Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Vugger menneskehedens vugge

Lokale Maasai -medarbejdere lægger geofonerne op, et afgørende stykke udstyr til seismisk billeddannelse af Olduvai -bassinet. Kredit:Sherif Hanafy 2017

I de fredelige græsarealer i det nordlige Tanzania, der er en vanvittig forskning. Olduvai -området (fra Maasai -navnet "Oldupai, "for en indfødt saftig plante) blev berømt gennem fund fra kenyanske arkæologer og paleoanthropologer, Louis og Mary Leakey. Deres forskning, begyndte i 1950'erne, afdækkede talrige fossile homininer (stammen af ​​store aber, herunder moderne mennesker) og stenværktøjer, der går helt tilbage til to millioner år og fik området tilnavnet "menneskehedens vugge." Olduvai er siden blevet et knudepunkt for dem, der udforsker oprindelsen, og fremtiden, af menneskeheden.

Paleoantropologer, imidlertid, har ikke længere eneste krav her. Et fuldstændigt billede af menneskelig udvikling kan ikke udelukkende hentes fra fossiler, men er afhængig af at forstå deres miljømæssige kontekst.

Til denne ende, et team af KAUSTs geofysikere foretager afgørende undersøgelser af stedets geologi. Ved hjælp af state-of-the-art teknikker udviklet til olieefterforskning, Gerard Schuster, Sherif Hanafy og doktorand Kai Lu, med forskere fra Indiana University, USA, og Liverpool University, Storbritannien, kortlægger formen og strukturen på Olduvai -bassinets grundfjeld.

Dette er ikke en ond bedrift, fordi bassinet er seks kilometer bredt og næsten en halv kilometer dybt. Det består af en kompleks blanding af sedimentære og vulkanske klipper, krydset af flere geologiske fejl. Ligger i hjertet af den østafrikanske Rift Zone, hvor de tektoniske plader, der udgør jordskorpen, bevæger sig fra hinanden, Schuster forklarer, at bassinet, "udviklede sig og blev dybere med tiden, da den gamle sø over den udvidede sig, kontraheret og flyttet sideværts i rummet, delvis forårsaget af en sekvens af udbrud af nabovulkaner. "

Det seismiske feltbesætning arbejder i Olduvai Gorge, herunder Sherif Hanafy (blå skjorte, fjerde fra højre) og Kai Lu (rød skjorte, anden fra højre). Kredit:Sherif Hanafy 2017

Omskrive historie

To komplementære eksperimentelle tilgange bruges:kedelige brønde til at udtrække fysiske 'kerner' af sediment, der er nedlagt over millioner af år, og KAUST -teamets seismiske billeddannelsesundersøgelser. Sammen, de omskriver Olduvais geologiske historie.

De seismiske eksperimenter er baseret på en bemærkelsesværdig enkel forudsætning:en tung vægt smækkes gentagne gange på jorden, skaber vibrationer, der bevæger sig igennem det, indtil de reflekteres eller brydes (bøjes), når de bevæger sig fra et materiale til et andet (på samme måde, som lys reflekterer fra et spejl eller bøjer, når det kommer i vand). En række modtagere (kendt som geofoner) er placeret lige under jorden for at overvåge disse reflekterede og brydte bølger. Ved at registrere den tid, det tog for bølgerne at nå hver af geofonerne, holdet kan beregne den hastighed, de rejste med. På samme måde som ultralydsscanning, disse målinger er indbygget i et billede af undergrundens geologi, inklusive bassinets form og størrelse og placeringen af ​​begravede fejllinjer.

Kompleks og logistisk udfordrende, metoden er spændende for lokalbefolkningen, hvoraf mange er ansat i projektet. Som Hanafy forklarer, "de er vant til at arbejde med paleoantropologer og geologer, men det er første gang, de har arbejdet med geofysikere. "Projektet har inspireret nogle unge til at udvikle en potentielt livsændrende interesse for videnskab-med en endda at rejse til KAUST for at studere.

Resultaterne af denne forskning tyder på, at Olduvai -bassinet, engang betragtet som overfladisk, er mere end 400 meter dyb, næsten dobbelt så dybt som boringer kunne trænge igennem. Dette indikerer, at grundfjeldet til bassinet kan være omkring fire millioner år gammelt, og at miljøer, der egner sig til homininer, kan være lige gamle:"meget ældre, "siger Hanafy, "end tidligere ekstrapoleret fra udsatte klippefremspring." Bassinets grundlag var sandsynligvis afledt af nærliggende vulkaner, som kan have påvirket miljøet, herunder tilgængelighed af vand, i en fjern fortid. Dette ville igen have påvirket tidlige hominider, hvem havde brug for "vand, et gunstigt klima, træer til beskyttelse og åbne sletter til fodring, som alle blev leveret på Olduvai, "forklarer Hanafy.

En ny dokumentar

I varige mærker, en berømt dokumentarfilm om dette værk, University of Liverpools Ian Stanistreet argumenterer for, at seismisk billeddannelse hjælper os med at forstå hele sammensætningen af ​​Olduvai:geologisk, klimatiske og ellers. Det skiftende klima har vist sig at være en udfordring for menneskeheden gennem vores historie:hvis vi bedre kan sætte pris på denne historie, vi kan blive flyttet til at ændre vores bane. Som direktør for Lasting Marks, Sarah Schuster-Johnson, forklarer veltalende, "de dedikerede og lidenskabelige Olduvai -forskere fortolker omhyggeligt mærker fra en ikke -dechiffreret historie, en historie, der banede vejen for vores eksistens og vores fremtid på denne planet. "


Varme artikler