Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Andet

Toba-superuption kan have lettet spredning af moderne mennesker ud af Afrika

Udgravninger på et arkæologisk sted fra middelstenalderen, Shinfa-Metema 1, i lavlandet i det nordvestlige Etiopien afslørede en befolkning af mennesker for 74.000 år siden, der overlevede udbruddet af supervulkanen Toba. Kredit:Fra topographic-map.com Open Database License (ODbL) v1.0

Moderne mennesker spredte sig fra Afrika flere gange, men begivenheden, der førte til global ekspansion, fandt sted for mindre end 100.000 år siden. Nogle forskere antager, at spredningen var begrænset til "grønne korridorer" dannet under fugtige intervaller, hvor der var rigelig mad, og menneskelige befolkninger udvidede sig i takt med deres miljøer.



Men en ny undersøgelse offentliggjort i Nature , herunder ASU-forskere Curtis Marean, Christopher Campisano og Jayde Hirniak, antyder, at mennesker også kan have spredt sig i tørre intervaller langs "blå motorveje" skabt af sæsonbestemte floder. Forskere fandt også bevis på madlavning og stenredskaber, der repræsenterer det ældste bevis på bueskydning.

Ved at arbejde på Afrikas Horn har forskere afsløret beviser, der viser, hvordan tidlige moderne mennesker overlevede i kølvandet på udbruddet af Toba, en af ​​de største supervulkaner i historien, for omkring 74.000 år siden. Disse menneskers adfærdsfleksibilitet hjalp dem ikke kun med at leve gennem superudbruddet, men kan have lettet den senere spredning af moderne mennesker ud af Afrika og over resten af ​​verden.

"Denne undersøgelse bekræfter resultaterne fra Pinnacle Point i Sydafrika - udbruddet af Toba kan have ændret miljøet i Afrika, men folk tilpassede sig og overlevede den udbrud forårsagede miljøændringer," sagde Marean, forsker ved Institute of Human Origins og Foundation Professor ved School of Human Evolution and Social Change.

Holdet undersøgte Shinfa-Metema 1-stedet i lavlandet i det nuværende nordvestlige Etiopien langs Shinfa-floden, en biflod til Blue Nile-floden.

Superudbruddet fandt sted midt i den tid, hvor stedet var besat og er dokumenteret af små glasskår, hvis kemi matcher Tobas.

Nøjagtig timing gennem cryptotephra

"En af de banebrydende implikationer af denne undersøgelse," sagde Marean, "er, at med de nye cryptotephra-metoder, der er udviklet til vores tidligere undersøgelse i Sydafrika, og nu anvendt her til Etiopien, kan vi korrelere steder på tværs af Afrika, og måske verden, med en opløsning på flere ugers tid."

Et lillebitte glasskår mindre end menneskehårens diameter blev fundet fra et middelstenaldersted i det nordvestlige Etiopien. Dens kemi matcher den af ​​Toba-supervulkanen, der ligger på den anden side af verden i Indonesien. De mennesker, der boede på dette arkæologiske sted, overlevede superudbruddet på grund af deres adfærdsmæssige fleksibilitet. Kredit:Racheal Johnsen.

Cryptotephra er signatur vulkansk glasskår, der kan variere fra 80-20 mikron i størrelse, hvilket er mindre end diameteren af ​​et menneskehår. At udvinde disse mikroskopiske skår fra arkæologisk sediment kræver tålmodighed og stor opmærksomhed på detaljer.

"At lede efter cryptotephra på disse arkæologiske steder er som at lede efter en nål i en høstak, men ikke at vide, om der overhovedet er en nål. Men at have evnen til at korrelere steder 5.000 miles fra hinanden, og potentielt længere, til inden for uger i stedet for tusindvis år gør det hele det hele værd," sagde Christopher Campisano, forsker ved Institute of Human Origins og professor ved School of Human Evolution and Social Change.

"Denne undersøgelse fremhæver endnu en gang vigtigheden af, at University of Nevada-Las Vegas/Arizona State University-teamet skubber grænserne for succesfuldt at analysere ekstremt lav-bundne kryptotephra til dato og korrelere arkæologiske steder i hele Afrika," sagde Campisano.

Metoderne til at identificere kryptotephra med lav overflod ved Pinnacle Point blev først udviklet ved University of Nevada Las Vegas ledet af afdøde Gene Smith og Racheal Johnsen og blev nu videreført på Arizona State Universitys Sediment and TEphra Preparation (STEP) Lab.

School of Human Evolution and Social Change kandidatstuderende Jayde Hirniak ledede ASU's indsats for at skabe sit eget cryptotephra-laboratorium - STEP Lab - i samarbejde med Campisano og byggede på metoder udviklet på UNLV. Hirniak samarbejdede også med cryptotephra-laboratorier i Det Forenede Kongerige, der arbejder med sedimentprøver, der bevarer hundreder eller tusinder af glasskår.

Nu er Hirniaks primære ekspertise inden for tefrokronologi, som involverer brugen af ​​vulkansk aske til at forbinde arkæologiske og palæo-miljømæssige optegnelser og placere dem på samme tidslinje, som var hendes bidrag til denne forskning.

"Vores laboratorium på ASU blev bygget til at behandle cryptotephra-horisonter med ekstrem lav overflod (mindre end 10 skår pr. gram) ved hjælp af en højt specialiseret teknik. Der er kun få laboratorier i verden med disse muligheder," sagde Hirniak.

Projektilpunkter fra et arkæologisk sted fra middelstenalderen, Shinfa-Metema 1, i lavlandet i det nordvestlige Etiopien, dateret fra tidspunktet for Toba-superuptionen for 74.000 år siden, giver beviser for brug af bue og pil før spredningen af ​​moderne mennesker ud af Afrika. Kredit:Blue Nile Survey Project.

Migrationer langs 'blå motorveje'

Baseret på isotopgeokemi af tænderne på fossile pattedyr og strudseæggeskaller konkluderede de, at stedet var besat af mennesker i en tid med lange tørre sæsoner på niveau med nogle af de mest sæsonbestemte tørre levesteder i Østafrika i dag. Yderligere resultater tyder på, at når flodstrømmene stoppede i tørre perioder, tilpassede folk sig ved at jage dyr, der kom til de resterende vandhuller for at drikke. Efterhånden som vandhuller fortsatte med at skrumpe, blev det nemmere at fange fisk uden noget særligt udstyr, og diæterne skiftede kraftigere til fisk.

Dens klimatiske virkninger ser ud til at have givet en længere tørsæson, hvilket får folk i området til at stole endnu mere på fisk. Krympningen af ​​vandhullerne kan også have skubbet mennesker til at migrere udad på jagt efter mere mad.

"Efterhånden som folk udtømte mad i og omkring et givet vandhul i den tørre sæson, blev de sandsynligvis tvunget til at flytte til nye vandhuller," sagde John Kappelman, professor i UT-antropologi og jord- og planetvidenskab og hovedforfatter af undersøgelsen. "Sæsonbestemte floder fungerede således som 'pumper', der sugede befolkninger ud langs kanalerne fra et vandhul til et andet, hvilket potentielt drev den seneste spredning uden for Afrika."

De mennesker, der boede på Shinfa-Metema 1, har næppe været medlemmer af den gruppe, der forlod Afrika. Men den adfærdsmæssige fleksibilitet, der hjalp dem med at tilpasse sig udfordrende klimatiske forhold, såsom Toba-superuptionen, var sandsynligvis et nøgletræk hos mennesker fra middelstenalderen, der gjorde det muligt for vores art i sidste ende at sprede sig fra Afrika og ekspandere over hele kloden.

De mennesker, der bor på Shinfa-Metema 1-stedet, jagtede en række forskellige landdyr, fra antilope til aber, som det fremgår af snitmærker på knoglerne, og tilberedte tilsyneladende deres måltider, som det fremgår af beviser for kontrolleret ild på stedet. De mest karakteristiske stenredskaber er små, symmetriske trekantede spidser. Analyser viser, at punkterne højst sandsynligt er pilespidser, der med sine 74.000 år repræsenterer det ældste bevis på bueskydning.

Flere oplysninger: John Kappelman, Adaptiv fødesøgningsadfærd på Afrikas Horn under Toba-superuption, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07208-3. www.nature.com/articles/s41586-024-07208-3

Journaloplysninger: Natur

Leveret af Arizona State University




Varme artikler