L'Homo sapiens mudernu hà participatu à un gran numaru di trasfurmazioni di l'ecosistema, ma hè difficiule di detectà l'urigine o i primi cunsiquenzi di sti cumpurtamenti.L'archeologia, a geocronologia, a geomorfologia è i dati paleoambientali da u nordu di Malawi documentanu a relazione cambiante trà a prisenza di foraggiatori, l'urganizazione di l'ecosistema è a furmazione di fan alluviali in u Pleistocene tardu.Dopu à u XXu seculu, hè statu furmatu un sistema densu di artefatti mesoliticu è fanali alluviali.92 000 anni fà, in l'ambiente paleo-ecològicu, ùn ci era micca analogu in u record di 500 000 anni precedente.I dati archeologichi è l'analisi di coordenate principali mostranu chì i primi incendii artificiali anu rilassatu e restrizioni staghjunali à l'ignizione, affettendu a cumpusizioni di a vegetazione è l'erosione.Questu, cumminatu cù i cambiamenti di precipitazione guidati da u clima, eventualmente hà purtatu à una transizione ecologica à u primu paisaghju artificiale pre-agriculturale.
L'omu mudernu sò putenti promotori di a trasfurmazioni di l'ecosistema.Per millaie d'anni, anu cambiatu l'ambiente in modu estensivu è intenzionalmente, suscitando un dibattitu annantu à quandu è cumu emerge u primu ecosistema dominatu da l'omu (1).Sempre più evidenza archeologica è etnografica mostra chì ci hè un gran numaru d'interazzione recursive trà i furasteri è u so ambiente, chì indica chì sti cumpurtamenti sò a basa di l'evoluzione di a nostra spezia (2-4).I dati fossili è genetichi indicanu chì l'Homo sapiens esisteva in Africa circa 315.000 anni fà (ka).I dati archeologichi dimustranu chì a cumplessità di i cumpurtamenti in tuttu u cuntinente hà aumentatu significativamente in u passatu circa 300 à 200 ka spans.A fine di u Pleistocene (Chibanian) (5).Dapoi a nostra emergenza cum'è una spezia, l'omu hà cuminciatu à s'appoghjanu nantu à l'innuvazione tecnologica, l'arrangiamenti staghjunali è a cuuperazione suciale cumplessa per prosperà.Questi attributi ci permettenu di prufittà di l'ambienti è di e risorse prima disabitati o estremi, cusì oghje l'omu sò l'unica spezia animale pan-globale (6).U focu hà ghjucatu un rolu chjave in questa trasfurmazioni (7).
I mudelli biològichi indicanu chì l'adattabilità à l'alimentu coccu pò esse tracciata à almenu 2 milioni d'anni fà, ma ùn era micca finu à a fine di u Pleistocene Mediu chì l'evidenza archeologica cunvinziunali di u cuntrollu di u focu apparsu (8).U core di l'oceanu cù registri di polvera da una grande zona di u cuntinente africanu mostra chì in l'ultimi milioni d'anni, u piccu di carbone elementale apparsu dopu à circa 400 ka, principarmenti durante a transizione da u periodu interglaciale à u glaciale, ma hè ancu accadutu durante l'Holocene (9).Questu mostra chì prima di circa 400 ka, i focu in l'Africa subsahariana ùn eranu micca cumuni, è i cuntributi umani eranu significativi in ​​l'Holocene (9).U focu hè un strumentu utilizatu da i pastori in tuttu l'Olocene per cultivà è mantene e pasture (10).In ogni casu, a deteczione di u fondu è l'impattu ecologicu di l'usu di u focu da i cacciatori-ragatori in u Pleistocene iniziale hè più cumplicatu (11).
U focu hè chjamatu strumentu d'ingegneria per a manipulazione di risorse in l'etnografia è l'archeologia, cumpresa a migliurà i rendimenti di a sussistenza o a mudificazione di materie prime.Queste attività sò generalmente ligati à a pianificazione publica è necessitanu assai cunniscenze ecologiche (2, 12, 13).L'incendii à scala di u paisaghju permettenu à i cacciatori-raccoglitori di caccià e prede, di cuntrullà i pesti, è di aumentà a produtividade di l'habitat (2).U focu in situ prumove a cucina, u riscaldamentu, a difesa di i predatori è a coesione suciale (14).In ogni casu, a misura in quale u focu di cacciadori-gatherer pò cunfigurà i cumpunenti di u paisaghju, cum'è a struttura di a cumunità ecologica è a topografia, hè assai ambiguu (15, 16).
Senza dati archeologichi è geomorfologichi obsoleti è registri ambientali cuntinui da parechji lochi, capisce u sviluppu di i cambiamenti ecologichi indotti da l'omu hè problematicu.I registri di depositu di u lavu à longu andà da u Great Rift Valley in l'Africa Meridionale, cumminati cù antichi registri archeologichi in a zona, facenu un locu per investigà l'impatti ecologichi causati da u Pleistocene.Quì, avemu un rapportu nantu à l'archeologia è a geomorfologia di un vastu paisaghju di l'Età di Pietra in l'Africa sud-centrale.Dopu, l'avemu ligatu cù dati paleoambientali chì spanning> 600 ka per determinà a prima evidenza di accoppiamentu di u cumpurtamentu umanu è a trasfurmazioni di l'ecosistema in u cuntestu di incendi artificiali.
Avemu furnitu un limitu di età precedentemente micca signalatu per u lettu Chitimwe in u Distrettu di Karonga, situatu à l'estremità nordu di a parte sittintriunali di Malawi in u Rift Valley sudafricanu (Figura 1) (17).Sti letti sò cumposti di fan alluvial tarra rossu è sedimenti fiumi, chì copre circa 83 chilomitri quatratu, chì cuntene milioni di prudutti di petra, ma senza priservatu resti urganica, cum'è osse (testu Supplementary) (18).I nostri dati di luce otticu eccitata (OSL) da u registru di a Terra (Figura 2 è Tables S1 à S3) hà mudificatu l'età di u lettu Chitimwe à u Pleistocene tardu, è l'età più vechja di attivazione di fan alluviale è sepultura di l'età di petra hè di circa 92 ka ( 18, 19).A strata alluviale è di u fiumu Chitimwe copre i laghi è i fiumi di u stratu di Chiwondo Pliocene-Pleistocene da una inconformità di l'angolo bassu (17).Questi dipositi sò situati in a cunea di difettu longu à a riva di u lavu.A so cunfigurazione indica l'interazzione trà i fluttuazioni di u livellu di u lavu è i difetti attivi chì si estendenu in u Pliocene (17).Ancu s'è l'azzione tectonica pò avè affettatu a topografia regiunale è a pendenza piemontesa per un bellu pezzu, l'attività di falla in questa zona pò esse rallentata da u Pleistocene Mediu (20).Dopu ~ 800 ka è finu à pocu dopu à 100 ka, l'idrologia di u Lavu Malawi hè principalmente guidata da u clima (21).Per quessa, nè di questi hè l'unica spiegazione per a furmazione di fanali alluviali in u Pleistocene tardu (22).
(A) U locu di a stazione africana relative à a precipitazione muderna (asteriscu);u blu hè più umitu è ​​u rossu hè più seccu (73);a casella à a manca mostra u Lavu Malawi è l'area circundante MAL05-2A è MAL05-1B U locu di u core /1C (puntu viola), induve l'area di Karonga hè evidenziata cum'è un contornu verde, è a situazione di u lettu Luchamange hè evidenziata. cum'è una scatula bianca.(B) A parte sittintriunali di u bacinu Malawi, chì mostra a topografia di l'ombra relative à u core MAL05-2A, u lettu Chitimwe restante (patch marrone) è u locu di scavazione di u Prughjettu Mesoliticu Precoce Malawi (MEMSAP) (puntu giallu);CHA, Chaminade;MGD, u paese di Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara Sud;VIN, foto di biblioteca literaria;WW, Beluga.
Età centrale OSL (linea rossa) è intervallu d'errore di 1-σ (25% grisgiu), tutte l'età OSL liate à l'occurrenza di artefatti in situ in Karonga.Età relative à i dati passati 125 ka mostranu (A) stime di densità di kernel di tutte l'età OSL da sedimenti di fan alluviale, chì indicanu l'accumulazione di fan sedimentarii / alluviali (cian), è a ricustruzzione di u livellu di l'acqua di u lavu basatu nantu à i valori caratteristici di l'analisi di cumpunenti principali (PCA). fossili è minerali authgenic (21) (blu) da u core MAL05-1B/1C.(B) Da u core MAL05-1B / 1C (nìvuru, un valore vicinu à 7000 cù un asteriscu) è u core MAL05-2A (grisgiu), i cunti di carbonu macromolecular per grammu normalizatu da a tarifa di sedimentazione.(C) Indice di ricchezza di spezie Margalef (Dmg) da u polline fossile core MAL05-1B/1C.(D) Pourcentage de pollen fossile de Compositae, miombo woodland et Olea europaea, et (E) Pourcentage de pollen fossile de Poaceae et Podocarpus.Tutti i dati di u polline sò da u core MAL05-1B/1C.I numeri in cima si riferiscenu à i campioni OSL individuali detallati in e Tabelle S1 à S3.A diferenza in a dispunibilità di dati è a risoluzione hè dovuta à diversi intervalli di campionamentu è a dispunibilità di materiale in u core.A figura S9 mostra dui macro records di carbone cunvertiti in z-scores.
(Chitimwe) A stabilità di u paisaghju dopu a furmazione di fan hè indicata da a furmazione di terra rossu è carbonati chì formanu a terra, chì coprenu i sedimenti in forma di fan di tutta l'area di studiu (testu supplementu è Table S4).A furmazione di fanali alluviali di u Pleistocene tardu in u bacinu di u Lavu Malawi ùn hè micca limitata à l'area di Karonga.Circa 320 chilomitri a sud-est di Mozambique, u prufilu di prufundità di nuclide cosmogenic terrestre di 26Al è 10Be limita a furmazione di u lettu di Luchamange di terra rossa alluviale à 119 à 27 ka (23).Questa restrizione d'età estensiva hè coherente cù a nostra cronologia OSL per a parti occidentale di u Bacinu di u Lavu Malawi è indica l'espansione di i fanali alluviali regiunale in u Pleistocene Tardi.Questu hè sustinutu da dati da u registru di u core di u lavu, chì indica chì a più alta velocità di sedimentazione hè accumpagnata da circa 240 ka, chì hà un valore particularmente altu à ca.130 è 85 ka (testu supplementu) (21).
A prima evidenza di stabilimentu umanu in questa zona hè ligata à i sedimenti di Chitimwe identificati à ~ 92 ± 7 ka.Stu risultatu hè basatu annantu à 605 m3 di sedimenti scavati da 14 scavi archeologichi di cuntrollu di spaziu sottu-centimetru è 147 m3 di sedimenti da 46 pozzi archeologichi, cuntrullati verticalmente à 20 cm è cuntrullati horizontalmente à 2 metri (testu supplementu è figure S1 à S3) Inoltre, avemu ancu indagatu 147,5 chilometri, disposti 40 pits di prova geologica, è analizatu più di 38 000 reliquie culturali da 60 d'elli (Table S5 è S6) (18).Queste investigazioni estensive è scavi indicanu chì, ancu s'è l'omu antichi cumpresi l'omu mudernu iniziale pò esse campatu in l'area circa 92 ka fa, l'accumulazione di sedimenti assuciati cù l'ascesa è poi l'estabilizazione di u Lavu Malawi ùn hà micca priservatu evidenza archeologica finu à u lettu Chitimwe.
I dati archeologichi sustenenu l'inferenza chì in u tardu Quaternariu, l'espansione in forma di fan è l'attività umana in u nordu di Malawi esistevanu in grande quantità, è e reliquie culturali appartenenu à i tipi di altre parti di l'Africa ligati à l'omu mudernu iniziale.Most artifacts sò fatti di quartzite o pebbles fiume quartz, cù radiale, Levallois, piattaforma è riduzzione core aleatoriu (Figura S4).L'artefacti di diagnostichi morfologichi sò principalmente attribuiti à a tecnica di tipu Levallois specificu di l'Età Mesolitica (MSA), chì hè stata almenu circa 315 ka in Africa finu à avà (24).U lettu più altu di Chitimwe durò finu à u principiu di l'Olocene, chì cuntene l'avvenimenti di l'Età di Pietra Tarda sparsely distribuiti, è hè stata trovata per esse ligata à u Pleistocene tardu è l'Olocene cacciatori-raccoglitori in tutta l'Africa.In cuntrastu, i tradizioni di l'arnesi di petra (cum'è e grande arnesi di taglio) sò generalmente assuciati cù u Pleistocene Primu Mediu sò rari.Induve si sò accaduti, sò stati truvati in sedimenti chì cuntenenu MSA in u Pleistocene tardu, micca in i primi stadi di a deposizione (Table S4) (18).Ancu se u situ esisteva à ~ 92 ka, u periodu più rappresentativu di l'attività umana è a deposizione di fan alluviale hè accadutu dopu à ~ 70 ka, ben definitu da un settore di età OSL (Figura 2).Avemu cunfirmatu stu mudellu cù l'età OSL 25 publicata è 50 precedentemente inedite (Figura 2 è Tabelle S1 à S3).Questi indicanu chì da un totale di 75 determinazioni di età, 70 sò stati recuperati da i sedimenti dopu à circa 70 ka.A Figura 2 mostra l'età 40 assuciata à l'artifacti MSA in situ, relative à i principali indicatori paleoambientali publicati da u centru di u bacinu centrale MAL05-1B/1C (25) è u centru di u bacinu nordu di u lavu MAL05-2A prima ineditu.Charcoal (adiacente à u fan chì pruduce l'età OSL).
Utilizendu dati freschi da scavi archeològichi di fitoliti è micromorfologia di a terra, è ancu di dati publichi nantu à u polline fossili, grande carbone, fossili acquatici è minerali authgenic da u core di u Prughjettu di Perforazione di u Lago Malawi, avemu ricostruitu a relazione umana MSA cù u Lavu Malawi.Occupa u clima è e cundizioni ambientali di u stessu periodu (21).L'ultimi dui agenti sò a basa principale per ricustruisce a prufundità relativa di u lavu chì data di più di 1200 ka (21), è sò assuciati cù campioni di polline è macrocarboni raccolti da u stessu locu in u core di ~ 636 ka (25) in u passatu. .I nuclei più longu (MAL05-1B è MAL05-1C; 381 è 90 m rispettivamente) sò stati cullati à circa 100 chilometri à sud-est di l'area di u prugettu archeologicu.Un core cortu (MAL05-2A; 41 m) hè statu cullatu à circa 25 chilometri à l'est di u fiumu Rukulu Nordu (Figura 1).U core MAL05-2A riflette e cundizioni paleoambientali terrestri in l'area di Kalunga, mentri u core MAL05-1B/1C ùn riceve micca l'input direttu di u fiume da u Kalunga, perchè pò riflette megliu e cundizioni regiunale.
U tassu di depositu registratu in u core di perforazione compositu MAL05-1B / 1C hà cuminciatu da 240 ka è aumentatu da u valore mediu longu di 0,24 à 0,88 m / ka (Figura S5).L'aumentu iniziale hè ligatu à i cambiamenti in u sole modulatu orbitale, chì pruvucarà cambiamenti d'amplitude alta in u livellu di u lavu durante questu intervallu (25).In ogni casu, quandu l'excentricità orbitale cade dopu à 85 ka è u clima hè stabile, a rata di subsidence hè sempre alta (0,68 m / ka).Questu hà coincisu cù u record OSL terrestre, chì mostrava una vasta evidenza di espansione di fan alluviale dopu à circa 92 ka, è era coherente cù i dati di suscettibilità chì mostranu una correlazione positiva trà l'erosione è u focu dopu à 85 ka (Testu supplementu è Table S7).In vista di a gamma d'errore di u cuntrollu geocronulogicu dispunibule, hè impussibile di ghjudicà s'ellu questu inseme di relazioni evoluzione lentamente da u prugressu di u prucessu recursive o erupte rapidamente quandu ghjunghje à un puntu criticu.Sicondu u mudellu geofisicu di l'evoluzione di u bacinu, dapoi u Pleistocene Mediu (20), l'estensione di u rift è a subsidenza ligata anu rallentatu, per quessa, ùn hè micca u mutivu principalu di u prucessu di furmazione estensivu di fan chì avemu determinatu principalmente dopu à 92 ka.
Dapoi u Pleistocene Mediu, u clima hè statu u principale fattore di cuntrollu di u livellu di l'acqua di u lavu (26).In particulare, l'elevazione di u bacinu di u nordu chjusu una uscita esistente.800 ka per approfondisce u lavu finu à ch'ellu righjunghji l'altitudine di u sogliu di a surtita muderna (21).Situatu à l'estremità miridiunali di u lavu, questu outlet furnisce un limitu superiore per u livellu di l'acqua di u lavu durante intervalli umidi (inclusi oghje), ma hà permessu di chjude u bacinu cum'è u livellu di l'acqua di u lavu hè cascatu durante i periodi secchi (27).A ricustruzzione di u livellu di u lavu mostra i ciculi alternati secchi è umidi in u passatu 636 ka.Sicondu l'evidenza di u polline fossili, i periodi di siccità estrema (> 95% di riduzzione di l'acqua tutale) assuciati à u sole di l'estate bassa anu purtatu à l'espansione di a vegetazione semi-desertica, cù l'arburi ristretti à i corsi d'acqua permanente (27).Questi bassi (laghi) sò correlati cù spettri di u polline, chì mostranu una proporzione alta di grasses (80% o più) è xerophytes (Amaranthaceae) à a spesa di taxoni d'arburi è bassa ricchezza generale di spezie (25).In cuntrastu, quandu u lavu s'avvicina à i livelli muderni, a vegetazione strettamente ligata à i boschi di muntagna africana si estende di solitu à a riva di u lavu [circa 500 m sopra u livellu di u mari (masl)].Oghje, i boschi di muntagna africana appariscenu solu in picculi pezzi discreti sopra à circa 1500 masl (25, 28).
U periodu di seca estrema più recente hè accadutu da 104 à 86 ka.Dopu questu, ancu s'è u livellu di u lavu hà tornatu à e cundizioni elevate, i boschi di miombo aperti cù una grande quantità di erbe è ingredienti d'arbe sò diventati cumuni (27, 28).U tassu più significativu di a foresta di muntagna africana hè u pinu Podocarpus, chì ùn hà mai ricuperatu à un valore simile à l'altu livellu di u lavu precedente dopu à 85 ka (10,7 ± 7,6% dopu à 85 ka, mentri u nivellu di u lavu simile prima di 85 ka hè 29,8 ± 11,8%). ).L'indice di Margalef (Dmg) mostra ancu chì a ricchezza di spezie di u passatu 85 ka hè 43% più bassu di u nivellu di u lacu altu sustinutu precedente (2,3 ± 0,20 è 4,6 ± 1,21, rispettivamente), per esempiu, trà 420 è 345 ka ( Supplementary ). testu è figure S5 è S6) (25).Campioni di polline da circa u tempu.88 à 78 ka cuntene ancu un altu pircintuali di u polu di Compositae, chì ponu indicà chì a vegetazione hè stata disturbata è hè in u intervallu di errore di a data più antica quandu l'omu occupanu l'area.
Usemu u metudu di l'anomalia climatica (29) per analizà e dati paleoecologici è paleoclimati di i nuclei perforati prima è dopu à 85 ka, è esaminà a relazione ecologica trà a vegetazione, l'abbundanza di spezie è a precipitazione è l'ipotesi di decoupling a prediczione di u clima puru inferitu.Modu di basa di guida di ~ 550 ka.Stu ecosistema trasfurmatu hè affettatu da e cundizioni di precipitazione è u focu di u lagu, chì si riflette in a mancanza di spezie è novi cumminzioni di vegetazione.Dopu à l'ultimu periodu seccu, solu qualchi elementi forestali ricuperati, cumpresi i cumpunenti resistenti à u focu di i boschi di muntagna africana, cum'è l'oliu d'aliva, è i cumpunenti resistenti à u focu di i boschi tropicali di stagione, cum'è Celtis (testu supplementu è Figura S5) ( 25).Per pruvà sta ipotesi, avemu modellatu i livelli di l'acqua di u lavu derivati ​​da l'ostracode è i sustituti minerali autigenici cum'è variàbili indipindenti (21) è variabili dipendenti cum'è u carbone è u polline chì ponu esse affettati da a freccia di u focu aumentata (25).
Per verificà a similarità o a diffarenza trà sti cumminzioni in tempi diversi, avemu usatu u polline da Podocarpus (arburu perenne), grass (erba) è olive (cumpunente resistente à u focu di e fureste africane di muntagna) per l'analisi di coordenate principali (PCoA). è miombo (u principale cumpunente di u boscu oghje).Tracendu PCoA nantu à a superficia interpolata chì rapprisenta u livellu di u lavu quandu ogni cumminazione hè stata furmata, avemu esaminatu cumu a cumminazzioni di u polline cambia in quantu à a precipitazione è cumu questa relazione cambia dopu à 85 ka (Figura 3 è Figura S7).Prima di 85 ka, i campioni basati in gramineous anu aggregatu versu e cundizioni secche, mentre chì i campioni basati in podocarpus sò aggregati versu e cundizioni umidi.In cuntrastu, i campioni dopu à 85 ka sò raggruppati cù a maiò parte di i campioni prima di 85 ka è anu diverse valori medii, chì indicanu chì a so cumpusizioni hè inusual per e cundizioni di precipitazione simili.A so pusizioni in PCoA riflette l'influenza di Olea è miombo, i dui chì sò favuriti in cundizioni chì sò più propensi à u focu.In i campioni dopu à 85 ka, u pinu Podocarpus era abbundante solu in trè campioni consecutivi, chì hè accadutu dopu à l'intervallu trà 78 è 79 ka.Questu suggerisce chì dopu à l'aumentu iniziale di a precipitazione, a furesta pare avè ricuperatu un pocu prima di colapsà infine.
Ogni puntu rapprisenta una sola mostra di polline in un puntu determinatu in u tempu, utilizendu u testu supplementu è u mudellu di età in Figura 1. S8.U vettore rapprisenta a direzzione è u gradiente di u cambiamentu, è un vettore più longu rapprisenta una tendenza più forte.A superficia sottostante rapprisenta u livellu di l'acqua di u lavu cum'è un rappresentante di a precipitazione;u blu scuru hè più altu.U valore mediu di i valori di e caratteristiche PCoA hè furnitu per i dati dopu à 85 ka (diamante rossu) è tutte e dati da livelli simili di laghi prima di 85 ka (diamante giallu).Utilizendu e dati di l'intera 636 ka, u "livellu di u lavu simulatu" hè trà -0,130-σ è -0,198-σ vicinu à l'eigenvalue mediu di u PCA di u lavu.
Per studià a relazione trà u polu, u livellu di l'acqua di u lavu è u carbone, avemu utilizatu l'analisi multivariata non parametrica di a varianza (NP-MANOVA) per paragunà l'"ambienti" generale (rappresentatu da a matrice di dati di u polline, u livellu di l'acqua di u lavu è u carbone) prima. è dopu a transizione di 85 ka.Avemu trovu chì a variazione è a covarianza truvata in questa matrice di dati sò differenzi statisticamente significati prima è dopu à 85 ka (Table 1).
I nostri dati paleoambientali terrestri da i fitoliti è i terreni à a riva di u Lavu Ovest sò cunsistenti cù l'interpretazione basata nantu à u proxy di u lagu.Quessi indicanu chì, malgradu l'altu livellu di l'acqua di u lavu, u paisaghju hè statu trasfurmatu in un paisaghju duminatu da a terra forestale di canopy aperta è di pasture boscate, cum'è oghje (25).Tutti i lochi analizati per i fitoliti nantu à u latu uccidintali di u bacinu sò dopu à ~ 45 ka è mostranu una grande quantità di coperta arburetica chì riflette e cundizioni umidi.In ogni casu, crèdenu chì a maiò parte di u mulch hè in forma di boscu apertu sopra cù bambù è panicu grass.Sicondu i dati di fitoliti, l'arbureti di palme non resistenti à u focu (Arecaceae) esistenu solu nantu à a costa di u lavu, è sò rari o assenti in i siti archeologichi interni (Table S8) (30).
In generale, e cundizioni umidi ma aperti in u Pleistocene tardu pò ancu esse inferitu da paleosols terrestri (19).L'argilla di a laguna è u carbonate di terra marsh da u situ archeologicu di u Mwanganda Village pò esse tracciatu à 40 à 28 cal ka BP (precedentemente calibratu Qian'anni) (Table S4).I strati di terra carbonatica in u lettu di Chitimwe sò generalmente strati calcarii nodulari (Bkm) è argillosi è carbonati (Btk), chì indicanu u locu di stabilità geomorfologica relativa è u lentu stabilimentu da u fan alluviale di vasta portata Circa 29 cal ka BP (Supplementariu). testu).U tarrenu di laterite erosionatu è indurita (roccia litica) furmatu nantu à i resti di l'antichi fanatichi indicanu e cundizioni di u paisaghju aperti (31) è a forte precipitazione staghjunali (32), chì indicanu l'impattu cuntinuu di sti cundizioni in u paisaghju.
U sustegnu di u rolu di u focu in questa transizione vene da i registri di macrocarbone paru di nuclei di perforazione, è l'influssu di carbone da u Bacinu Centrale (MAL05-1B/1C) hè generalmente aumentatu da circa.175 carte.Un gran numaru di cimi seguitanu trà circa.Dopu à 135 è 175 ka è 85 è 100 ka, u livellu di u lavu hà ricuperatu, ma a ricchezza di u boscu è di e spezie ùn hà micca ricuperatu (testu supplementu, Figura 2 è Figura S5).A relazione trà l'afflussu di carbone è a suscettibilità magnetica di i sedimenti di u lavu pò ancu vede mudelli di storia di u focu à longu andà (33).Aduprà dati da Lyons et al.(34) U Lavu Malawi hà cuntinuatu à erode u paisaghju brusgiatu dopu à 85 ka, chì implica una correlazione positiva (Rs di Spearman = 0,2542 è P = 0,0002; Table S7), mentri i sedimenti più vechji mostranu a relazione opposta (Rs = -0,2509 è P <). 0,0001).In u bacinu sittintriunali, u core MAL05-2A più curtu hà u puntu d'ancora di datazione più prufonda, è u tufu Toba più chjucu hè ~ 74 à 75 ka (35).Ancu s'ellu ùn manca una perspettiva più longa, riceve input direttamente da u bacinu induve i dati archeologichi sò provenienti.I registri di carbone di u bacinu sittintriunali mostranu chì, dapoi a marca Toba crypto-tephra, l'ingaghjamentu di carbone terrigenu hà aumentatu constantemente durante u periodu quandu l'evidenza archeologica hè più cumuna (Figura 2B).
L'evidenza di l'incendii artificiali pò riflette l'usu deliberatu à una scala di u paisaghju, a pupulazioni diffusa chì causanu ignizioni più o più grandi in situ, alterazione di a dispunibilità di carburante da a cugliera di i boschi di u sottosu, o una cumminazione di queste attività.I cacciadori-ragatori muderni utilizanu u focu per cambià attivamente i premii di foraggiamenti (2).E so attività aumentanu l'abbundanza di preda, mantenenu u paisaghju di mosaicu, è aumentanu a diversità termale è l'eterogeneità di e tappe di successione (13).U focu hè ancu impurtante per l'attività in situ cum'è u riscaldamentu, a cucina, a difesa è a socializazione (14).Ancu i picculi differenze in l'implementazione di u focu fora di i fulmini naturali ponu cambià i mudelli di successione forestale, a dispunibilità di carburante è a staghjunalità di u focu.A riduzzione di l'arbureti di l'arbureti è di l'arbureti di u sottu hè più prubabile di aumentà l'erosione, è a perdita di a diversità di spezie in questa zona hè strettamente ligata à a perdita di e cumunità di foreste di muntagna africana (25).
In u registru archeologicu prima di l'iniziu di u MSA, u cuntrollu umanu di u focu hè statu bè stabilitu (15), ma finu à avà, u so usu cum'è strumentu di gestione di u paisaghju hè statu registratu solu in uni pochi di cuntesti paleoliticu.Questi includenu circa in Australia.40 ka (36), Highland New Guinea.45 ka (37) trattatu di pace.50 ka Niah Cave (38) in pianura Borneo.In l'Americhi, quandu l'omu hà intrutu prima in questi ecosistemi, in particulare in u passatu 20 ka (16), l'ignizione artificiale hè stata cunsiderata cum'è u fattore principalu in a ricunfigurazione di e cumunità vegetali è animali.Queste cunclusioni deve esse basatu annantu à l'evidenza pertinenti, ma in u casu di sovrapposizione diretta di dati archeologichi, geologichi, geomorfologichi è paleoambientali, l'argumentu di a causalità hè stata rinfurzata.Ancu s'è i dati di u core marinu di l'acque costiere di l'Africa anu furnitu prima evidenza di cambiamenti di u focu in u passatu circa 400 ka (9), quì furnimu evidenza di l'influenza umana da setti di dati archeologichi, paleoambientali è geomorfologichi pertinenti.
L'identificazione di l'incendii artificiali in i registri paleoambientali richiede evidenza di l'attività di u focu è di i cambiamenti temporali o spaziali di a vegetazione, chì dimustranu chì questi cambiamenti ùn sò micca previsti da i paràmetri climatichi solu, è a sovrapposizione temporale / spaziale trà i cambiamenti in e cundizioni di u focu è i cambiamenti in l'umani. records (29) Quì, a prima evidenza di l'occupazione MSA diffusa è a furmazione di fan alluviali in u bacinu di u Lavu Malawi hè accadutu à circa l'iniziu di una riurganizazione maiò di a vegetazione regiunale.85 carte.L'abbundanza di carbone in u core MAL05-1B/1C riflette a tendenza regiunale di a produzzione è a deposizione di carbone, à circa 150 ka cumparatu cù u restu di u record di 636 ka (Figure S5, S9 è S10).Questa transizione mostra l'impurtante cuntribuzione di u focu à a furmazione di a cumpusizioni di l'ecosistema, chì ùn pò micca esse spiegatu solu da u clima.In situazioni di u focu naturali, l'ignizione di fulmini generalmente si trova à a fine di a stagione secca (39).In ogni casu, se u carburante hè abbastanza seccu, u focu artificiale pò esse ignitu in ogni mumentu.À a scala di a scena, l'omu pò cambià continuamente u focu cullendu a legna da sottu à a furesta.U risultatu finali di ogni tipu di focu artificiale hè chì hà u putenziale di pruvucà più cunsumu di vegetazione di lignu, chì dura in tuttu l'annu, è in tutte e scale.
In Sudafrica, prima di 164 ka (12), u focu hè stata utilizata per u trattamentu termale di e pietre per a fabbricazione di strumenti.Dapoi 170 ka (40), u focu hè stata utilizata com'è strumentu per a cucina di i tuberi amidi, facendu u focu in i tempi antichi.Prosperous Resources-Prone Scenery (41).L'incendii di u paisaghju riducenu l'arbureti di l'arbureti è sò un strumentu impurtante per u mantenimentu di l'ambienti di pasture è foresta, chì sò l'elementi definitori di l'ecosistema mediatu da l'omu (13).Se u scopu di cambià a vegetazione o u cumpurtamentu di a preda hè di aumentà a brucia artificiale, allora stu cumpurtamentu rapprisenta un aumentu di a cumplessità di u cuntrollu è di sparghje u focu da i primi umani muderni in paragunà cù i primi umani, è mostra chì a nostra relazione cù u focu hà subitu un shift in interdependence (7).A nostra analisi furnisce un modu supplementu per capiscenu i cambiamenti in l'usu di u focu da l'omu in u Pleistocene tardu, è l'impattu di sti cambiamenti in u so paisaghju è l'ambiente.
L'espansione di i fanali alluviali di u Quaternariu Tardu in l'area di Karonga pò esse dovuta à cambiamenti in u ciculu di a combustione staghjunali in cundizioni di precipitazione più altu di a media, chì porta à l'erosione aumentata di a muntagna.U mecanismu di sta occurrence pò esse a risposta à a scala di u bacinu di l'acqua guidata da a perturbazione causata da u focu, l'erosione rinfurzata è sustinuta di a parte superiore di u bacinu, è l'espansione di i fanali alluviali in l'ambienti piemontesi vicinu à u Lavu Malawi.Queste reazzione ponu include u cambiamentu di e proprietà di a terra per riduce a permeabilità, riduce a rugosità di a superficia, è aumenta l'escursione per via di a cumminazione di e cundizioni di precipitazione elevata è a copertura arboricola ridutta (42).A dispunibilità di i sedimenti hè inizialmente migliuratu da a sbucciatura di u materiale di copertura, è cù u tempu, a forza di a terra pò diminuite per via di u riscaldamentu è a forza di a radicali ridutta.L'exfoliazione di u topsoil aumenta u flussu di sedimentu, chì hè allughjatu da l'accumulazione di fan-shaped downstream è accelera a furmazione di terra rossa nantu à u fan-shaped.
Parechji fattori ponu cuntrullà a risposta di u paisaghju à u cambiamentu di e cundizioni di u focu, a maiò parte di i quali operanu in pocu tempu (42-44).U signale chì avemu assuciatu quì hè evidenti nantu à a scala di u millenniu.L'analisi è i mudelli di evoluzione di u paisaghju dimustranu chì cù a disturbazione di a vegetazione causata da u focu ripetutu, a rata di denudazione hà cambiatu significativamente in una scala di u millenniu (45, 46).A mancanza di registri fossili regiunale chì coincide cù i cambiamenti osservati in i registri di carbone è di vegetazione impedisce a ricustruzzione di l'effetti di u cumpurtamentu umanu è i cambiamenti ambientali nantu à a cumpusizioni di e cumunità erbivori.In ogni casu, i grandi erbivori chì abitanu paisaghji più aperti ghjucanu un rolu in u mantenimentu è impediscenu l'invasione di a vegetazione legnu (47).L'evidenza di cambiamenti in i diversi cumpunenti di l'ambienti ùn deve esse attesa di esse simultaneamente, ma deve esse vistu cum'è una seria di effetti cumulativi chì ponu accade per un longu periodu di tempu (11).Utilizendu u metudu di l'anomalia climatica (29), cunsideremu l'attività umana cum'è un fattore di mutore chjave in a furmazione di u paisaghju di u nordu di Malawi durante u Pleistocene tardu.Tuttavia, questi effetti ponu esse basati nantu à l'eredità precedente, menu evidenti, di l'interazzione umanu-ambienti.U piccu di carbone chì apparsu in u registru paleoambientale prima di a prima data archeologica pò include un cumpunente antropogenicu chì ùn provoca micca i stessi cambiamenti di u sistema ecologicu cum'è arregistratu dopu, è ùn implica micca dipositi chì sò abbastanza per indicà cun fiducia l'occupazione umana.
Corti di sedimenti curtite, cum'è quelli di u bacinu di u lavu Masoko adiacente in Tanzania, o i nuclei di sedimentu più brevi in ​​u Lavu Malawi, mostranu chì l'abbundanza di polline relative di grassu è tassi di boscu hà cambiatu, chì hè attribuita à l'ultimi 45 anni.U cambiamentu climaticu naturali di ka (48-50).Tuttavia, solu una osservazione à longu andà di u record di polline di u Lavu Malawi> 600 ka, cù u paisaghju archeologicu seculu vicinu à questu, hè pussibule di capisce u clima, a vegetazione, u carbone è l'attività umana.Ancu l'omu sò prubabilmente apparsu in a parti sittintriunali di u bacinu di u Lavu Malawi prima di 85 ka, circa 85 ka, soprattuttu dopu à 70 ka, indicanu chì l'area hè attrattiva per l'abitazione umana dopu a fine di l'ultimu periodu di secca maiò.À questu tempu, l'usu novu o più intensivu / frequente di u focu da l'omu hè ovviamente cumminatu cù u cambiamentu climaticu naturali per ricustruisce a relazione ecologica> 550-ka, è infine furmò u primu paisaghju artificiale pre-agricultura (Figura 4).A cuntrariu di i periodi precedenti, a natura sedimentaria di u paisaghju conserva u situ MSA, chì hè una funzione di a relazione recursiva trà l'ambiente (distribuzione di risorse), u cumpurtamentu umanu (modelli di attività) è l'attivazione di u fan (depositu / sepultura di u situ).
(A) À propositu.400 ka: Nisun esseri umani ponu esse rilevati.I cundizioni umidi sò simili à l'oghje, è u livellu di u lavu hè altu.Copertura arboricola diversa, resistente à u focu.(B) Circa 100 ka: Ùn ci hè micca un registru archeologicu, ma a prisenza di l'omu pò esse rilevata per via di l'influssu di carbone.Cundizioni estremamente secche si trovanu in bacini secchi.A roccia hè generalmente esposta è i sedimenti di a superficia sò limitati.(C) Circa 85 à 60 ka: U livellu di l'acqua di u lavu aumenta cù l'aumentu di a precipitazione.L'esistenza di l'omu pò esse scuperta per l'archeologia dopu à 92 ka, è dopu à 70 ka, a brusgia di l'altitudine è l'espansione di i fanali alluviali seguiranu.Un sistema di vegetazione menu diversa è resistente à u focu hè apparsu.(D) Circa 40 à 20 ka: L'input di carbone ambientale in u bacinu sittintriunali hè aumentatu.A furmazione di i fanali alluviali cuntinuò, ma hà cuminciatu à debilitatu à a fine di stu periodu.Comparatu cù u record precedente di 636 ka, u livellu di u lavu resta altu è stabile.
L'Anthropocene rapprisenta l'accumulazione di cumpurtamenti di niche-building sviluppati annantu à millaie d'anni, è a so scala hè unica à l'Homo sapiens mudernu (1, 51).In u cuntestu mudernu, cù l'intruduzioni di l'agricultura, i paisaghji fatti da l'omu cuntinueghjanu à esisti è s'intensificanu, ma sò estensioni di mudelli stabiliti durante u Pleistocene, piuttostu cà disconnections (52).I dati da u nordu di Malawi mostranu chì u periodu di transizione ecologica pò esse prolongatu, cumplicatu è ripetitivu.Questa scala di trasfurmazioni riflette a cunniscenza ecologica cumplessa di i primi umani muderni è illustra a so trasfurmazioni à a nostra spezia dominante globale oghje.
Sicondu u protocolu descrittu da Thompson et al., Investigazione in situ è ​​arregistramentu di artefatti è caratteristiche di cobblestone nantu à l'area di l'indagine.(53).U piazzamentu di a fossa di prova è l'escavazione di u situ principale, cumprese a micromorfologia è a mostra di fitoliti, seguitanu u protocolu descrittu da Thompson et al.(18) è Wright et al.(19).A nostra mappa di u sistema d'infurmazione geografica (GIS) basatu annantu à a mappa di l'indagine geologica Malawi di a regione mostra una correlazione clara trà i letti di Chitimwe è i siti archeologichi (Figura S1).L'intervallu trà e fosse di prova geologica è archeologica in l'area di Karonga hè di catturà a mostra più larga rappresentativa (Figura S2).A geomorfologia di Karonga, l'età geologica è l'inchiesta archeologica implica quattru metudi principali di indagine di u campu: sondaggi pedonali, pozzi di prova archeologica, pozzi di prova geologica è scavi dettagliati di u situ.Inseme, sti tecniche permettenu di campionamentu di l'esposizione principale di u lettu Chitimwe in u nordu, u centru è u sudu di Karonga (Figura S3).
L'investigazione in situ è ​​a registrazione di l'artefatti è e caratteristiche di cobblestone nantu à l'area di l'indagine pedonale seguitanu u protocolu descrittu da Thompson et al.(53).Stu approcciu hà dui scopi principali.U primu hè di identificà i lochi induve i reliquii culturali sò stati sbulicati, è poi piazzate pits di teste archeològichi in salita in questi lochi per restaurà e reliquie culturali in situ da l'ambienti intarrati.U sicondu scopu hè di registrà formalmente a distribuzione di l'artefatti, e so caratteristiche, è a so relazione cù a fonte di materiali di petra vicinu (53).In questu travagliu, una squadra di trè persone marchjò à una distanza di 2 à 3 metri per un totale di 147,5 chilometri lineari, attraversu a maiò parte di i letti Chitimwe disegnati (Table S6).
U travagliu prima fucalizza nantu à i letti di Chitimwe per maximizà i campioni di artefatti osservati, è in segundu focu annantu à longu sezioni lineari da a riva di u lavu à l'alture chì taglianu diverse unità sedimentarie.Questu cunfirma una osservazione chjave chì l'artefatti situati trà l'altitudine uccidintali è a riva di u lavu sò solu ligati à u lettu di Chitimwe o sedimenti più recenti di u Pleistocene tardu è di l'Olocene.L'artefatti truvati in altri dipositi sò fora di u situ, trasladati da altri lochi in u paisaghju, cum'è pò esse vistu da a so abbundanza, grandezza è gradu di intemperia.
A fossa di prova archeologica in u locu è l'excavazione di u situ principale, cumpresa a micromorfologia è u campionamentu di fitoliti, seguitanu u protocolu descrittu da Thompson et al.(18, 54) è Wright et al.(19, 55).U scopu principale hè di capiscenu a distribuzione sotterranea di l'artifacti è i sedimenti in forma di fan in u paisaghju più grande.Artifacts sò di solitu intarratu prufonda in tutti i lochi in Chitimwe Beds, fora di i bordi, induve l'erosione hà cuminciatu à sguassà a cima di u sedimentu.Duranti l'investigazione informale, duie persone anu passatu Chitimwe Beds, chì sò stati affissati cum'è caratteristiche di a mappa nantu à a mappa geologica di u guvernu di Malawi.Quandu queste persone scontru à e spalle di u sedimentu di u Bed Chitimwe, cuminciaru à marchjà longu à a riva, induve puderanu osservà l'artifacti sbulicati da u sedimentu.Inclinendu l'excavazioni ligeramente in sopra (3 à 8 m) da l'artifacti in erosione attivamente, l'excavazione pò revelà a so pusizioni in situ relative à u sedimentu chì li cuntene, senza a necessità di scavi estensivi lateralmente.I pozzi di prova sò posti in modu chì sò 200 à 300 metri di distanza da a fossa più vicinu vicinu, catturà cusì cambiamenti in u sedimentu di u lettu di Chitimwe è l'artefatti chì cuntene.In certi casi, a fossa di prova hà revelatu un situ chì più tardi diventò un situ di scavi à grande scala.
Tutti i pits di prova cumincianu cù un quadru di 1 × 2 m, face à nordu-sud, è sò scavati in unità arbitrarie di 20 cm, salvu chì u culore, a struttura, o u cuntenutu di u sedimentu cambia significativamente.Registrate a sedimentulugia è a pruprietà di a terra di tutti i sedimenti scavati, chì passanu in modu uniforme per un tagliu seccu di 5 mm.Se a prufundità di depositu cuntinueghja à più di 0,8 à 1 m, cessate di scavà in unu di i dui metri quadrati è cuntinueghjanu à scavà in l'altru, furmendu cusì un "passu" in modu chì pudete entre in strati più profondi in modu sicuru.Allora cuntinuà à scavà finu à chì a roccia hè ghjunta, almenu 40 cm di sedimentu archeologicu sterile sò sottu à a cuncentrazione di artefatti, o l'excavazione diventa troppu insegura (prufonda) per prucede.In certi casi, a prufundità di depositu deve allargà a fossa di prova à un terzu metru quadru è entra in a trinchera in dui passi.
I pozzi di teste geologichi anu dimustratu prima chì i letti Chitimwe appariscenu spessu nantu à i carte geologichi per via di u so culore rossu distintivu.Quandu includenu flussi estensivi è sedimenti di fiumi, è sedimenti di fan alluviali, ùn sò micca sempre rossi (19).Geologia A fossa di prova hè stata scavata cum'è una fossa simplice pensata per sguassà i sedimenti superiori mischiati per revelà i strati sotterranei di i sedimenti.Questu hè necessariu perchè u lettu di Chitimwe hè erosionatu in una collina parabolica, è ci sò sedimenti colapsati nantu à a pendenza, chì di solitu ùn formanu micca parti naturali chjaru o tagli.Per quessa, sti scavi o anu fattu nantu à a cima di u lettu di Chitimwe, presumibbilmente ci era un cuntattu sotterraneo trà u lettu di Chitimwe è u lettu di Chiwondo di Pliocene sottu, o si sò accaduti induve i sedimenti di a terrazza di u fiumu avianu bisognu à esse datati (55).
Scavi archeològichi full-scala sò realizati in i lochi chì prumettenu un gran numaru di assemblei di strumenti di petra in situ, di solitu basatu nantu à i pozzi di teste o di i lochi induve un gran numaru di reliquii culturali ponu esse veduti eroding da a pendenza.I principali reliquii culturali scavati sò stati recuperati da unità sedimentarii scavate separatamente in un quadru di 1 × 1 m.Se a densità di l'artifacti hè alta, l'unità di scavà hè un spout di 10 o 5 cm.Tutti i prudutti di petra, l'ossi fossili è l'ocra sò stati disegnati durante ogni scavi maiò, è ùn ci hè micca un limitu di dimensione.A dimensione di u screnu hè 5mm.Se i reliquii culturali sò scuperti durante u prucessu di scavi, saranu attribuiti un numeru di scuperta di disegnu di codice à barre unicu, è i numeri di scuperta in a listessa serie seranu attribuiti à i scuperti filtrati.I reliquii culturali sò marcati cù tinta permanente, posti in sacchetti cù etichette di specimen, è insaccati cù altre reliquie culturali da u listessu fondu.Dopu l'analisi, tutte e reliquie culturali sò guardati in u Centru Culturale è Museu di Karonga.
Tutte e scavi sò realizati secondu strati naturali.Quessi sò suddivisi in spits, è u sputu di sputichi dipende da a densità di l'artifact (per esempiu, se a densità di l'artefact hè bassu, u sput thickness serà altu).Dati di fondo (per esempiu, proprietà di sedimentu, rilazioni di fondo, è osservazioni di interferenza è densità di artefatti) sò arregistrati in a basa di dati Access.Tutti i dati di coordenate (per esempiu, scuperte tracciate in segmenti, elevazione di u cuntestu, anguli quadrati è campioni) sò basati nantu à e coordenate Universal Transverse Mercator (UTM) (WGS 1984, Zona 36S).À u situ principale, tutti i punti sò registrati cù una stazione tutale Nikon Nivo C serie 5″, chì hè custruita nantu à una griglia lucale u più vicinu pussibule à u nordu di UTM.U locu di l'angulu nord-ovest di ogni situ di scavi è u locu di ogni situ di scavi A quantità di sedimentu hè datu in Table S5.
A seccione di sedimentulugia è e caratteristiche di a scienza di a terra di tutte e unità scavate hè stata registrata cù u Programma di Classe di Parte Agricola di i Stati Uniti (56).L'unità sedimentarii sò specificate nantu à a dimensione di granu, angularità è e caratteristiche di u lettu.Nota l'inclusioni anormali è i disturbi assuciati cù l'unità di sedimentu.U sviluppu di a terra hè determinata da l'accumulazione di sesquioxide o carbonate in terra sotterranea.L'intemperamentu subterraneo (per esempiu, redox, furmazione di noduli di manganese residuale) hè ancu spessu registratu.
U puntu di raccolta di campioni OSL hè determinatu nantu à a basa di l'estimazione di quale facies pò pruduce l'estimazione più affidabile di l'età di sepultura di sedimentu.À u locu di campionamentu, i trincheri sò stati cavati per espose a capa sedimentaria authigenica.Raccoglie tutti i campioni utilizati per a datazione OSL inserendu un tubu d'acciaio opacu (circa 4 cm di diametru è circa 25 cm di lunghezza) in u prufilu di sedimentu.
A datazione OSL misura a dimensione di u gruppu di elettroni intrappulati in cristalli (cum'è quartz o feldspar) per l'esposizione à a radiazione ionizzante.A maiò parte di sta radiazione vene da a decadenza di l'isotopi radiuattivi in ​​l'ambiente, è una piccula quantità di cumpunenti supplementari in latitudini tropicali appariscenu in forma di radiazzioni còsmica.L'elettroni catturati sò liberati quandu u cristallu hè espostu à a luce, chì si trova durante u trasportu (avvenimentu zeroing) o in u laboratoriu, induve l'illuminazione si trova nantu à un sensoru chì pò detect i fotoni (per esempiu, un tubu fotomultiplicatore o una camera cù una carica carica). dispusitivu di accoppiamentu) A parte bassa emette quandu l'elettrone torna à u statu di terra.I particeddi di quartz cù una dimensione trà 150 è 250 μm sò siparati da sieving, trattamentu à l'acidu è separazione di densità, è usati cum'è picculi aliquots (<100 particles) muntati nantu à a superficia di una piastra d'aluminiu o perforati in un pozzu di 300 x 300 mm L'individuu. e particelle sò analizate nantu à una padedda d'aluminiu.A dosa enterrata hè generalmente stimata utilizendu un metudu di rigenerazione aliquota unica (57).In più di valutà a dosa di radiazione ricevuta da i grani, a datazione OSL richiede ancu una stima di a dosa misurà a cuncentrazione di radionuclide in u sedimentu di a mostra raccolta utilizendu spettroscopia gamma o analisi di attivazione di neutroni, è determinendu a mostra di riferimentu di dose cosmica Locu è a prufundità di sepultura.A determinazione finale di l'età hè ottenuta dividendu a dosa di sepultura per a dosa.In ogni casu, quandu ci hè un cambiamentu in a dosa misurata da una sola grana o gruppu di granu, un mudellu statisticu hè necessariu per determinà a dosa intarrata adatta per esse usata.A dosa enterrata hè calculata quì cù u mudellu di l'era cintrali, in u casu di datazione aliquota unica, o in u casu di datazione di particella unica, utilizendu un mudellu di mistura finita (58).
Trè laboratorii indipendenti anu realizatu analisi OSL per stu studiu.I metudi individuali detallati per ogni laboratoriu sò mostrati quì sottu.In generale, usemu u metudu di dosi regenerative per applicà a datazione OSL à aliquote chjuche (decine di grani) invece di utilizà l'analisi di granu unicu.Questu hè chì durante l'esperimentu di crescita regenerativa, a rata di ricuperazione di una piccula mostra hè bassa (<2%), è u signale OSL ùn hè micca saturatu à u livellu di u signale naturali.A cunsistenza inter-laboratoriu di a determinazione di l'età, a coherenza di i risultati in e trà i profili stratigrafichi pruvati, è a cunsistenza cù l'interpretazione geomorfologica di l'età 14C di rocce carbonate sò a basa principale per sta valutazione.Ogni laboratoriu hà evaluatu o implementatu un accordu di granu unicu, ma hà determinatu indipindente chì ùn era micca adattatu per l'usu in stu studiu.I metudi detallati è i protokolli di analisi seguiti da ogni laboratoriu sò furniti in i materiali supplementari è i metudi.
I manufatti di pietra recuperati da scavi cuntrullati (BRU-I; CHA-I, CHA-II, è CHA-III; MGD-I, MGD-II è MGD-III; è SS-I) sò basati nantu à u sistema metricu è a qualità. caratteristiche.Misura u pesu è a dimensione massima di ogni pezza di travagliu (usendu una scala digitale per misurà u pesu hè 0,1 g; cù un calibre digitale Mitutoyo per misurà tutte e dimensioni hè 0,01 mm).Tutte e reliquie culturali sò ancu classificate secondu a materia prima (quartz, quartzite, flint, etc.), granulazione di granu (fine, medium, grossolana), uniformità di granu di granu, culore, tipu di corteccia è copertura, intemperia / arrotondamentu di u bordu è qualità tecnica. (complete o frammentate) Nuclei o fiocchi, fiocchi/pezzi d'angolo, pietre da martello, granate e altri).
U core hè misuratu longu a so lunghezza massima;larghezza massima;larghezza hè 15%, 50%, è 85% di lunghezza;grossu massimu;u gruixu hè 15%, 50%, è 85% di lunghezza.E misurazioni sò ancu realizati per evaluà e proprietà di u voluminu di u core di tissuti emisferichi (radial è Levallois).Tramindui nuclei intactu è rottu sò classificate secondu u metudu resetten (piattaforma unica o multi-piattaforma, radiale, Levallois, etc.), è cicatrici flaky sò cuntatu à ≥15 mm è ≥20% di a lunghezza core.Cores cù 5 o menu cicatrici 15 mm sò classificate cum'è "aleatoriu".A cobertura corticale di tutta a superficia di u core hè registrata, è a cobertura corticale relative di ogni latu hè registrata nantu à u core di u tissutu hemisfericu.
U fogliu hè misuratu longu a so lunghezza massima;larghezza massima;larghezza hè 15%, 50%, è 85% di lunghezza;grossu massimu;u gruixu hè 15%, 50%, è 85% di lunghezza.Descrivite i frammenti secondu e parte restante (proximal, middle, distal, split à diritta è split à manca).L'allungamentu hè calculatu dividendu a lunghezza massima da a larghezza massima.Misura a larghezza di a piattaforma, u grossu è l'angolo di a piattaforma esterna di a fetta intacta è i frammenti di a fetta prossimale, è classificà e plataforme secondu u gradu di preparazione.Registrate a cobertura corticale è u locu nantu à tutte e fette è frammenti.I bordi distali sò classificati secondu u tipu di terminazione (piuma, cerniera è forchetta superiore).Nantu à a fetta cumpleta, arregistrate u numeru è a direzzione di a cicatrice nantu à a fetta precedente.Quandu scontru, registrà u locu di mudificazione è l'invasività in cunfurmità cù u protocolu stabilitu da Clarkson (59).I piani di rinnuvamentu sò stati iniziati per a maiò parte di e cumminazzioni di scavi per evaluà i metudi di risturazione è l'integrità di a deposizione di u situ.
L'artifacti di petra recuperati da e fosse di prova (CS-TP1-21, SS-TP1-16 è NGA-TP1-8) sò descritti secondu un schema più simplice cà l'excavazione cuntrullata.Per ogni artefattu, sò stati registrati e seguenti caratteristiche: materia prima, dimensione di particella, copertura di a corteccia, gradu di taglia, dannu intemperie / bordu, cumpunenti tecnichi è preservazione di frammenti.Note descrittive per e caratteristiche di diagnostica di i fiocchi è i nuclei sò registrati.
I blocchi cumpleti di sedimentu sò stati tagliati da e sezioni esposti in scavi è trincee geologiche.Sti petri sò stati fissi in u situ cù bandages di gesso o carta igienica è cinta di imballaggio, è poi trasportati à u Laboratoriu di Archeologia Geologica di l'Università di Tubinga in Germania.Quì, a mostra hè secca à 40 ° C per almenu 24 ore.Allora sò curati sottu u vacuum, usendu una mistura di resina di poliester senza prumuzione è styrene in una proporzione di 7: 3.Perossidu di Methyl ethyl cetone hè utilizatu com'è catalizzatore, mistura di resin-styrene (3 à 5 ml / l).Una volta chì a mistura di resina s'hè gelificata, riscalda a mostra à 40 ° C per almenu 24 ore per indurisce completamente a mistura.Aduprate una sega di tile per tagliate a mostra indurita in pezzi di 6 × 9 cm, appiccicate nantu à un vetru di vetru è macinate à un spessore di 30 μm.I slices resultanti sò stati scansati cù un scanner flatbed, è analizati cù a luce polarizzata piana, a luce polarizzata incruciata, a luce incidente oblicua è a fluorescenza blu à l'occhiu nudu è l'ingrandimentu (×50 à ×200).A terminologia è a descrizzione di e rùbbriche sottili seguenu e linee guida publicate da Stoops (60) è Courty et al.(61).I noduli di carbonate chì formanu a terra cullati da una prufundità di> 80 cm sò tagliati à a mità per chì a mità pò esse impregnata è eseguita in fette sottili (4,5 × 2,6 cm) cù un microscopiu stereo standard è microscopiu petrograficu è catodoluminescenza (CL) Microscopiu di ricerca. .U cuntrollu di i tipi di carbonate hè assai prudente, perchè a furmazione di carbonate chì forma a terra hè ligata à a superficia stabile, mentri a furmazione di carbonate di l'acqua di terra hè indipindente da a superficia o di a terra.
I campioni sò stati perforati da a superficia tagliata di i noduli di carbonate chì formanu a terra è a mità per diverse analisi.FS hà utilizatu i microscopi stereo è petrografici standard di u Gruppu di Travagliu di Geoarcheologia è u microscopiu CL di u Gruppu di Travagliu di Mineralogia Sperimentale per studià e fette sottili, chì sò tutti dui situati in Tübingen, Germania.I sottocampioni di datazione di u radiocarbonu sò stati perforati cù trapani di precisione da una zona designata di circa 100 anni.L'altra mità di i noduli hè di 3 mm di diametru per evitari zoni cù recristalizazione tardi, inclusi ricchi minerali, o grandi cambiamenti in a dimensione di cristalli di calcite.U listessu protokollu ùn pò esse seguitu per i campioni MEM-5038, MEM-5035 è MEM-5055 A.Questi campioni sò scelti da campioni di sedimentu soltu è sò troppu chjuchi per esse tagliati à a mità per a sezione fina.In ogni casu, studii di sezione fina sò stati realizati nantu à i campioni micromorfologichi currispondenti di sedimenti adiacenti (inclusi i noduli di carbonate).
Avemu sottumessu campioni di datazione 14C à u Centru per a Ricerca Isotopica Applicata (CAIS) in l'Università di Georgia, Atene, USA.A mostra di carbonate reagisce cù l'acidu fosforicu 100% in un vasu di reazione evacuatu per furmà CO2.Purificazione à bassa temperatura di campioni di CO2 da altri prudutti di reazione è cunversione catalitica in grafite.U rapportu di grafite 14C / 13C hè statu misuratu cù un spettrometru di massa acceleratore 0.5-MeV.Comparare u rapportu di mostra cù u rapportu misuratu cù l'acidu oxalic I standard (NBS SRM 4990).U marmura di Carrara (IAEA C1) hè utilizatu cum'è u fondu, è u travertinu (IAEA C2) hè adupratu cum'è standard secundariu.U risultatu hè spressu cum'è un percentinu di carbone mudernu, è a data citata senza calibrazione hè data in anni di radiucarbonu (anni BP) prima di u 1950, utilizendu una mità di 14C di 5568 anni.L'errore hè citatu cum'è 1-σ è riflette l'errore statisticu è sperimentale.Basatu nantu à u valore δ13C misuratu da a spettrometria di massa di ratio isotopi, C. Wissing di u Laboratoriu di Biogeologia in Tubinga, Germania, hà informatu a data di fraccionamentu isotopicu, salvu UGAMS-35944r misurata à CAIS.Sample 6887B hè statu analizatu in duplicate.Per fà questu, perforate una seconda sub-mostra da u nodulu (UGAMS-35944r) da a zona di mostra indicata nantu à a superficia di cutting.A curva di calibrazione INTCAL20 (Table S4) (62) applicata in l'emisferu miridiunali hè stata utilizata per correggerà u fraccionamentu atmosfericu di tutti i campioni à 14C à 2-σ.