Sukkermolekyle bidrager til genopbygning af forhistorisk brand

Lidt er i øjeblikket kendt om, hvordan tidlige mennesker først brugte ild. Det vil nu ændre sig takket være en ny proxy, et målbart stof, der kan bruges til at demonstrere skovbrande i en fjern fortid. Proxyen er det organiske stof levoglucosan, et sukkermolekyle produceret under forbrænding af vegetation og til stede i hav- og søsedimenter. Ph.D. studerende Laura Schreuder udførte sin forskning ved Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ). Den 27. maj, hun vil forsvare sin doktorafhandling om emnet ved Utrecht University.

Ved hjælp af denne nye proxy, Schreuder udviklede en komplet tidsserie, som går næsten 200 tilbage, 000 år og stemmer helt overens med en vigtig periode i den nordlige migration af Homo sapiens på det afrikanske kontinent. Inden for denne periode, klare toppe kunne vises i mængden af ​​levoglucosan, og derfor intensiteten af ​​skovbrande i Vestafrika syd for Sahara.

Schreuder:"To toppe i perioden mellem 60, 000 og 50, 000 år siden er slående:de stemmer overens med Vestafrikas beboelse ved Homo sapiens og med en tættere vækst af træer og buske (karplanter). Denne lækre vækst betød mere gunstige levevilkår for mennesker og en større tilgængelighed af brændstof. Et højdepunkt i levoglucosan afslører, at mennesker muligvis brugte ild."

"For eksempel, vi observerer ingen top i levoglucosan i perioden mellem 130, 000 og 100, 000 år siden, der henviser til, at i denne periode, her har sikkert også boet mennesker. Fra dette, vi konkluderer, at ild sandsynligvis endnu ikke var vigtig for mennesker i den periode."

Skovbrande i en fjern fortid

Meget er allerede kendt om intensiteten af ​​skovbrande i forhistorien. Imidlertid, den viden indsamlet af arkæologer dækker normalt ikke en periode på mere end et par tusinde år for Vestafrika (mere ved man om Østafrika). Egnede geokemiske biomarkører manglede stadig på lang sigt. Levoglucosan har nu givet forskerne et bedre værktøj til at kortlægge forhistoriske skovbrande.

Tidsserien af ​​192, 000 år præsenteret af Schreuder er baseret på en nøjagtig analyse af en borekerne fra Guineas kyst. Udover de angivne toppe mellem 60, 000 og 50, 000 år siden, der var et højdepunkt i aflejringen af ​​levoglucosan 80, 000 år siden. Imidlertid, ifølge Schreuder, dette er ikke relevant, fordi der var en generel stigning i sedimentationshastigheden på det tidspunkt:i den periode, meget materiale blev aflejret på havbunden på relativt kort tid, hvilket også betyder masser af levoglucosan.

Inspiration fra partikelmålinger

Levoglucosan (1, 6-anhydro-D-glucose) er et sukkermolekyle, der produceres under den ufuldstændige forbrænding af træer og planter. Det bruges til målinger af atmosfærisk partikler, for eksempel at bestemme brændeovnes indflydelse på luftkvaliteten. Som en del af partikler, det kan transporteres over hundreder eller endda tusinder af kilometer og kan derfor ende i oceaner og søer, hvor det synker. Over millioner af år, havet og søens sediment forstener; for geologer, borekernerne danner et rigt arkiv, og det omfatter nu også forhistoriske skovbrande.

Nedbrydning på havbunden

Schroder opdagede, at der næsten ikke sker nogen nedbrydning under langdistancetransport af levoglucosan gennem atmosfæren og via vandsøjlen. Imidlertid, på havbunden ved sediment-vand-grænsen, stoffet nedbrydes, og det forstyrrer signalet. "Vi konstaterede, at den hastighed, hvormed sukkermolekylerne aflejres på havbunden (akkumulationshastighed), er et særligt nøjagtigt mål for aflejringen af ​​levoglucosan, og med det, af skovbrande, " forklarer Schreuder.

Målemetode forbedret

Schreuder sammenlignede også vegetationsændringer med ændringer i vegetationsbrande. Hun brugte information, der stammede fra langkædede n-alkaner til at finde ud af mere om vegetationsændringer på det afrikanske kontinent. Disse molekyler, som ligesom levoglucosan transporteres over store afstande, er vigtige "vegetationsproxies" — biomarkører af vegetationstypen på kontinentet, der afslører, om væksten hovedsageligt var i form af skove og buske (karplanter) eller savanner med græs. Analysen af ​​andre borekerner taget i Polen og Australien gjorde det muligt at sammenligne flere proxyer; bortset fra levoglucosan og de tidligere nævnte alkaner, kul og pollen blev tilføjet til sammenligningen. Desuden, målemetoderne blev forbedret, så små mængder af levoglucosan i sedimentprøver nu kan måles.