Modern Homo sapiens çok sayıda ekosistem dönüşümüne katılmıştır, ancak bu davranışların kökenini veya erken sonuçlarını tespit etmek zordur.Kuzey Malavi'den gelen arkeoloji, jeokronoloji, jeomorfoloji ve paleo-çevresel veriler, Geç Pleistosen'de toplayıcıların varlığı, ekosistem organizasyonu ve alüvyon yelpazesi oluşumu arasındaki değişen ilişkiyi belgelemektedir.Yaklaşık 20. yüzyıldan sonra, yoğun bir Mezolitik eserler ve alüvyon yelpazeleri sistemi kuruldu.92.000 yıl önce, paleo-ekolojik ortamda, önceki 500.000 yıllık rekorda bir benzeri yoktu.Arkeolojik veriler ve temel koordinat analizi, erken insan yapımı yangınların, tutuşma üzerindeki mevsimsel kısıtlamaları gevşeterek, bitki örtüsü kompozisyonunu ve erozyonu etkilediğini göstermektedir.Bu, iklim kaynaklı yağış değişiklikleriyle birleştiğinde, sonunda tarım öncesi yapay manzaraya ekolojik bir geçişe yol açtı.
Modern insanlar, ekosistem dönüşümünün güçlü destekçileridir.Binlerce yıldır, çevreyi kapsamlı ve kasıtlı olarak değiştirerek, ilk insan egemen ekosistemin ne zaman ve nasıl ortaya çıktığına dair tartışmalara yol açtılar (1).Gittikçe daha fazla arkeolojik ve etnografik kanıt, toplayıcılar ve çevreleri arasında çok sayıda özyinelemeli etkileşim olduğunu göstermektedir, bu da bu davranışların türümüzün evriminin temeli olduğunu göstermektedir (2-4).Fosil ve genetik veriler, Homo sapiens'in yaklaşık 315.000 yıl önce (ka) Afrika'da var olduğunu göstermektedir.Arkeolojik veriler, kıtada meydana gelen davranışların karmaşıklığının son yaklaşık 300 ila 200 bin arasında önemli ölçüde arttığını göstermektedir.Pleistosen'in sonu (Chibanian) (5).Bir tür olarak ortaya çıktığımızdan beri, insanlar gelişmek için teknolojik yeniliklere, mevsimsel düzenlemelere ve karmaşık sosyal işbirliğine güvenmeye başladılar.Bu nitelikler, daha önce yerleşim olmayan veya aşırı ortamlardan ve kaynaklardan yararlanmamızı sağlar, dolayısıyla bugün insanlar küresel ölçekte tek hayvan türüdür (6).Ateş bu dönüşümde anahtar rol oynamıştır (7).
Biyolojik modeller, pişmiş gıdaya adaptasyonun en az 2 milyon yıl öncesine kadar izlenebileceğini, ancak Orta Pleistosen'in sonuna kadar ateş kontrolünün geleneksel arkeolojik kanıtlarının ortaya çıkmadığını göstermektedir (8).Afrika kıtasının geniş bir bölgesinden gelen toz kayıtlarına sahip okyanus çekirdeği, son milyonlarca yılda, temel karbonun zirvesinin yaklaşık 400 bin sonra, özellikle buzullar arası dönemden buzul dönemine geçiş sırasında ortaya çıktığını, ancak aynı zamanda meydana geldiğini göstermektedir. Holosen (9).Bu, yaklaşık 400 bin öncesinde Sahra altı Afrika'da yangınların yaygın olmadığını ve Holosen'de insan katkılarının önemli olduğunu gösteriyor (9).Ateş, Holosen boyunca çobanlar tarafından otlakları yetiştirmek ve korumak için kullanılan bir araçtır (10).Bununla birlikte, erken Pleistosen'de avcı-toplayıcılar tarafından ateş kullanımının arka planını ve ekolojik etkisini tespit etmek daha karmaşıktır (11).
Ateş, hem etnografide hem de arkeolojide, geçim kaynaklarının iyileştirilmesi veya hammaddelerin değiştirilmesi de dahil olmak üzere kaynak manipülasyonu için bir mühendislik aracı olarak adlandırılır.Bu faaliyetler genellikle kamu planlaması ile ilgilidir ve çok fazla ekolojik bilgi gerektirir (2, 12, 13).Peyzaj ölçeğindeki yangınlar, avcı-toplayıcıların avlarını uzaklaştırmasına, zararlıları kontrol etmesine ve habitat verimliliğini artırmasına olanak tanır (2).Yerinde yangın, yemek pişirmeyi, ısınmayı, yırtıcı savunmayı ve sosyal uyumu teşvik eder (14).Bununla birlikte, avcı-toplayıcı yangınlarının ekolojik topluluğun yapısı ve topografya gibi peyzaj bileşenlerini ne ölçüde yeniden yapılandırabileceği çok belirsizdir (15, 16).
Eski arkeolojik ve jeomorfolojik veriler ve birden fazla yerden sürekli çevresel kayıtlar olmadan, insan kaynaklı ekolojik değişikliklerin gelişimini anlamak sorunludur.Güney Afrika'daki Büyük Rift Vadisi'ndeki uzun vadeli göl tortusu kayıtları, bölgedeki antik arkeolojik kayıtlarla birleştiğinde, burayı Pleistosen'in neden olduğu ekolojik etkileri araştırmak için bir yer haline getiriyor.Burada, güney-orta Afrika'daki geniş bir Taş Devri manzarasının arkeolojisi ve jeomorfolojisi hakkında rapor veriyoruz.Daha sonra, insan yapımı yangınlar bağlamında insan davranışı ve ekosistem dönüşümünün en eski eşleşme kanıtlarını belirlemek için >600 ka'yı kapsayan paleo-çevresel verilerle ilişkilendirdik.
Güney Afrika Rift Vadisi'nde Malavi'nin kuzey bölümünün kuzey ucunda yer alan Karonga Bölgesi'ndeki Chitimwe yatağı için daha önce bildirilmemiş bir yaş sınırı sağladık (Şekil 1) (17).Bu yataklar, milyonlarca taş ürünü içeren, ancak kemikler gibi korunmuş organik kalıntılar içermeyen, yaklaşık 83 kilometrekarelik bir alanı kaplayan kırmızı toprak alüvyon yelpazeleri ve nehir çökellerinden oluşur (Ek metin) (18).Dünya kaydından (Şekil 2 ve Tablo S1 ila S3) elde edilen optik olarak uyarılmış ışık (OSL) verilerimiz, Chitimwe yatağının yaşını Geç Pleistosen olarak değiştirmiştir ve alüvyon yelpazesi aktivasyonunun ve taş devri gömülmesinin en eski yaşı yaklaşık 92 bindir ( 18, 19).Alüvyon ve nehir Chitimwe tabakası Pliyosen-Pleistosen Chiwondo tabakasının göl ve nehirlerini düşük açılı bir uyumsuzlukla örtmektedir (17).Bu çökeller, gölün kenarı boyunca fay kaması içinde yer almaktadır.Bunların konfigürasyonu, göl seviyesi dalgalanmaları ile Pliyosen'e uzanan aktif faylar arasındaki etkileşimi gösterir (17).Tektonik hareket, bölgesel topoğrafyayı ve piedmont eğimini uzun süre etkilemiş olsa da, bu alandaki fay aktivitesi Orta Pleistosen'den beri yavaşlamış olabilir (20).~800 bin yıl sonra ve 100 bin yıl sonrasına kadar, Malawi Gölü'nün hidrolojisi esas olarak iklim tarafından yönlendirilir (21).Bu nedenle, bunların hiçbiri Geç Pleistosen'de alüvyon yelpazelerinin oluşumunun tek açıklaması değildir (22).
(A) Afrika istasyonunun modern yağışa göre konumu (yıldız);mavi daha ıslak ve kırmızı daha kuru (73);soldaki kutu Malavi Gölü'nü ve çevresini gösterir MAL05-2A ve MAL05-1B Karonga bölgesinin yeşil bir çerçeve olarak vurgulandığı ve Luchamange yatağının konumunun vurgulandığı /1C çekirdeğinin (mor nokta) konumu beyaz kutu olarak.(B) MAL05-2A çekirdeğine, kalan Chitimwe yatağına (kahverengi yama) ve Malawi Erken Mezolitik Projesinin (MEMSAP) kazı yerini gösteren tepe topoğrafyasını gösteren Malavi havzasının kuzey kısmı (sarı nokta) );CHA, Chaminade;MGD, Mwanganda köyü;NGA, Ngara;SS, Sadara Güney;VIN, edebi kütüphane resmi;WW, Beluga.
OSL merkez yaşı (kırmızı çizgi) ve 1-σ (%25 gri) hata aralığı, Karonga'da in situ artefaktların oluşumuyla ilgili tüm OSL yaşları.Geçmiş 125 bin yıllık verilere göre yaş, (A) tortul/alüvyal yelpaze birikimini (camgöbeği) ve temel bileşen analizine (PCA) dayalı göl suyu seviyesi rekonstrüksiyonunu gösteren alüvyon yelpazesi çökellerinden gelen tüm OSL yaşlarının çekirdek yoğunluğu tahminlerini gösterir. MAL05-1B/1C çekirdeğinden fosiller ve otijenik mineraller (21) (mavi).(B) MAL05-1B/1C çekirdeğinden (siyah, yıldız işaretiyle 7000'e yakın bir değer) ve MAL05-2A çekirdeğinden (gri), sedimantasyon hızıyla normalleştirilen gram başına makromoleküler karbon sayıları.(C) MAL05-1B/1C çekirdek fosil poleninden Margalef tür zenginliği indeksi (Dmg).(D) Compositae, miombo ormanlık ve Olea europaea'dan fosil polen yüzdesi ve (E) Poaceae ve Podocarpus'tan fosil polen yüzdesi.Tüm polen verileri MAL05-1B/1C çekirdeğindendir.En üstteki sayılar, Tablo S1 ila S3'te ayrıntıları verilen bireysel OSL örneklerine atıfta bulunur.Veri kullanılabilirliği ve çözünürlüğündeki fark, farklı örnekleme aralıklarından ve çekirdekteki malzeme kullanılabilirliğinden kaynaklanmaktadır.Şekil S9, z puanlarına dönüştürülmüş iki makro karbon kaydını göstermektedir.
(Chitimwe) Yelpaze oluşumundan sonraki peyzaj stabilitesi, tüm çalışma alanının yelpaze şeklindeki çökellerini kaplayan kırmızı toprak ve toprak oluşturan karbonatların oluşumu ile gösterilir (Ek metin ve Tablo S4).Malavi Gölü Havzasında Geç Pleistosen alüvyon yelpazelerinin oluşumu Karonga bölgesi ile sınırlı değildir.Mozambik'in yaklaşık 320 kilometre güneydoğusunda, 26Al ve 10Be'nin karasal kozmojenik nüklid derinlik profili, alüvyonlu kırmızı toprağın Luchamange yatağının oluşumunu 119 ila 27 ka (23) ile sınırlar.Bu kapsamlı yaş sınırlaması, Malavi Gölü Havzası'nın batı kısmı için OSL kronolojimizle tutarlıdır ve Geç Pleistosen'de bölgesel alüvyon yelpazelerinin genişlemesini gösterir.Bu, daha yüksek sedimantasyon hızına, özellikle yaklaşık olarak yüksek bir değere sahip olan yaklaşık 240 ka'nın eşlik ettiğini gösteren göl çekirdeği kaydından elde edilen verilerle desteklenmektedir.130 ve 85 ka (ek metin) (21).
Bu alanda insan yerleşiminin en erken kanıtı ~92 ± 7 ka'da tanımlanan Chitimwe çökelleriyle ilgilidir.Bu sonuç, 14 santimetre altı alan kontrol arkeolojik kazılarından 605 m3 kazılan tortullara ve dikey olarak 20 cm'ye kadar kontrol edilen ve yatay olarak 2 metreye kadar kontrol edilen 46 arkeolojik test çukurundan 147 m3 tortulara dayanmaktadır (Ek metin ve Şekil S1 ila S3) Ayrıca 147,5 kilometrelik bir araştırma yaptık, 40 jeolojik test çukuru düzenledik ve bunlardan 60'ından 38.000'den fazla kültürel kalıntıyı analiz ettik (Tablo S5 ve S6) (18).Bu kapsamlı araştırmalar ve kazılar, erken modern insanlar da dahil olmak üzere eski insanların bölgede yaklaşık 92 bin yıl önce yaşamış olmalarına rağmen, Malawi Gölü'nün yükselmesi ve ardından stabilizasyonu ile ilişkili tortu birikiminin, Chitimwe yatağını oluşturana kadar arkeolojik kanıtları korumadığını göstermektedir.
Arkeolojik veriler, geç Kuvaterner'de, kuzey Malavi'de yelpaze şeklindeki genişleme ve insan faaliyetlerinin çok sayıda var olduğu ve kültürel kalıntıların Afrika'nın erken modern insanlarla ilgili diğer bölgelerine ait olduğu çıkarımını desteklemektedir.Çoğu eser, radyal, Levallois, platform ve rastgele çekirdek indirgeme ile kuvarsit veya kuvars nehir çakıllarından yapılmıştır (Şekil S4).Morfolojik tanısal artefaktlar esas olarak, şimdiye kadar Afrika'da en az yaklaşık 315 bin olan Mezolitik Çağ'a (MSA) özgü Levallois tipi tekniğe atfedilir (24).En üstteki Chitimwe yatağı, seyrek olarak dağılmış Geç Taş Devri olaylarını içeren erken Holosen'e kadar sürdü ve Afrika'daki geç Pleistosen ve Holosen avcı-toplayıcıları ile ilişkili olduğu bulundu.Buna karşılık, genellikle Erken Orta Pleistosen ile ilişkilendirilen taş alet gelenekleri (büyük kesici aletler gibi) nadirdir.Bunların meydana geldiği yerlerde, çökelmenin erken aşamalarında değil, geç Pleistosen'de MSA içeren tortullarda bulundular (Tablo S4) (18).Alan ~92 bin yaşında olmasına rağmen, insan faaliyeti ve alüvyon yelpazesi birikiminin en temsili periyodu ~70 binden sonra meydana geldi ve bir dizi OSL yaşı ile iyi tanımlandı (Şekil 2).Bu kalıbı 25 yayınlanmış ve 50 daha önce yayınlanmamış OSL yaşı ile doğruladık (Şekil 2 ve Tablolar S1 ila S3).Bunlar, toplam 75 yaş tespitinden 70'inin yaklaşık 70 bin yıl sonra tortullardan geri kazanıldığını göstermektedir.Şekil 2, MAL05-1B/1C merkez havzasının (25) merkezinden ve gölün daha önce yayınlanmamış MAL05-2A kuzey havza merkezinden yayınlanan ana paleo-çevresel göstergelere göre yerinde MSA eserleriyle ilişkili 40 yaşı göstermektedir.Kömür (OSL yaşı üreten fanın bitişiğinde).
Fitolit ve toprak mikromorfolojisine ilişkin arkeolojik kazılardan elde edilen taze verilerin yanı sıra, Malawi Gölü Sondaj Projesi'nin merkezindeki fosil polenleri, büyük kömür, su fosilleri ve otijenik mineraller hakkında kamuya açık verileri kullanarak, Malavi Gölü ile MSA insan ilişkisini yeniden kurduk.Aynı dönemin iklim ve çevre koşullarını işgal eder (21).Son iki ajan, 1200 ka'dan (21) daha eski olan nispi göl derinliklerinin yeniden yapılandırılması için ana temeldir ve geçmişte ~636 ka (25) çekirdeğinde aynı konumdan toplanan polen ve makrokarbon örnekleri ile eşleştirilir. .En uzun çekirdekler (sırasıyla MAL05-1B ve MAL05-1C; 381 ve 90 m) arkeolojik proje alanının yaklaşık 100 kilometre güneydoğusunda toplanmıştır.Kuzey Rukulu Nehri'nin yaklaşık 25 kilometre doğusunda kısa bir çekirdek (MAL05-2A; 41 m) toplanmıştır (Şekil 1).MAL05-2A çekirdeği Kalunga bölgesindeki karasal paleo-çevre koşullarını yansıtırken, MAL05-1B/1C çekirdeği Kalunga'dan doğrudan nehir girdisi almadığından bölgesel koşulları daha iyi yansıtabilir.
MAL05-1B/1C kompozit sondaj karotunda kaydedilen çökelme hızı 240 binden başlamış ve uzun vadeli ortalama değer olan 0.24'ten 0.88 m/ka'ya yükselmiştir (Şekil S5).İlk artış, bu aralık sırasında göl seviyesinde yüksek genlikli değişikliklere neden olacak yörüngesel modülasyonlu güneş ışığındaki değişikliklerle ilgilidir (25).Ancak 85 binden sonra yörünge eksantrikliği düştüğünde ve iklim stabil olduğunda, çökme oranı hala yüksektir (0.68 m/ka).Bu, yaklaşık 92 ka'dan sonra alüvyon yelpazesi genişlemesine dair kapsamlı kanıtlar gösteren karasal OSL kaydı ile çakıştı ve 85 ka'dan sonra erozyon ve yangın arasında pozitif bir korelasyon gösteren duyarlılık verileriyle tutarlıydı (Ek metin ve Tablo S7).Mevcut jeokronolojik kontrolün hata aralığı göz önüne alındığında, bu ilişkiler dizisinin özyinelemeli sürecin ilerlemesinden yavaş yavaş mı geliştiğini yoksa kritik bir noktaya ulaşıldığında hızla mı patladığını yargılamak imkansızdır.Havza evriminin jeofizik modeline göre, Orta Pleyistosen'den (20) beri rift genişlemesi ve buna bağlı çökme yavaşlamıştır, dolayısıyla esas olarak 92 binden sonra belirlediğimiz geniş yelpaze oluşum sürecinin ana nedeni bu değildir.
Orta Pleistosen'den beri iklim, göl su seviyesinin ana kontrol faktörü olmuştur (26).Spesifik olarak, kuzey havzasının yükselmesi mevcut bir çıkışı kapattı.Gölün modern çıkışının eşik yüksekliğine ulaşana kadar 800 ka derinleştirilmesi (21).Gölün güney ucunda yer alan bu çıkış, yağışlı dönemlerde (bugün dahil) gölün su seviyesi için bir üst sınır sağlarken, kurak dönemlerde gölün su seviyesi düştüğü için havzanın kapanmasına izin vermiştir (27).Göl seviyesinin yeniden inşası, son 636 bin yıldaki değişen kuru ve ıslak döngüleri göstermektedir.Fosil polenlerinden elde edilen kanıtlara göre, düşük yaz güneş ışığı ile ilişkili aşırı kuraklık dönemleri (toplam suda >%95 azalma), ağaçların kalıcı su yollarıyla sınırlı olduğu yarı çöl bitki örtüsünün genişlemesine yol açmıştır (27).Bu (göl) düşüşleri, ağaç taksonları ve düşük genel tür zenginliği pahasına yüksek oranda çimen (%80 veya daha fazla) ve kserofit (Amaranthaceae) gösteren polen spektrumları ile ilişkilidir (25).Buna karşılık, göl modern seviyelere yaklaştığında, Afrika dağ ormanlarıyla yakından ilişkili bitki örtüsü genellikle göl kıyısına kadar uzanır [deniz seviyesinden yaklaşık 500 m (masl)].Bugün, Afrika dağ ormanları sadece 1500 masl'nin üzerinde küçük ayrı parçalar halinde görülmektedir (25, 28).
En son aşırı kuraklık dönemi 104 ila 86 bin yıl arasında meydana geldi.Bundan sonra, göl seviyesi yüksek koşullara geri dönse de, bol miktarda bitki ve bitki içerikli açık miombo ormanları yaygınlaştı (27, 28).En önemli Afrika dağ ormanı taksonu, 85 binden sonra bir önceki yüksek göl seviyesine benzer bir değere hiçbir zaman geri dönmeyen Podocarpus çamıdır (85 binden sonra %10,7 ± 7,6, 85 bin öncesi benzer göl seviyesi ise 29,8 ± 11,8'dir). ).Margalef indeksi (Dmg), geçmiş 85 bin tür zenginliğinin önceki sürekli yüksek göl seviyesinden (sırasıyla 2.3 ± 0.20 ve 4.6 ± 1.21) % 43 daha düşük olduğunu, örneğin 420 ile 345 bin arasında olduğunu göstermektedir ( Ek metin ve şekiller Ö5 ve Ö6) (25).Polen örnekleri yaklaşık süre.88 ila 78 bin yıl arasında ayrıca yüksek oranda Compositae polen içerir; bu, bitki örtüsünün bozulduğunu ve insanların bölgeyi işgal ettiği en eski tarihin hata aralığında olduğunu gösterebilir.
85 bin öncesinde ve sonrasında açılan karotların paleoekolojik ve paleoiklim verilerini analiz etmek için iklim anomalisi yöntemini (29) kullanıyoruz ve bitki örtüsü, tür bolluğu ve yağış arasındaki ekolojik ilişkiyi ve çıkarılan saf iklim tahmininin ayrıştırılması hipotezini inceliyoruz.~550 ka'lık sürücü taban çizgisi modu.Bu dönüştürülmüş ekosistem, gölü dolduran yağış koşullarından ve türlerin yokluğuna ve yeni bitki örtüsü kombinasyonlarına yansıyan yangınlardan etkilenir.Son kuru dönemden sonra, zeytinyağı gibi Afrika dağ ormanlarının yangına dayanıklı bileşenleri ve Celtis gibi tropikal mevsimlik ormanların yangına dayanıklı bileşenleri dahil olmak üzere yalnızca bazı orman unsurları geri kazanıldı (Ek metin ve Şekil S5) ( 25).Bu hipotezi test etmek için, ostracode ve otijenik mineral ikamelerinden türetilen göl su seviyelerini bağımsız değişkenler (21) ve artan yangın sıklığından etkilenebilecek (25) odun kömürü ve polen gibi bağımlı değişkenler olarak modelledik.
Farklı zamanlarda bu kombinasyonlar arasındaki benzerliği veya farkı kontrol etmek için, temel koordinat analizi (PCoA) için Podocarpus (dökmeyen ağaç), çimen (ot) ve zeytinden (Afrika dağ ormanlarının ateşe dayanıklı bileşeni) polen kullandık, ve miombo (bugünkü ana ormanlık bileşen).Her bir kombinasyon oluşturulduğunda göl seviyesini temsil eden enterpolasyonlu yüzey üzerinde PCoA'yı çizerek, polen kombinasyonunun yağışa göre nasıl değiştiğini ve 85 bin sonra bu ilişkinin nasıl değiştiğini inceledik (Şekil 3 ve Şekil S7).85 binden önce, taneli esaslı numuneler kuru şartlara doğru kümelenirken, podokarpus esaslı numuneler ıslak şartlara doğru kümelenmiştir.Buna karşılık, 85 ka'dan sonraki numuneler, 85 ka'dan önceki çoğu numune ile kümelenmiştir ve farklı ortalama değerlere sahiptir, bu da bileşimlerinin benzer yağış koşulları için olağandışı olduğunu gösterir.PCoA'daki konumları, her ikisi de yangına daha yatkın koşullar altında tercih edilen Olea ve miombo'nun etkisini yansıtır.85 binden sonraki örneklerde, Podocarpus çamı, 78 ile 79 bin arasındaki aralığın başlamasından sonra meydana gelen ardışık üç örnekte sadece bol miktarda bulunmuştur.Bu, yağıştaki ilk artıştan sonra, ormanın nihayet çökmeden önce kısa bir süre iyileştiğini gösteriyor.
Her nokta, ek metni ve Şekil 1'deki yaş modelini kullanarak, belirli bir zaman noktasındaki tek bir polen örneğini temsil eder. S8.Vektör, değişimin yönünü ve derecesini temsil eder ve daha uzun bir vektör, daha güçlü bir eğilimi temsil eder.Alttaki yüzey, yağışın bir temsilcisi olarak gölün su seviyesini temsil eder;koyu mavi daha yüksektir.PCoA özellik değerlerinin ortalama değeri 85 bin (kırmızı elmas) sonrası veriler ve 85 bin öncesi (sarı elmas) benzer göl seviyelerindeki tüm veriler için verilmiştir.636 ka'nın tamamının verilerini kullanarak, “simüle edilmiş göl seviyesi”, göl seviyesi PCA'nın ortalama özdeğerine yakın -0.130-σ ile -0.198-σ arasındadır.
Polen, göl su seviyesi ve odun kömürü arasındaki ilişkiyi incelemek için, daha önce genel “ortamı” (polen, göl su seviyesi ve odun kömürü veri matrisi ile temsil edilen) karşılaştırmak için parametrik olmayan çok değişkenli varyans analizini (NP-MANOVA) kullandık. ve 85 ka geçişinden sonra.Bu veri matrisinde bulunan varyasyon ve kovaryansın 85 bin öncesi ve sonrası istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar olduğunu bulduk (Tablo 1).
Batı Gölü'nün kenarındaki fitolitler ve topraklardan elde ettiğimiz karasal paleo-çevresel verilerimiz, göl vekiline dayalı yorumla tutarlıdır.Bunlar, gölün yüksek su seviyesine rağmen peyzajın günümüzdeki gibi açık gölgelik orman arazisi ve ağaçlık otlakların hakim olduğu bir peyzaja dönüştüğünü göstermektedir (25).Havzanın batı kenarındaki fitolitler için analiz edilen tüm lokasyonlar ~45 bin yıl sonrasına aittir ve ıslak koşulları yansıtan büyük miktarda ağaç örtüsü gösterir.Bununla birlikte, malçların çoğunun, bambu ve panik otu ile büyümüş açık ormanlık alan şeklinde olduğuna inanıyorlar.Fitolit verilerine göre, ateşe dayanıklı olmayan palmiye ağaçları (Arecaceae) sadece gölün kıyı şeridinde bulunur ve iç arkeolojik alanlarda nadirdir veya yoktur (Tablo S8) (30).
Genel olarak konuşursak, geç Pleistosen'deki ıslak ama açık koşullar da karasal paleosollerden çıkarılabilir (19).Mwanganda Köyü arkeolojik alanından lagün kili ve bataklık toprağı karbonatı 40 ila 28 cal ka BP'ye (önceden kalibre edilmiş Qian'anni) kadar izlenebilir (Tablo S4).Chitimwe yatağındaki karbonatlı toprak katmanları genellikle nodüler kalkerli (Bkm) ve killi ve karbonat (Btk) katmanlarıdır, bu da göreceli jeomorfolojik stabilitenin yerini ve geniş kapsamlı alüvyon yelpazesinden yavaş oturmayı gösterir. Yaklaşık 29 cal ka BP (Ek) Metin).Eski yelpazelerin kalıntıları üzerinde oluşan aşınmış, sertleşmiş laterit toprak (litik kaya), açık peyzaj koşullarını (31) ve kuvvetli mevsimsel yağışları (32) göstermekte ve bu koşulların peyzaj üzerindeki sürekli etkisini göstermektedir.
Bu geçişte yangının rolüne destek, sondaj karotlarının eşleştirilmiş makro kömür kayıtlarından gelmektedir ve Merkez Havzadan (MAL05-1B/1C) kömür akışı genel olarak yaklaşık olarak artmıştır.175 kart.Arada yaklaşık olarak çok sayıda tepe noktası vardır.135 ve 175 bin ve 85 ve 100 bin yıllarından sonra göl seviyesi düzeldi, ancak orman ve tür zenginliği düzelmedi (Ek metin, Şekil 2 ve Şekil S5).Kömür akışı ile göl çökellerinin manyetik duyarlılığı arasındaki ilişki de uzun vadeli yangın geçmişi kalıpları gösterebilir (33).Lyons ve diğerlerinin verilerini kullanın.(34) Malavi Gölü, 85 binden sonra yanmış araziyi aşındırmaya devam etti, bu da pozitif bir korelasyon anlamına gelir (Spearman's Rs = 0.2542 ve P = 0.0002; Tablo S7), daha eski tortular ise tam tersi bir ilişki gösterir (Rs = -0.2509 ve P < 0.0001).Kuzey havzasında, daha kısa olan MAL05-2A çekirdeği en derin tarihleme çapa noktasına sahiptir ve en genç Toba tüf, ~74 ila 75 bindir (35).Daha uzun vadeli bir perspektiften yoksun olmasına rağmen, doğrudan arkeolojik verilerin elde edildiği havzadan girdi almaktadır.Kuzey havzasının kömür kayıtları, Toba kripto-tephra işaretinden bu yana, arkeolojik kanıtların en yaygın olduğu dönemde karasal kömür girişinin istikrarlı bir şekilde arttığını göstermektedir (Şekil 2B).
İnsan yapımı yangınların kanıtları, bir peyzaj ölçeğinde kasıtlı kullanımı, sahada daha fazla veya daha fazla tutuşmaya neden olan yaygın popülasyonları, yeraltı ormanlarını hasat ederek yakıt mevcudiyetini değiştirmeyi veya bu faaliyetlerin bir kombinasyonunu yansıtabilir.Modern avcı-toplayıcılar, yiyecek arama ödüllerini aktif olarak değiştirmek için ateşi kullanır (2).Faaliyetleri avın bolluğunu arttırır, mozaik manzarayı korur ve ardışık aşamaların termal çeşitliliğini ve heterojenliğini arttırır (13).Ateş aynı zamanda ısınma, yemek pişirme, savunma ve sosyalleşme gibi saha içi faaliyetler için de önemlidir (14).Doğal yıldırım düşmeleri dışında yangının yayılmasındaki küçük farklılıklar bile orman ardışık düzenlerini, yakıt mevcudiyetini ve ateşleme mevsimselliğini değiştirebilir.Ağaç örtüsünün ve altta kalan ağaçların azalmasının erozyonu artırması daha olasıdır ve bu alandaki tür çeşitliliğinin kaybı, Afrika dağ ormanı topluluklarının kaybıyla yakından ilişkilidir (25).
MSA başlamadan önceki arkeolojik kayıtlarda, yangının insan tarafından kontrolü iyi kurulmuştu (15), ancak şimdiye kadar, bir peyzaj yönetim aracı olarak kullanımı sadece birkaç Paleolitik bağlamda kaydedildi.Bunlar Avustralya'da yaklaşık içerir.40 bin (36), Highland Yeni Gine.45 bin (37) barış anlaşması.Borneo ovasında 50 ka Niah Mağarası (38).Amerika'da, insanlar bu ekosistemlere ilk girdiğinde, özellikle son 20 bin yılda (16), bitki ve hayvan topluluklarının yeniden yapılandırılmasında yapay ateşleme ana faktör olarak kabul edildi.Bu sonuçlar ilgili kanıtlara dayanmalıdır, ancak arkeolojik, jeolojik, jeomorfolojik ve paleo-çevresel verilerin doğrudan örtüşmesi durumunda nedensellik argümanı güçlendirilmiştir.Afrika'nın kıyı sularının deniz çekirdek verileri, geçmişte yaklaşık 400 bin (9) civarında yangın değişikliklerinin kanıtını önceden sağlamış olsa da, burada ilgili arkeolojik, paleo-çevresel ve jeomorfolojik veri setlerinden insan etkisine dair kanıtlar sunuyoruz.
Paleo-çevresel kayıtlarda insan yapımı yangınların tanımlanması, yangın aktivitelerinin ve bitki örtüsünün zamansal veya mekansal değişikliklerinin kanıtını gerektirir; bu değişikliklerin yalnızca iklim parametreleri tarafından tahmin edilmediğini ve yangın koşullarındaki değişiklikler ile insandaki değişiklikler arasındaki zamansal/mekansal örtüşmeyi kanıtlayın. Kayıtlar (29) Burada, Malawi Gölü havzasında yaygın MSA işgali ve alüvyon yelpazesi oluşumunun ilk kanıtı, yaklaşık olarak bölgesel bitki örtüsünün büyük bir yeniden düzenlenmesinin başlangıcında meydana geldi.85 kart.MAL05-1B/1C çekirdeğindeki kömür bolluğu, 636 bin kaydının geri kalanıyla karşılaştırıldığında yaklaşık 150 binde bölgesel kömür üretimi ve birikimi eğilimini yansıtmaktadır (Şekil S5, S9 ve S10).Bu geçiş, yalnızca iklimle açıklanamayan ekosistemin kompozisyonunun şekillenmesinde yangının önemli katkısını göstermektedir.Doğal yangın durumlarında, genellikle kurak mevsimin sonunda yıldırım tutuşması meydana gelir (39).Bununla birlikte, yakıt yeterince kuruysa, herhangi bir zamanda insan yapımı yangınlar tutuşabilir.Sahne ölçeğinde, insanlar ormanın altından yakacak odun toplayarak yangını sürekli olarak değiştirebilirler.Her türlü insan yapımı yangının sonucu, yıl boyunca ve her ölçekte daha fazla odunsu bitki örtüsü tüketimine neden olma potansiyeline sahip olmasıdır.
Güney Afrika'da, 164 bin (12) gibi erken bir tarihte, alet yapımı taşların ısıl işlemi için ateş kullanıldı.170 ka (40) gibi erken bir tarihte, ateş, eski zamanlarda ateşten tam olarak yararlanarak nişastalı yumruları pişirmek için bir araç olarak kullanıldı.Müreffeh Kaynaklara Yönelik Manzara (41).Peyzaj yangınları ağaç örtüsünü azaltır ve insan kaynaklı ekosistemlerin tanımlayıcı unsurları olan otlak ve orman yama ortamlarının korunması için önemli bir araçtır (13).Bitki örtüsünü veya av davranışını değiştirmenin amacı insan yapımı yanmayı artırmaksa, bu davranış erken modern insanlar tarafından yangını kontrol etme ve ateşlemenin karmaşıklığında erken insanlara kıyasla bir artışı temsil eder ve ateşle ilişkimizin bir değişim geçirdiğini gösterir. karşılıklı bağımlılıkta kayma (7).Analizimiz, Geç Pleistosen'de insanlar tarafından ateş kullanımındaki değişiklikleri ve bu değişikliklerin manzara ve çevre üzerindeki etkisini anlamak için ek bir yol sağlar.
Karonga bölgesindeki Geç Kuvaterner alüvyon yelpazelerinin genişlemesi, ortalama yağıştan daha yüksek koşullar altında mevsimsel yanma döngüsündeki değişikliklerden dolayı olabilir ve bu da yamaçta artan erozyona yol açar.Bu oluşumun mekanizması, yangının neden olduğu rahatsızlık, havzanın üst kısmındaki artan ve sürekli erozyon ve Malawi Gölü yakınlarındaki piedmont ortamındaki alüvyon yelpazelerinin genişlemesinin neden olduğu havza ölçeğinde tepki olabilir.Bu reaksiyonlar, geçirgenliği azaltmak, yüzey pürüzlülüğünü azaltmak ve yüksek yağış koşulları ve azalan ağaç örtüsünün birleşiminden dolayı yüzey akışını artırmak için toprak özelliklerinin değiştirilmesini içerebilir (42).Sedimentlerin mevcudiyeti, başlangıçta kaplama malzemesinin soyulmasıyla iyileştirilir ve zamanla, ısınma ve azalan kök mukavemeti nedeniyle toprak mukavemeti düşebilir.Üst toprağın pul pul dökülmesi, akış aşağısında yelpaze şeklindeki birikim tarafından barındırılan tortu akışını arttırır ve yelpaze şeklindeki kırmızı toprak oluşumunu hızlandırır.
Peyzajın değişen yangın koşullarına tepkisini birçok faktör kontrol edebilir ve bunların çoğu kısa bir süre içinde çalışır (42-44).Burada ilişkilendirdiğimiz sinyal, milenyum zaman ölçeğinde açıktır.Analiz ve peyzaj evrim modelleri, tekrarlanan orman yangınlarının neden olduğu bitki örtüsü rahatsızlığıyla birlikte, bin yıllık zaman ölçeğinde soyulma oranının önemli ölçüde değiştiğini göstermektedir (45, 46).Kömür ve bitki örtüsü kayıtlarında gözlenen değişikliklerle örtüşen bölgesel fosil kayıtlarının olmaması, insan davranışının ve çevresel değişikliklerin otobur toplulukların bileşimi üzerindeki etkilerinin yeniden yapılandırılmasını engellemektedir.Bununla birlikte, daha açık arazilerde yaşayan büyük otoburlar, onları korumada ve odunsu bitki örtüsünün istilasını önlemede rol oynar (47).Çevrenin farklı bileşenlerinde meydana gelen değişikliklerin kanıtlarının aynı anda meydana gelmesi beklenmemeli, uzun bir süre boyunca meydana gelebilecek bir dizi kümülatif etki olarak görülmelidir (11).İklim anomalisi yöntemini (29) kullanarak, Geç Pleistosen sırasında kuzey Malavi'nin manzarasını şekillendirmede insan faaliyetini temel itici faktör olarak görüyoruz.Bununla birlikte, bu etkiler, insan-çevre etkileşimlerinin daha önceki, daha az belirgin mirasına dayanabilir.Paleoçevresel kayıtlarda en erken arkeolojik tarihten önce ortaya çıkan kömür piki, daha sonra kaydedildiği gibi aynı ekolojik sistem değişikliklerine neden olmayan antropojenik bir bileşen içerebilir ve insan işgalini güvenle belirtmek için yeterli tortuları içermez.
Tanzanya'daki komşu Masoko Gölü Havzası'ndakiler gibi kısa tortu çekirdekleri veya Malavi Gölü'ndeki daha kısa tortu çekirdekleri, son 45 yıla atfedilen çimen ve ormanlık taksonların göreceli polen bolluğunun değiştiğini göstermektedir.Ka'nın doğal iklim değişikliği (48-50).Bununla birlikte, Malavi Gölü'nün 600 binden fazla olan polen kaydının ve yanındaki asırlık arkeolojik peyzajın yalnızca uzun vadeli bir gözlemi, iklimi, bitki örtüsünü, odun kömürünü ve insan faaliyetlerini anlamak mümkündür.Malavi Gölü havzasının kuzey kesiminde 85 binden önce insanların ortaya çıkması muhtemel olsa da, özellikle 70 binden sonra yaklaşık 85 bin, son büyük kuraklık döneminin sona ermesinden sonra bölgenin insan yerleşimi için çekici olduğunu göstermektedir.Şu anda, insanlar tarafından yeni veya daha yoğun/sık ateş kullanımı, doğal iklim değişikliği ile > 550-ka ekolojik ilişkiyi yeniden yapılandırmak için bir araya getirilmiş ve nihayet tarım öncesi erken yapay peyzajı oluşturmuştur (Şekil 4).Daha önceki dönemlerden farklı olarak, peyzajın tortul doğası, çevre (kaynak dağılımı), insan davranışı (aktivite kalıpları) ve yelpaze aktivasyonu (birikme/yer gömme) arasındaki tekrarlayan ilişkinin bir fonksiyonu olan MSA alanını korur.
(A) Hakkında.400 ka: Hiçbir insan tespit edilemez.Nemli koşullar bugünküne benzer ve göl seviyesi yüksektir.Çeşitli, yangına dayanıklı olmayan ağaç örtüsü.(B) Yaklaşık 100 bin yıl: Arkeolojik bir kayıt yoktur, ancak insanların varlığı kömür akışı yoluyla tespit edilebilir.Kuru su havzalarında aşırı kuru koşullar oluşur.Anakaya genellikle yüzeydedir ve yüzey çökelleri sınırlıdır.(C) Yaklaşık 85-60 bin: Yağışların artmasıyla gölün su seviyesi artar.92 bin yıl sonra arkeoloji ile insanın varlığı keşfedilebilir ve 70 bin yıl sonra yaylaların yakılması ve alüvyon yelpazelerinin genişlemesi takip edecektir.Daha az çeşitli, yangına dayanıklı bir bitki örtüsü sistemi ortaya çıktı.(D) Yaklaşık 40 ila 20 bin yıl: Kuzey havzasındaki çevresel kömür girdisi arttı.Alüvyon yelpazelerinin oluşumu devam etmiş, ancak bu sürenin sonunda zayıflamaya başlamıştır.Bir önceki rekor olan 636 bin ile karşılaştırıldığında, göl seviyesi yüksek ve sabit kalıyor.
Antroposen, binlerce yıl boyunca geliştirilen niş oluşturma davranışlarının birikimini temsil eder ve ölçeği modern Homo sapiens'e özgüdür (1, 51).Modern bağlamda, tarımın devreye girmesiyle, insan yapımı manzaralar var olmaya ve yoğunlaşmaya devam ediyor, ancak bunlar kopukluklardan ziyade Pleistosen sırasında kurulan kalıpların uzantılarıdır (52).Kuzey Malavi'den gelen veriler, ekolojik geçiş döneminin uzun, karmaşık ve tekrarlayıcı olabileceğini gösteriyor.Bu dönüşüm ölçeği, erken modern insanların karmaşık ekolojik bilgilerini yansıtır ve günümüzde küresel baskın türümüze dönüşümlerini gösterir.
Thompson ve diğerleri tarafından açıklanan protokole göre, araştırma alanındaki eserler ve parke taşı özelliklerinin yerinde incelenmesi ve kaydedilmesi.(53)Test çukurunun yerleştirilmesi ve mikromorfoloji ve fitolit örneklemesi dahil ana alanın kazısı, Thompson ve diğerleri tarafından açıklanan protokolü takip etti.(18) ve Wright ve ark.(19).Bölgenin Malawi jeolojik araştırma haritasına dayanan coğrafi bilgi sistemi (CBS) haritamız, Chitimwe Yatakları ile arkeolojik alanlar arasında açık bir ilişki olduğunu göstermektedir (Şekil S1).Karonga bölgesindeki jeolojik ve arkeolojik test çukurları arasındaki aralık, en geniş temsili örneği yakalamaktır (Şekil S2).Karonga'nın jeomorfolojisi, jeolojik yaşı ve arkeolojik araştırmaları dört ana saha araştırma yöntemini içerir: yaya araştırmaları, arkeolojik test çukurları, jeolojik test çukurları ve detaylı saha kazıları.Birlikte, bu teknikler, Chitimwe yatağının Karonga'nın kuzeyi, merkezi ve güneyindeki ana maruziyetinin örneklenmesine izin verir (Şekil S3).
Yaya inceleme alanındaki eserlerin ve parke taşı özelliklerinin yerinde incelenmesi ve kaydedilmesi Thompson ve diğerleri tarafından açıklanan protokolü takip etti.(53)Bu yaklaşımın iki temel amacı vardır.Birincisi, kültürel kalıntıların aşındığı yerleri belirlemek ve ardından kültürel kalıntıları gömülü ortamdan yerinde restore etmek için bu yerlere yokuş yukarı arkeolojik test çukurları yerleştirmektir.İkinci amaç, eserlerin dağılımını, özelliklerini ve yakındaki taş malzemelerin kaynağıyla ilişkilerini resmi olarak kaydetmektir (53).Bu çalışmada, üç kişilik bir ekip, çizilen Chitimwe yataklarının çoğunu geçerek, toplam 147.5 lineer kilometre boyunca 2 ila 3 metrelik bir mesafede yürüdü (Tablo S6).
Çalışma, ilk olarak gözlemlenen eser örneklerini en üst düzeye çıkarmak için Chitimwe Yataklarına odaklandı ve ikinci olarak, göl kıyısından farklı tortul birimleri kesen yaylalara kadar uzun doğrusal bölümlere odaklandı.Bu, batı yaylaları ile göl kıyısı arasında yer alan eserlerin yalnızca Chitimwe yatağı veya daha yakın tarihli Geç Pleistosen ve Holosen çökelleriyle ilişkili olduğuna dair önemli bir gözlemi doğrulamaktadır.Diğer tortularda bulunan eserler, bolluklarından, büyüklüklerinden ve ayrışma derecelerinden görülebileceği gibi, arazinin dışında, peyzajdaki başka yerlerden taşınmıştır.
Yerinde arkeolojik test çukuru ve mikromorfoloji ve fitolit örneklemesi dahil ana alanın kazısı, Thompson ve diğerleri tarafından açıklanan protokolü takip etti.(18, 54) ve Wright ve ark.(19, 55).Ana amaç, daha geniş bir arazide eserler ve yelpaze şeklindeki tortuların yeraltı dağılımını anlamaktır.Erozyonun tortunun üstünü çıkarmaya başladığı kenarlar hariç, eserler genellikle Chitimwe Yataklarında her yerde derinlere gömülür.Resmi olmayan soruşturma sırasında, Malavi hükümetinin jeolojik haritasında harita özellikleri olarak gösterilen Chitimwe Yataklarının yanından iki kişi geçti.Bu insanlar Chitimwe Yatağı tortusunun omuzlarıyla karşılaştıklarında, tortudan aşınmış eserleri gözlemleyebilecekleri kenar boyunca yürümeye başladılar.Aktif olarak aşınan eserlerden kazıları hafifçe yukarı (3 ila 8 m) yatırarak, kazı, yanal olarak kapsamlı bir kazıya gerek kalmadan, onları içeren tortuya göre yerinde konumlarını ortaya çıkarabilir.Test çukurları, bir sonraki en yakın çukurdan 200 ila 300 metre uzakta olacak şekilde yerleştirilir, böylece Chitimwe yatak tortusundaki ve içerdiği eserlerdeki değişiklikleri yakalar.Bazı durumlarda, test çukuru, daha sonra tam ölçekli bir kazı alanı haline gelen bir alanı ortaya çıkardı.
Tüm test çukurları 1 × 2 m'lik bir kare ile başlar, kuzey-güney yönüne bakar ve tortunun rengi, dokusu veya içeriği önemli ölçüde değişmedikçe, 20 cm'lik rastgele birimler halinde kazılır.5 mm'lik kuru bir elekten eşit şekilde geçen tüm kazılmış tortuların tortulolojisini ve toprak özelliklerini kaydedin.Biriktirme derinliği 0,8 ila 1 m'yi aşmaya devam ederse, iki metrekareden birinde kazmayı bırakın ve diğerinde kazmaya devam edin, böylece daha derin katmanlara güvenle girebilmeniz için bir “basamak” oluşturun.Ardından, ana kayaya ulaşılana kadar kazıya devam edin, en az 40 cm arkeolojik olarak steril sediman, eserlerin konsantrasyonunun altında veya kazı devam etmek için çok güvensiz (derin) hale gelinceye kadar.Bazı durumlarda, biriktirme derinliğinin test çukurunu üçüncü bir metrekareye genişletmesi ve hendeğe iki adımda girmesi gerekir.
Jeolojik test çukurları daha önce Chitimwe Yataklarının ayırt edici kırmızı renkleri nedeniyle jeolojik haritalarda sıklıkla göründüğünü göstermişti.Geniş akarsuları ve nehir çökellerini ve alüvyon yelpazesi çökellerini içerdiklerinde her zaman kırmızı görünmezler (19).Jeoloji Test çukuru, tortulların yeraltı katmanlarını ortaya çıkarmak için karışık üst tortuları çıkarmak için tasarlanmış basit bir çukur olarak kazılmıştır.Bu gereklidir, çünkü Chitimwe yatağı parabolik bir yamaçta aşınır ve yamaçta genellikle net doğal parçalar veya kesikler oluşturmayan çökmüş tortular vardır.Bu nedenle, bu kazılar ya Chitimwe yatağının tepesinde, muhtemelen Chitimwe yatağı ile aşağıdaki Pliyosen Chiwondo yatağı arasında yeraltı teması olduğu veya nehir teras çökellerinin tarihlenmesi gereken yerlerde gerçekleştirilmiştir (55).
Tam ölçekli arkeolojik kazılar, genellikle test çukurlarına veya yamaçtan aşınan çok sayıda kültürel kalıntının görülebildiği yerlere dayalı olarak, çok sayıda yerinde taş alet takımı vaat eden yerlerde gerçekleştirilir.Kazılan başlıca kültürel kalıntılar, 1 × 1 m'lik bir karede ayrı ayrı kazılan tortul birimlerden ele geçirilmiştir.Artefakt yoğunluğu yüksekse, kazma ünitesi 10 veya 5 cm'lik bir ağızlıktır.Tüm taş ürünler, fosil kemikleri ve hardal her büyük kazıda çizilmiştir ve boyut sınırı yoktur.Ekran boyutu 5 mm'dir.Kazı işlemi sırasında kültürel kalıntılar bulunursa, bunlara benzersiz bir barkod çizim keşif numarası atanacak ve aynı serideki keşif numaraları filtrelenen keşiflere atanacaktır.Kültürel kalıntılar kalıcı mürekkeple işaretlenir, numune etiketli torbalara yerleştirilir ve aynı geçmişe sahip diğer kültürel kalıntılarla birlikte paketlenir.Analizden sonra, tüm kültürel kalıntılar Karonga Kültür ve Müze Merkezi'nde saklanır.
Tüm kazılar doğal katmanlara göre yapılır.Bunlar tükürüklere bölünmüştür ve tükürük kalınlığı artefakt yoğunluğuna bağlıdır (örneğin, artefakt yoğunluğu düşükse, şiş kalınlığı yüksek olacaktır).Arka plan verileri (örneğin tortu özellikleri, arka plan ilişkileri ve girişim ve yapay yoğunluk gözlemleri) Access veritabanına kaydedilir.Tüm koordinat verileri (örneğin, segmentlerde çizilmiş bulgular, bağlam yüksekliği, kare köşeler ve örnekler) Evrensel Enine Merkatör (UTM) koordinatlarına dayanır (WGS 1984, Bölge 36S).Ana sahada, tüm noktalar, UTM'nin kuzeyine mümkün olduğunca yakın bir yerel ızgara üzerine kurulmuş bir Nikon Nivo C serisi 5″ toplam istasyonu kullanılarak kaydedilir.Her bir kazı alanının kuzeybatı köşesinin konumu ve her bir kazı alanının konumu Sediment miktarı Tablo S5'te verilmiştir.
Kazılan tüm birimlerin sedimantoloji ve toprak bilimi özellikleri bölümü, Amerika Birleşik Devletleri Tarımsal Bölüm Sınıf Programı (56) kullanılarak kaydedildi.Sedimanter birimler tane boyutu, açısallık ve tabakalanma özelliklerine göre belirlenir.Sediment birimiyle ilişkili anormal kapanımlara ve bozulmalara dikkat edin.Toprak gelişimi, yeraltı toprağında seskioksit veya karbonat birikimi ile belirlenir.Yeraltı aşınması (örneğin redoks, artık manganez nodüllerinin oluşumu) da sıklıkla kaydedilir.
OSL örneklerinin toplama noktası, hangi fasiyesin en güvenilir sediman gömme yaşı tahminini üretebileceğinin tahmin edilmesi temelinde belirlenir.Örnekleme yerinde, otijenik tortul tabakayı ortaya çıkarmak için hendekler kazılmıştır.OSL tarihleme için kullanılan tüm numuneleri, tortu profiline opak bir çelik boru (yaklaşık 4 cm çapında ve yaklaşık 25 cm uzunluğunda) sokarak toplayın.
OSL tarihleme, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma nedeniyle kristallerde (kuvars veya feldispat gibi) yakalanan elektron grubunun boyutunu ölçer.Bu radyasyonun çoğu, ortamdaki radyoaktif izotopların bozunmasından gelir ve tropikal enlemlerde az miktarda ek bileşen kozmik radyasyon şeklinde ortaya çıkar.Yakalanan elektronlar, kristal, taşıma (sıfırlama olayı) sırasında veya fotonları algılayabilen bir sensörde (örneğin, bir fotoçoğaltıcı tüp veya şarjlı bir kamera) aydınlatmanın gerçekleştiği laboratuvarda meydana gelen ışığa maruz kaldığında serbest bırakılır. kuplaj cihazı) Elektron zemin durumuna döndüğünde alt kısım yayar.150 ile 250 µm arası büyüklükteki kuvars partikülleri eleme, asit muamelesi ve yoğunluk ayrımı ile ayrılır ve alüminyum levha yüzeyine monte edilmiş veya 300 x 300 mm'lik bir kuyuya delinmiş küçük parçalar (<100 partikül) olarak kullanılır. parçacıklar bir alüminyum tavada analiz edilir.Gömülü doz genellikle tek bir alikot rejenerasyon yöntemi kullanılarak tahmin edilir (57).Tahıllar tarafından alınan radyasyon dozunun değerlendirilmesine ek olarak, OSL tarihleme ayrıca, gama spektroskopisi veya nötron aktivasyon analizi kullanılarak toplanan numunenin tortusundaki radyonüklid konsantrasyonunun ölçülmesi ve kozmik doz referans numunesinin belirlenmesi yoluyla doz hızının tahmin edilmesini gerektirir. cenaze.Nihai yaş tespiti, gömme dozunun doz hızına bölünmesiyle elde edilir.Bununla birlikte, tek bir tane veya tane grubu tarafından ölçülen dozda bir değişiklik olduğunda, kullanılacak uygun gömülü dozu belirlemek için istatistiksel bir modele ihtiyaç vardır.Burada gömülü doz, tek alikuot tarihleme durumunda merkezi dönem modeli kullanılarak veya tek parçacık tarihleme durumunda sonlu karışım modeli kullanılarak hesaplanır (58).
Bu çalışma için üç bağımsız laboratuvar OSL analizi gerçekleştirdi.Her laboratuvar için ayrıntılı bireysel yöntemler aşağıda gösterilmiştir.Genel olarak, tek tane analizi kullanmak yerine küçük parçalara (onlarca tane) OSL tarihlemesi uygulamak için rejeneratif doz yöntemini kullanırız.Bunun nedeni, rejeneratif büyüme deneyi sırasında küçük bir örneğin geri kazanım oranının düşük (<%2) olması ve OSL sinyalinin doğal sinyal seviyesinde doymamış olmasıdır.Yaş tayininin laboratuvarlar arası tutarlılığı, test edilen stratigrafik profillerin içindeki ve arasındaki sonuçların tutarlılığı ve 14C karbonatlı kayaç yaşının jeomorfolojik yorumuyla tutarlılık bu değerlendirmenin ana temelidir.Her laboratuvar tek bir tahıl anlaşmasını değerlendirdi veya uyguladı, ancak bağımsız olarak bu çalışmada kullanıma uygun olmadığını belirledi.Her laboratuvarın takip ettiği ayrıntılı yöntemler ve analiz protokolleri, ek materyal ve yöntemlerde verilmektedir.
Kontrollü kazılardan elde edilen taş eserler (BRU-I; CHA-I, CHA-II ve CHA-III; MGD-I, MGD-II ve MGD-III; ve SS-I) metrik sistem ve kaliteye dayanmaktadır. özellikler.Her iş parçasının ağırlığını ve maksimum boyutunu ölçün (ağırlığı ölçmek için dijital bir ölçek kullanarak 0,1 g; tüm boyutları ölçmek için bir Mitutoyo dijital kumpas kullanarak 0,01 mm'dir).Tüm kültürel kalıntılar ayrıca hammaddelere (kuvars, kuvarsit, çakmaktaşı vb.), tane boyutuna (ince, orta, kaba), tane boyutunun tekdüzeliğine, rengine, korteks tipine ve kapsamına, ayrışma/kenar yuvarlamasına ve teknik derecesine göre sınıflandırılır. (tam veya parçalanmış) Çekirdekler veya pullar, pullar/köşe parçaları, çekiç taşları, el bombaları ve diğerleri).
Çekirdek maksimum uzunluğu boyunca ölçülür;maksimum genişlik;genişlik, uzunluğun %15'i, %50'si ve %85'idir;maksimum kalınlık;kalınlık, uzunluğun %15'i, %50'si ve %85'idir.Yarı küresel dokuların çekirdeğinin (radyal ve Levallois) hacim özelliklerini değerlendirmek için de ölçümler yapıldı.Hem sağlam hem de kırık çekirdekler, sıfırlama yöntemine göre sınıflandırılır (tek platform veya çoklu platform, radyal, Levallois, vb.) ve pul pul yara izleri, çekirdek uzunluğunun ≥15 mm ve ≥%20'sinde sayılır.5 veya daha az 15 mm skar bulunan damarlar “rastgele” olarak sınıflandırılır.Tüm çekirdek yüzeyinin kortikal kaplaması kaydedilir ve her bir tarafın göreceli kortikal kaplaması, hemisferik dokunun çekirdeğine kaydedilir.
Levha, maksimum uzunluğu boyunca ölçülür;maksimum genişlik;genişlik, uzunluğun %15'i, %50'si ve %85'idir;maksimum kalınlık;kalınlık, uzunluğun %15'i, %50'si ve %85'idir.Fragmanları kalan parçalara göre tanımlayın (proksimal, orta, distal, sağda bölünmüş ve solda bölünmüş).Uzama, maksimum uzunluğun maksimum genişliğe bölünmesiyle hesaplanır.Sağlam dilim ve proksimal dilim parçalarının platform genişliğini, kalınlığını ve dış platform açısını ölçün ve platformları hazırlık derecesine göre sınıflandırın.Tüm dilimler ve parçalar üzerinde kortikal kapsama alanı ve konumu kaydedin.Distal kenarlar, sonlandırma tipine göre sınıflandırılır (tüy, menteşe ve üst çatal).Tam dilimde, önceki dilimdeki yara izinin sayısını ve yönünü kaydedin.Karşılaşıldığında, Clarkson (59) tarafından kurulan protokole uygun olarak değişiklik yerini ve istilacılığı kaydedin.Restorasyon yöntemlerini ve saha çökelme bütünlüğünü değerlendirmek için kazı kombinasyonlarının çoğu için yenileme planları başlatıldı.
Test çukurlarından elde edilen taş eserler (CS-TP1-21, SS-TP1-16 ve NGA-TP1-8), kontrollü kazıdan daha basit bir şemaya göre anlatılmaktadır.Her artefakt için şu özellikler kaydedildi: hammadde, parçacık boyutu, korteks kapsamı, boyut derecesi, ayrışma/kenar hasarı, teknik bileşenler ve parçaların korunması.Pulların ve çekirdeklerin tanısal özellikleri için açıklayıcı notlar kaydedilir.
Kazılarda ve jeolojik hendeklerde açıkta kalan bölümlerden komple sediman blokları kesilmiştir.Bu taşlar, alçı bandajlar veya tuvalet kağıdı ve ambalaj bandı ile yerinde sabitlendi ve daha sonra Almanya'daki Tübingen Üniversitesi Jeolojik Arkeoloji Laboratuvarı'na nakledildi.Burada numune en az 24 saat 40°C'de kurutulur.Daha sonra, 7:3 oranında yükseltilmemiş polyester reçine ve stiren karışımı kullanılarak vakum altında kürlenirler.Metil etil keton peroksit katalizör, reçine-stiren karışımı (3 ila 5 ml/l) olarak kullanılır.Reçine karışımı jelleştikten sonra, karışımı tamamen sertleştirmek için numuneyi en az 24 saat 40°C'de ısıtın.Sertleştirilmiş numuneyi 6 × 9 cm'lik parçalar halinde kesmek için bir kiremit testeresi kullanın, bunları bir cam slayt üzerine yapıştırın ve 30 μm kalınlığa kadar öğütün.Elde edilen dilimler düz yataklı bir tarayıcı kullanılarak tarandı ve düzlem polarize ışık, çapraz polarize ışık, eğik gelen ışık ve çıplak gözle ve büyütmeyle (x50 ila x200) mavi floresan kullanılarak analiz edildi.İnce kesitlerin terminolojisi ve açıklaması, Stoops (60) ve Courty ve ark.(61).> 80 cm derinlikten toplanan toprak oluşturan karbonat nodülleri, yarısı emprenye edilebilecek şekilde yarıya kesilir ve standart bir stereo mikroskop ve petrografik mikroskop ve katodolüminesans (CL) kullanılarak ince dilimler halinde (4,5 × 2,6 cm) yapılır. .Karbonat türlerinin kontrolü çok dikkatlidir, çünkü toprak oluşturan karbonat oluşumu kararlı yüzey ile ilgiliyken, yeraltı suyu karbonat oluşumu yüzeyden veya topraktan bağımsızdır.
Toprak oluşturan karbonat nodüllerinin kesik yüzeyinden numuneler delinmiş ve çeşitli analizler için yarıya indirilmiştir.FS, her ikisi de Tübingen, Almanya'da bulunan ince dilimleri incelemek için Jeoarkeoloji Çalışma Grubunun standart stereo ve petrografik mikroskoplarını ve Deneysel Mineraloji Çalışma Grubunun CL mikroskobunu kullandı.Radyokarbon tarihleme alt örnekleri, yaklaşık 100 yıllık belirlenmiş bir alandan hassas matkaplar kullanılarak delinmiştir.Nodüllerin diğer yarısı, geç yeniden kristalleşme, zengin mineral kapanımları veya kalsit kristallerinin boyutunda büyük değişiklikler olan alanlardan kaçınmak için 3 mm çapındadır.MEM-5038, MEM-5035 ve MEM-5055 A örnekleri için aynı protokol izlenemez.Bu numuneler gevşek sediman numunelerinden seçilir ve ince kesit için yarıya kesilemeyecek kadar küçüktür.Bununla birlikte, bitişik sedimanların (karbonat nodülleri dahil) ilgili mikromorfolojik örnekleri üzerinde ince kesit çalışmaları yapılmıştır.
14C tarihleme örneklerini ABD, Atina, Georgia Üniversitesi'ndeki Uygulamalı İzotop Araştırma Merkezi'ne (CAIS) gönderdik.Karbonat numunesi, CO2 oluşturmak için boşaltılmış bir reaksiyon kabında %100 fosforik asit ile reaksiyona girer.Diğer reaksiyon ürünlerinden CO2 numunelerinin düşük sıcaklıkta saflaştırılması ve grafite katalitik dönüştürme.Grafit 14C/13C oranı, 0.5-MeV hızlandırıcı kütle spektrometresi kullanılarak ölçüldü.Numune oranını oksalik asit I standardı (NBS SRM 4990) ile ölçülen oran ile karşılaştırın.Arka plan olarak Carrara mermeri (IAEA C1) ve ikincil standart olarak traverten (IAEA C2) kullanılmıştır.Sonuç, modern karbonun yüzdesi olarak ifade edilir ve alıntı yapılan kalibre edilmemiş tarih, radyokarbon yıllarında (BP yılları) 1950'den önce, 5568 yıllık 14C yarı ömrü kullanılarak verilir.Hata 1-σ olarak belirtilir ve istatistiksel ve deneysel hatayı yansıtır.İzotop oranı kütle spektrometrisi ile ölçülen δ13C değerine dayanarak, Almanya Tübingen'deki Biyojeoloji Laboratuvarı'ndan C. Wissing, CAIS'de ölçülen UGAMS-35944r hariç, izotop fraksiyonlama tarihini bildirdi.Numune 6887B, iki kopya halinde analiz edildi.Bunu yapmak için, kesme yüzeyinde belirtilen örnekleme alanından nodülden (UGAMS-35944r) ikinci bir alt örnek delin.Güney yarımkürede uygulanan INTCAL20 kalibrasyon eğrisi (Tablo S4) (62), tüm numunelerin 14C ila 2-σ'ya atmosferik fraksiyonasyonunu düzeltmek için kullanıldı.