Gamle homininer brugte ild til at lave stenredskaber

Menneskelige forfædre vidste ikke kun, hvordan man bruger ild, de udviklede også sofistikerede teknologier til fremstilling af værktøjer. Forskere ved Weizmann Institute of Science har for nylig brugt deres egne banebrydende teknologier til at tage et nyt kig på en samling af stenværktøjer. Deres resultater tyder på, at de tidlige mennesker, der lavede dem, kan have haft en god forståelse af virkningerne af at opvarme stenen, før de flåde den til klinger, og de kan endda have brugt forskellige temperaturer til at skabe forskellige typer værktøjer. Resultaterne af denne forskning dukkede op i dag i Naturen Menneskelig adfærd .

Qesem Cave, et sted i det centrale Israel, blev udgravet af prof. Avi Gopher og kolleger ved Tel-Aviv Universitet. Fundene i hulen er dateret til mellem 420, 000 og 200, 000 år siden, eller den nedre palæolitikum, og det er tildelt det unikke Acheulo-Yabrudian Cultural Complex. De gamle homininer (en gruppe inklusive os og de uddøde medlemmer af vores stamtræ), der boede i Qesem Cave, efterlod sig titusindvis af stenredskaber. Disse værktøjer er hovedsageligt lavet af flint, et materiale, der er let tilgængeligt over hele landet, og de blev fremstillet i en proces, der kaldes knappering – dvs. bruge en anden sten eller et værktøj til at afhugge stykker, finpudse en skarp kant. Et sted mellem 300,- 000-400, 000 år siden, det vigtigste bytte, disse homininer jagede, havde ændret sig - fra elefanter, til dådyr - hvilket nødvendiggør et skifte i det anvendte værktøjssæt, mod finere artefakter. Spørgsmålet fra Weizmann-forskningsgruppen var, om de gamle indbyggere i området kunne have brugt ild til at temperere flinten, før de knækkede den. Meget senere grupper - mindre end 100, 000 år siden, havde efterladt tegn på at affyre deres flint, hvilket gør stenen nemmere at forme. Imidlertid, på websteder i denne alder, der er generelt næsten intet tilbageværende organisk stof, der i øjeblikket kan give forskerne endegyldige beviser for brandbrug.

Den første udfordring i forsøget på at forstå, om flint har gennemgået nogen strukturel forandring, som ild kan frembringe, forklarer Dr. Filipe Natalio fra instituttets videnskabelige arkæologiske enhed, er, at strukturen af ​​rå flint kan variere fra sted til sted og fra stykke til stykke, afhængig af de geologiske forhold, hvorunder den er dannet. Og sporene af tidligere opvarmning i fast bjergart ville for det meste være mikroskopiske eller mindre - dybest set usynlige. For at nærme sig denne forhindring, han og postdoc dr. Aviad Agam, som har specialiseret sig i forhistorisk arkæologi, henvendte sig til Dr. Iddo Pinkas, som er ekspert i en teknik kendt som Raman-spektroskopi i instituttets kemiske forskningsstøtteafdeling.

Gruppen indsamlede først flint fra områder nær Qesem-hulen samt andre steder rundt om i landet. Efter at have opvarmet flintstykkerne til forskellige temperaturer og afkølet dem igen, forskerne undersøgte dem med værktøjerne i Pinkas' spektroskopi-laboratorium, som afslørede sammensætningen af ​​disse klipper ned til deres kemiske og molekylære struktur.

Men eksperimentet gav enorme mængder data - for store til at analysere med almindelige metoder. Så gruppen henvendte sig til Dr. Ido Azuri, der er i Instituttets Bioinformatik-enhed, i Life Sciences kernefaciliteters afdeling. Azuri er ekspert i maskinlæring og kunstig intelligens, så på trods af afvigelsen fra hans normale biologiske forskning, at finde mønstre i store mængder data lå lige til højrebenet. Ja, han glædede sig over at finde ud af, at spektroskopidataene ikke kun kunne analyseres ved hjælp af maskinlæringsmetoder for at sortere ændringerne forårsaget af bagning af stenene, denne metode kunne finde det temperaturområde, hvori hver var blevet opvarmet.

Næste, gruppen anvendte spektroskopien og AI-analysen på tilfældigt udvalgte prøver fra de tusindvis af stykker gammel knastet flint udgravet fra Qesem Cave af arkæolog prof. Avi Gopher fra Tel Aviv University. Azuri tog derefter disse nye data og evaluerede de temperaturer, som de tidlige mennesker opvarmede de ældgamle knappede flint til efter den model, han oprindeligt havde skabt.

"Først " siger Natalio, "dataene så ud til at være overalt, og vi vidste ikke, om vi kunne sige noget om disse værktøjer. Men så skabte Azuri sin model, og tingene faldt bare på plads."

En destilleret version af resultaterne sammenlignede tre forskellige typer flintartefakter, og det afslørede tre unikke temperaturintervaller, et for hver slags. Den første type, som forskerne kalder grydelåg, var små, hakkede og skårne skår, og analysen viste, at de var blevet udsat for ild, der var varm nok til at få stykker af flinten til at flyve af sig selv. Det fortalte holdet, at deres analyse var på rette vej, da meget høj varme - op til 600 grader Celsius - var blevet foreslået, i andre undersøgelser, for at skabe hakkene og skårene. Den anden type stykker er kendt som flager; og den tredje er knivene - større, knivlignende værktøj med en lang skarp kant og en beklædning, tykkere kant, hvor de kan holdes. flager, væsentligt mindre skærende værktøjer end knivene, var blevet behandlet ved et relativt stort temperaturinterval, mens knivene var blevet opvarmet til lavere temperaturer (ca. 200-300 grader - lave til mellemstore ovnindstillinger), og det temperaturområde, de havde gennemgået, var meget mindre. Med andre ord, det så ud som om hulens beboere med vilje havde brugt forskellige varmebehandlinger til at skabe forskellige værktøjer.

"Vi kan ikke vide, hvordan de lærte andre færdighederne med at lave værktøj, hvilken erfaring fik dem til at opvarme den rå flint til forskellige temperaturer, eller hvordan de formåede at kontrollere processen, men det faktum, at de længere blade konsekvent opvarmes på en anden måde end de andre stykker, peger på en hensigt, " siger Natalio.

"Og det, " tilføjer Pinkas, "er teknologi, lige så sikkert som vores mobiltelefoner og computere er teknologi. Det gjorde vores forfædre i stand til at overleve og trives."