svæðisbundinna gróðurs.85 kort.Magn viðarkola í MAL05-1B/1C kjarna endurspeglar svæðisbundna þróun kolaframleiðslu og útfellingar, um það bil 150 ka samanborið við restina af 636 ka metinu (myndir S5, S9 og S10).Þessi umskipti sýna mikilvægt framlag elds til að móta samsetningu vistkerfisins, sem ekki er hægt að útskýra með loftslagi einum saman.Í náttúrulegum brunaaðstæðum kemur elding venjulega fram í lok þurrkatímabilsins (39).Hins vegar, ef eldsneytið er nógu þurrt, getur manngerður eldur kviknað hvenær sem er.Á mælikvarða vettvangsins geta menn stöðugt breytt eldinum með því að safna eldiviði undir skóginum.Lokaniðurstaða hvers kyns eldsvoða af mannavöldum er að hann getur valdið meiri neyslu viðargróðrar, sem varir allt árið og á öllum mælikvarða.
Í Suður-Afríku, þegar árið 164 ka (12), var eldur notaður til hitameðhöndlunar á verkfæragerðarsteinum.Strax um 170 ka (40) var eldur notaður sem tæki til að elda sterkjuríka hnýði og nýtti eldinn að fullu í fornöld.Velmegandi auðlindir-viðkvæmt landslag (41).Landslagseldar draga úr trjáþekju og eru mikilvægt tæki til að viðhalda umhverfi graslendis og skógarplástra, sem eru skilgreindir þættir vistkerfa sem miðlað er af mönnum (13).Ef tilgangur þess að breyta gróðri eða bráðhegðun er að auka bruna af mannavöldum, þá táknar þessi hegðun aukið flókið við að stjórna og beita eldi hjá snemma nútímamönnum samanborið við snemma menn, og sýnir að samband okkar við eld hefur gengið í gegnum breyting á innbyrðis háð (7).Greining okkar veitir frekari leið til að skilja breytingar á notkun elds hjá mönnum á Seint Pleistocene, og áhrif þessara breytinga á landslag þeirra og umhverfi.
Útþensla alluvial vifta síðla fjórðungs á Karonga svæðinu gæti verið vegna breytinga á árstíðabundinni brunahringnum við aðstæður þar sem úrkoma er meiri en meðaltal, sem leiðir til aukinnar rofs á hlíðinni.Meginregla þessa atburðar getur verið viðbrögð á vatnaskilum sem knúin eru áfram af truflunum af völdum eldsins, auknu og viðvarandi veðrun á efri hluta vatnasviðsins og stækkun alluvial fans í umhverfi Piedmont nálægt Malavívatni.Þessi viðbrögð geta falið í sér að breyta jarðvegseiginleikum til að draga úr gegndræpi, draga úr ójöfnu yfirborði og auka afrennsli vegna samsetningar mikillar úrkomuskilyrða og minnkaðrar trjáþekju (42).Aðgengi að seti bætist í upphafi með því að fletta hjúpefninu af og með tímanum getur styrkur jarðvegs minnkað vegna hitunar og minnkaðs rótarstyrks.Flögnun jarðvegsins eykur setflæðið, sem kemur til móts við viftulaga uppsöfnun niðurstreymis og flýtir fyrir myndun rauðs jarðvegs á viftulaga.
Margir þættir geta stjórnað viðbrögðum landslagsins við breyttum brunaaðstæðum, sem flestir starfa innan skamms tíma (42-44).Merkið sem við tengjum hér er augljóst á árþúsundakvarðanum.Greining og landslagsþróunarlíkön sýna að með gróðurröskuninni af völdum endurtekinna skógarelda hefur afnámshlutfallið breyst verulega á árþúsundaskala (45, 46).Skortur á svæðisbundnum steingervingaskrám sem falla saman við breytingar á kola- og gróðurskráningum hindrar enduruppbyggingu áhrifa mannlegrar hegðunar og umhverfisbreytinga á samsetningu grasbítasamfélaga.Stórir grasbítar sem búa í opnara landslagi gegna þó hlutverki við að viðhalda þeim og koma í veg fyrir ágang viðargróðrar (47).Ekki ætti að búast við vísbendingum um breytingar á mismunandi þáttum umhverfisins að þær eigi sér stað samtímis, heldur ætti að líta á þær sem röð uppsafnaðra áhrifa sem geta átt sér stað yfir langan tíma (11).Með því að nota loftslagsfráviksaðferðina (29) lítum við á mannlega starfsemi sem lykildrifandi þátt í mótun landslags norðurhluta Malaví á seint pleistósen.Hins vegar geta þessi áhrif verið byggð á fyrri, minna augljósu arfleifð samskipta milli manna og umhverfis.Koltoppurinn sem kom fram í fornmenningarskránni fyrir elstu fornleifadagsetningu getur innihaldið manngerðan þátt sem veldur ekki sömu vistfræðilegu kerfisbreytingum og skráðar voru síðar, og felur ekki í sér útfellingar sem eru nægjanlegar til að gefa til kynna með öryggi manna.
Stuttir setkjarnar, eins og þeir frá aðliggjandi Masoko-vatnssvæðinu í Tansaníu, eða styttri setkjarnar í Malavívatni, sýna að hlutfallsleg frjómagn grasa og skóglendisflokka hefur breyst, sem er rakið til síðustu 45 ára.Náttúrulegar loftslagsbreytingar ka (48-50).Hins vegar er aðeins hægt að gera sér grein fyrir loftslagi, gróðurfari, kolum og mannlegum athöfnum með langtímaathugun á frjókornamælingum Malavívatns >600 ka, ásamt aldagömlu fornleifalandslagi við hliðina.Þó að líklegt sé að menn komi fyrir í norðurhluta Malaví vatnsins fyrir 85 ka, benda um 85 ka, sérstaklega eftir 70 ka, til þess að svæðið sé aðlaðandi fyrir mannvist eftir að síðasta stóra þurrkatímabilinu lauk.Á þessum tíma er ný eða ákafari/tíðari notkun elds af mannavöldum augljóslega sameinuð náttúrulegum loftslagsbreytingum til að endurbyggja vistfræðilegt samband> 550-ka, og myndaði að lokum hið snemma gervilandslag fyrir landbúnað (Mynd 4).Ólíkt fyrri tímabilum, varðveitir seteðli landslagsins MSA-svæðið, sem er fall af endurteknu sambandi umhverfisins (dreifingu auðlinda), mannlegrar hegðunar (virknimynstur) og aðdáendavirkjunar (útfelling/gröf á staðnum).
(A) Um.400 ka: Engar manneskjur er hægt að greina.Rakaskilyrði eru svipuð og í dag og vatnsborðið er hátt.Fjölbreytt, ekki eldþolið trjáhúsahlíf.(B) Um 100 ka: Engin fornleifaskrá er til, en tilvist manna gæti greinst með innstreymi kola.Mjög þurrt ástand er á þurrum vatnasviðum.Berggrunnurinn er almennt berskjaldaður og yfirborðssetið takmarkað.(C) Um 85 til 60 ka: Vatnsborð vatnsins eykst með aukinni úrkomu.Tilvist manna er hægt að uppgötva með fornleifafræði eftir 92 ka, og eftir 70 ka mun brenna hálendis og stækkun alluvial fans í kjölfarið.Það er komið upp minna fjölbreytt og eldþolið gróðurkerfi.(D) Um 40 til 20 ka: Umhverfisviðarkol í norðurhluta vatnsins hefur aukist.Myndun alluvial aðdáenda hélt áfram, en fór að veikjast í lok þessa tímabils.Í samanburði við fyrra met, 636 ka, er stöðuvatnið enn hátt og stöðugt.
Mannskautið táknar uppsöfnun sessuppbyggjandi hegðunar sem hefur þróast í þúsundir ára og umfang þess er einstakt fyrir nútíma Homo sapiens (1, 51).Í nútíma samhengi, með tilkomu landbúnaðar, heldur manngerð landslag áfram að vera til og magnast, en það er framlenging á mynstrum sem komið var á á Pleistósen, frekar en sambandsleysi (52).Gögn frá norðurhluta Malaví sýna að vistfræðilegt umbreytingartímabil getur verið langvarandi, flókið og endurtekið.Þessi umbreytingarkvarði endurspeglar flókna vistfræðilega þekkingu snemma nútíma manna og sýnir umbreytingu þeirra í alþjóðlega ríkjandi tegund okkar í dag.
Samkvæmt bókuninni sem Thompson o.fl. lýsti, er rannsókn á staðnum og skráning á gripum og steinsteinareiginleikum á könnunarsvæðinu.(53).Staðsetning prófunargryfjunnar og uppgröftur á aðalstaðnum, þar á meðal örsmíði og jurtasýni, fylgdu samskiptareglunum sem Thompson o.fl.(18) og Wright o.fl.(19).Landfræðileg upplýsingakerfiskort okkar (GIS) byggt á Malaví jarðfræðikorti af svæðinu sýnir skýra fylgni milli Chitimwe Beds og fornleifa (Mynd S1).Tímabilið á milli jarðfræðilegra og fornleifaprófunargryfja á Karonga svæðinu er til að fanga breiðasta dæmigerða sýnið (Mynd S2).Jarðformfræði, jarðfræðileg öld og fornleifarannsóknir Karonga fela í sér fjórar megin vettvangskönnunaraðferðir: göngurannsóknir, fornleifaprófunargryfjur, jarðfræðilegar tilraunagryfjur og nákvæmar uppgröftur á vettvangi.Saman leyfa þessar aðferðir sýnatöku af helstu váhrifum Chitimwe rúmsins í norður, miðbæ og suður af Karonga (Mynd S3).
Rannsókn á staðnum og skráning á gripum og steinsteypuhlutum á könnunarsvæði gangandi vegfarenda fylgdi siðareglum sem Thompson o.fl.(53).Þessi nálgun hefur tvö meginmarkmið.Í fyrsta lagi er að bera kennsl á staðina þar sem menningarminjar hafa rofnað, og setja síðan fornleifaprófunargryfjur upp á við á þessum stöðum til að endurheimta menningarminjar á staðnum úr grafna umhverfinu.Annað markmiðið er að skrá formlega dreifingu gripa, eiginleika þeirra og tengsl þeirra við uppruna nálægra steinefna (53).Í þessari vinnu gekk þriggja manna teymi í 2 til 3 metra fjarlægð í samtals 147,5 línulega kílómetra og fór yfir flest teiknuðu Chitimwe-beðin (tafla S6).
Verkið beindist fyrst að Chitimwe-beðum til að hámarka sýnin af gripum, og í öðru lagi var lögð áhersla á langa línulega hluta frá vatnsbakkanum að hálendinu sem skera yfir mismunandi seteiningar.Þetta staðfestir lykilathugun á því að gripirnir sem staðsettir eru á milli vesturhálendisins og vatnsstrandarinnar eru aðeins tengdir Chitimwe-beðinu eða nýlegri setlögum frá seint Pleistocene og Holocene.Munirnir sem finnast í öðrum útfellum eru utan lóðar, fluttir frá öðrum stöðum í landslaginu, eins og sést af gnægð þeirra, stærð og veðrun.
Fornleifaprófunargryfjan á sínum stað og uppgröftur á aðalstaðnum, þar á meðal örformfræði og plöntusýni, fylgdu samskiptareglunum sem Thompson o.fl.(18, 54) og Wright o.fl.(19, 55).Megintilgangurinn er að skilja neðanjarðar dreifingu gripa og viftulaga setlaga í stærra landslagi.Munir eru venjulega grafnir djúpt á öllum stöðum í Chitimwe Beds, nema á brúnunum, þar sem rof hefur byrjað að fjarlægja toppinn af setinu.Meðan á óformlegu rannsókninni stóð gengu tveir menn framhjá Chitimwe Beds, sem voru sýnd sem kortaeinkenni á jarðfræðikorti Malaví ríkisstjórnarinnar.Þegar þetta fólk rakst á axlir Chitimwe Bed-setsins, byrjaði það að ganga meðfram brúninni, þar sem það gat fylgst með gripunum sem rofnuðu úr setinu.Með því að halla uppgreftrinum örlítið upp á við (3 til 8 m) frá virku veðrandi gripum getur uppgröfturinn leitt í ljós stöðu þeirra á staðnum miðað við setið sem inniheldur þá, án þess að þörf sé á umfangsmikilli uppgröft til hliðar.Prófunargryfjurnar eru settar þannig að þær séu í 200 til 300 metra fjarlægð frá næstu holu og fanga þannig breytingar á Chitimwe-botnsetinu og gripunum sem það inniheldur.Í sumum tilfellum leiddi tilraunagryfjan í ljós lóð sem síðar varð uppgraftarstaður í fullri stærð.
Allar tilraunagryfjur byrja á 1 × 2 m ferningi, snúa norður-suður og eru grafnar í handahófskenndar einingar sem eru 20 cm, nema litur, áferð eða innihald setsins breytist verulega.Skráðu setfræði og jarðvegseiginleika allra grafins sets, sem fara jafnt í gegnum 5 mm þurrt sigti.Ef útfellingardýpt heldur áfram að fara yfir 0,8 til 1 m skal hætta að grafa í annan af tveimur fermetrum og halda áfram að grafa í hinum og mynda þannig „þrep“ þannig að hægt sé að fara inn í dýpri lög á öruggan hátt.Haltu síðan áfram að grafa þar til berggrunninum er náð, að minnsta kosti 40 cm af fornleifafræðilega dauðhreinsuðu seti eru undir styrk gripa, eða uppgröfturinn verður of óöruggur (djúpur) til að halda áfram.Í sumum tilfellum þarf útfellingardýpt að lengja prófunargryfjuna í þriðja fermetra og fara í skurðinn í tveimur skrefum.
Jarðfræðilegar tilraunagryfjur hafa áður sýnt að Chitimwe Beds birtast oft á jarðfræðikortum vegna áberandi rauðs litar.Þegar þau innihalda víðáttumikla læki og ársetlög, og alluvial fan set, virðast þau ekki alltaf rauð (19).Jarðfræði Tilraunagryfjan var grafin sem einföld gryfja sem er hönnuð til að fjarlægja blönduð efri setlögin til að sýna neðanjarðarlög setsins.Þetta er nauðsynlegt vegna þess að Chitimwe-beðið er veðrað í fleygbogahlíð og það eru hrunin setlög í hlíðinni, sem venjulega mynda ekki skýra náttúrulega hluta eða sker.Þess vegna fóru þessir uppgröftur annaðhvort fram á toppi Chitimwe-botnsins, væntanlega var neðanjarðar snerting milli Chitimwe-beðsins og Pliocene Chiwondo-beðsins fyrir neðan, eða þeir áttu sér stað þar sem aldurstakmarka þurfti að aldursgreina botnfallssetin (55).
Fornleifarannsóknir í fullri stærð eru gerðar á stöðum sem lofa miklum fjölda verkfærasamsetninga úr steini á staðnum, venjulega byggðar á tilraunagryfjum eða stöðum þar sem sjá má mikinn fjölda menningarminja rofna úr hlíðinni.Helstu uppgrafnir menningarminjar voru fundnar úr seteiningar sem grafnar voru upp sérstaklega í ferningi sem er 1 × 1 m.Ef þéttleiki gripa er mikill er grafaeiningin 10 eða 5 cm stútur.Allar steinafurðir, steingervingur og okrar voru teiknaðar við hvern meiriháttar uppgröft og engin stærðartakmörk eru fyrir hendi.Skjástærðin er 5mm.Ef menningarminjar uppgötvast við uppgröftinn verður þeim úthlutað einstöku númeri fyrir uppgötvun strikamerkisteikninga og uppgötvunarnúmerin í sömu röð verða úthlutað síuðum uppgötvunum.Menningarminjarnar eru merktar með varanlegu bleki, settar í poka með sýnismerkjum og settar í poka með öðrum menningarminjum frá sama bakgrunni.Eftir greiningu eru allar menningarminjar geymdar í menningar- og safnamiðstöð Karonga.
Allur uppgröftur fer fram eftir náttúrulegum jarðlögum.Þessum er skipt niður í spýta og spýtaþykktin fer eftir þéttleika gripsins (td ef þéttleiki gripanna er lítill verður spýtaþykktin mikil).Bakgrunnsgögn (til dæmis eiginleikar sets, bakgrunnstengsl og athuganir á truflunum og þéttleika gripa) eru skráð í Access gagnagrunninn.Öll hnitagögn (td niðurstöður teiknaðar í bútum, samhengishæð, ferhyrndur horn og sýni) eru byggð á Universal Transverse Mercator (UTM) hnitum (WGS 1984, Zone 36S).Á aðalsvæðinu eru allir punktar skráðir með Nikon Nivo C series 5″ heildarstöð, sem er byggð á staðbundnu neti eins nálægt og hægt er norðan UTM.Staðsetning norðvesturhorns hvers efnistökustaðar og staðsetning hvers efnisupptökusvæðis. Setmagnið er gefið upp í töflu S5.
Hlutinn af botnfallsfræði og jarðvegsfræðieinkennum allra uppgraftra eininga var skráður með því að nota United States Agricultural Part Class Program (56).Seteiningarnar eru tilgreindar út frá kornastærð, hyrndu og burðareiginleikum.Taktu eftir óeðlilegum innfellingum og truflunum sem tengjast seteiningunni.Jarðvegsþróun ræðst af uppsöfnun seskvíoxíðs eða karbónats í neðanjarðar jarðvegi.Neðanjarðarveðrun (til dæmis redox, myndun manganhnúða) er einnig oft skráð.
Söfnunarstaður OSL-sýna er ákvarðaður á grundvelli mats á því hvaða facies geta gefið áreiðanlegasta mat á greftrunaraldur sets.Á sýnatökustað voru grafnir skurðir til að afhjúpa ekta setlag.Safnaðu öllum sýnum sem notuð eru til OSL-greiningar með því að setja ógegnsætt stálrör (um 4 cm í þvermál og um 25 cm á lengd) í setsniðið.
OSL stefnumótun mælir stærð hóps föstra rafeinda í kristöllum (eins og kvars eða feldspar) vegna útsetningar fyrir jónandi geislun.Stærstur hluti þessarar geislunar kemur frá rotnun geislavirkra samsæta í umhverfinu og lítið magn af viðbótarþáttum á hitabeltisbreiddargráðum kemur fram í formi geimgeislunar.Fanguðu rafeindirnar losna þegar kristallinn verður fyrir ljósi, sem á sér stað við flutning (núllstillingaratburður) eða á rannsóknarstofu, þar sem lýsingin á sér stað á skynjara sem getur greint ljóseindir (til dæmis ljósmargfaldarrör eða myndavél með hlaðinni tengibúnaður) Neðri hlutinn gefur frá sér þegar rafeindin fer aftur í grunnstöðu.Kvarsagnir með stærð á milli 150 og 250 μm eru aðskildar með sigtun, sýrumeðferð og þéttleikaskilnaði og notaðar sem smáir skammtar (<100 agnir) festir á yfirborð álplötu eða boraðar í 300 x 300 mm brunn. agnir eru greindar á álpönnu.Skammturinn sem er grafinn er venjulega áætlaður með því að nota einn deiliskammt endurnýjunaraðferð (57).Auk þess að meta geislunarskammtinn sem korn berst, krefst OSL-greiningar einnig að skammtahraðinn sé metinn með því að mæla styrk geislavirkra kjarna í seti sýnisins sem safnað var með gamma litrófsgreiningu eða nifteindavirkjunargreiningu og ákvarða viðmiðunarsýni geimskammta Staðsetning og dýpt greftrun.Endanleg aldursákvörðun er náð með því að deila greftrunarskammtinum með skammtahraðanum.Hins vegar, þegar breyting verður á skammtinum sem mældur er með einu korni eða hópi korna, þarf tölfræðilegt líkan til að ákvarða viðeigandi grafinn skammt sem á að nota.Grafinn skammtur er reiknaður út hér með því að nota miðtímalíkanið, ef um er að ræða aldursgreiningu á einum skammti, eða ef um er að ræða aldursgreiningu á einum ögnum, með því að nota endanlegt blöndulíkan (58).
Þrjár óháðar rannsóknarstofur gerðu OSL greiningu fyrir þessa rannsókn.Nákvæmar einstakar aðferðir fyrir hverja rannsóknarstofu eru sýndar hér að neðan.Almennt notum við endurnýjunarskammtaaðferðina til að beita OSL-datingum á litla skammta (tugi korna) í stað þess að nota stakkornagreiningu.Þetta er vegna þess að meðan á endurnýjunarvaxtartilrauninni stendur er endurheimtarhlutfall lítils sýnis lágt (<2%) og OSL merkið er ekki mettað á náttúrulegu merkjastigi.Samræmi aldursgreiningar á milli rannsóknastofnana, samkvæmni niðurstaðna innan og milli prófaðra jarðlagasniða og samræmi við jarðformfræðilega túlkun á 14C öld karbónatbergs eru megingrundvöllur þessa mats.Hver rannsóknarstofa mat eða innleiddi einn kornsamning, en ákvað sjálfstætt að hann væri ekki hentugur til notkunar í þessari rannsókn.Ítarlegar aðferðir og greiningaraðferðir sem hver rannsóknarstofa fylgir er að finna í viðbótarefnum og aðferðum.
Steingripir sem endurheimtir eru úr stýrðum uppgröftum (BRU-I; CHA-I, CHA-II og CHA-III; MGD-I, MGD-II og MGD-III; og SS-I) eru byggðir á metrakerfinu og gæðum einkenni.Mældu þyngd og hámarksstærð hvers vinnustykkis (með því að nota stafræna mælikvarða til að mæla þyngdina er 0,1 g; að nota Mitutoyo stafræna mælikvarða til að mæla allar stærðir er 0,01 mm).Allar menningarminjar eru einnig flokkaðar eftir hráefnum (kvars, kvarsít, tinnu o.s.frv.), kornastærð (fínn, miðlungs, gróf), einsleitni kornastærðar, lit, gerð heilaberkis og þekju, veðrun/brúnun og tæknistig. (heill eða sundurlaus) Kjarnar eða flögur, flögur/hornstykki, hamarsteinar, handsprengjur og fleira).
Kjarninn er mældur eftir hámarkslengd hans;hámarksbreidd;breidd er 15%, 50% og 85% af lengd;hámarksþykkt;þykkt er 15%, 50% og 85% af lengd.Einnig voru gerðar mælingar til að meta rúmmálseiginleika kjarna hálfkúluvefja (radial og Levallois).Bæði heilir og brotnir kjarnar eru flokkaðir í samræmi við endurstillingaraðferðina (einn pallur eða fjölpallur, geislamyndaður, Levallois o.s.frv.), og flögnuð ör eru talin ≥15 mm og ≥20% af kjarnalengd.Kjarnar með 5 eða færri 15 mm ör eru flokkaðir sem „tilviljanakenndir“.Heildarbarkaþekja alls kjarnayfirborðs er skráð og hlutfallsleg þekju á hvorri hlið er skráð á kjarna hálfkúluvefsins.
Blaðið er mælt eftir hámarkslengd þess;hámarksbreidd;breidd er 15%, 50% og 85% af lengd;hámarksþykkt;þykkt er 15%, 50% og 85% af lengd.Lýstu brotunum eftir þeim hlutum sem eftir eru (proximal, miðja, distal, klofnuð til hægri og klofnuð til vinstri).Lengingin er reiknuð með því að deila hámarkslengd með hámarksbreidd.Mældu breidd pallsins, þykktina og ytra pallhornið á ósnortnu sneiðinni og nærliggjandi sneiðarbrotum og flokkaðu pallana eftir undirbúningsstigi.Skráðu umfang og staðsetningu á heilaberki á öllum sneiðum og brotum.Fjarlægu brúnirnar eru flokkaðar eftir tegund lúkningar (fjöður, löm og efri gaffli).Skráðu fjölda og stefnu örsins á fyrri sneiðinni á heila sneiðina.Þegar þú lendir í því skaltu skrá staðsetningu breytinganna og árásargetu í samræmi við siðareglur sem Clarkson setur fram (59).Endurnýjunaráætlanir voru settar af stað fyrir flestar uppgraftarsamsetningar til að leggja mat á endurheimtunaraðferðir og heilleika lóðarútfellingar.
Steingripunum sem fundust úr prófunargryfjunum (CS-TP1-21, SS-TP1-16 og NGA-TP1-8) er lýst eftir einfaldara skema en stýrðum uppgröftum.Fyrir hvern grip voru eftirfarandi eiginleikar skráðir: hráefni, kornastærð, þekja heilaberki, stærðargráðu, veðrun/kantskemmdir, tæknilegir hlutir og varðveisla brota.Lýsandi athugasemdir fyrir greiningareiginleika flöganna og kjarna eru skráðar.
Heilar setblokkir voru skornar úr óvarnum hlutum í uppgreftri og jarðfræðilegum skurðum.Þessir steinar voru festir á staðnum með gifsbindum eða salernispappír og umbúðalímbandi og síðan fluttir til jarðfræðilegra fornleifarannsóknastofu háskólans í Tübingen í Þýskalandi.Þar er sýnið þurrkað við 40°C í að minnsta kosti 24 klst.Síðan eru þau hert undir lofttæmi með blöndu af óbættu pólýesterplastefni og stýreni í hlutfallinu 7:3.Metýletýlketónperoxíð er notað sem hvati, resín-stýren blöndu (3 til 5 ml/l).Þegar plastefnisblandan hefur hlaupið skal hita sýnið við 40°C í að minnsta kosti 24 klukkustundir til að harðna blönduna alveg.Notaðu flísasög til að skera hertu sýnishornið í 6 × 9 cm bita, límdu þá á glerrennibraut og malaðu í 30 μm þykkt.Sneiðarnar sem fengust voru skannaðar með flatbedskanni og greindar með því að nota planskautað ljós, krossskautað ljós, skáfallandi ljós og bláa flúrljómun með berum augum og stækkun (×50 til ×200).Hugtök og lýsing á þunnum hlutum fylgja leiðbeiningum sem Stoops (60) og Courty o.fl.(61).Jarðvegsmyndandi karbónathnúðarnir, sem safnað er af > 80 cm dýpi, eru skornir í tvennt þannig að hægt sé að gegndreypa helminginn og framkvæma í þunnar sneiðar (4,5 × 2,6 cm) með því að nota staðlaða steríósmásjá og jarðfræðismásjá og kaþódóluminescence (CL) rannsóknarsmásjá. .Stýring á karbónattegundum er mjög varkár því myndun jarðvegsmyndandi karbónats tengist stöðugu yfirborði en myndun grunnvatnskarbónats er óháð yfirborði eða jarðvegi.
Sýni voru boruð af skornu yfirborði jarðvegsmyndandi karbónathnúðanna og helmingaður til ýmissa greininga.FS notaði staðlaðar steríó- og jarðfræðismásjár Geoarchaeology Working Group og CL-smásjár Experimental Mineralogy Working Group til að rannsaka þunnu sneiðarnar, sem báðar eru staðsettar í Tübingen, Þýskalandi.Geislakolefnisgreiningarsýnin voru boruð með nákvæmnisborum frá tilteknu svæði sem er um það bil 100 ára gamalt.Hinn helmingur hnúðanna er 3 mm í þvermál til að forðast svæði með seint endurkristöllun, ríkar steinefnainnihald eða stórar breytingar á stærð kalsítkristalla.Ekki er hægt að fylgja sömu samskiptareglum fyrir MEM-5038, MEM-5035 og MEM-5055 A sýnin.Þessi sýni eru valin úr lausum setsýnum og eru of lítil til að hægt sé að skera þau í tvennt fyrir þunnt sneið.Hins vegar voru gerðar þunnt hlutarannsóknir á samsvarandi smágerð sýnum af aðliggjandi seti (þar á meðal karbónathnúðum).
Við sendum 14C stefnumótasýni til Center for Applied Isotope Research (CAIS) við háskólann í Georgíu, Aþenu, Bandaríkjunum.Karbónatsýnið hvarfast við 100% fosfórsýru í lofttæmdu hvarfíláti og myndar CO2.Lághitahreinsun á CO2 sýnum úr öðrum hvarfafurðum og hvatabreyting í grafít.Hlutfall grafíts 14C/13C var mælt með því að nota 0,5-MeV hröðunarmassarófsmæli.Berðu sýnishlutfallið saman við hlutfallið sem mælt er með oxalsýru I staðlinum (NBS SRM 4990).Carrara marmari (IAEA C1) er notaður sem bakgrunnur og travertín (IAEA C2) er notaður sem aukastaðall.Niðurstaðan er gefin upp sem hundraðshluti af nútíma kolefni og tilvitnuð ókvörðuð dagsetning er gefin upp í geislakolsárum (BP ár) fyrir 1950, með 14C helmingunartíma upp á 5568 ár.Villan er nefnd sem 1-σ og endurspeglar tölfræðilega og tilraunaskekkju.Byggt á δ13C gildinu mælt með samsætuhlutfallsmassagreiningu, C. Wissing frá Biogeology Laboratory í Tübingen, Þýskalandi, greindi frá dagsetningu samsætubrots, nema fyrir UGAMS-35944r mæld við CAIS.Sýni 6887B var greint í tvíriti.Til að gera þetta skaltu bora annað undirsýni úr hnútnum (UGAMS-35944r) frá sýnatökusvæðinu sem tilgreint er á skurðyfirborðinu.INTCAL20 kvörðunarferillinn (Tafla S4) (62) sem beitt var á suðurhveli jarðar var notuð til að leiðrétta andrúmsloftshlutun allra sýna í 14C til 2-σ.