Moderne Homo sapiens hawwe meidien oan in grut oantal ekosysteemtransformaasjes, mar it is lestich om de oarsprong of iere gefolgen fan dit gedrach te ûntdekken.Argeology, geochronology, geomorfology, en paleo-omjouwingsgegevens út noardlik Malawi dokumintearje de feroarjende relaasje tusken de oanwêzigens fan foragers, ekosysteemorganisaasje en alluviale fanfoarming yn it Lette Pleistoseen.Nei sawat de 20e ieu waard in ticht systeem fan mesolityske artefakten en alluviale fans foarme.92.000 jier lyn, yn 'e paleo-ekologyske omjouwing, wie d'r gjin analoog yn it foarige rekord fan 500.000 jier.Argeologyske gegevens en haadkoördinaatanalyze litte sjen dat iere troch de minske makke brânen de seizoensbeperkingen op ûntstekking ûntspannen, dy't de fegetaasjekomposysje en eroazje beynfloedzje.Dit, yn kombinaasje mei klimaat-oandreaune delslachferoarings, late úteinlik ta in ekologyske oergong nei it iere pre-agraryske keunstlânskip.
Moderne minsken binne krêftige promotors fan ekosysteemtransformaasje.Foar tûzenen jierren hawwe se it miljeu wiidweidich en mei opsetsin feroare, wat debat oer wannear en hoe't it earste troch de minske dominearre ekosysteem ûntstie (1).Hieltyd mear argeologyske en etnografyske bewiis docht bliken dat der in grut oantal rekursive ynteraksjes is tusken foeragers en har omjouwing, wat oanjout dat dit gedrach de basis is fan ús soarte evolúsje (2-4).Fossyl en genetyske gegevens jouwe oan dat Homo sapiens yn Afrika bestie likernôch 315.000 jier lyn (ka).Argeologyske gegevens litte sjen dat de kompleksiteit fan gedrach dy't oer it kontinint foarkomme, yn it ferline signifikant tanommen is, sawat 300 oant 200 ka spans.De ein fan it Pleistoseen (Sibaansk) (5).Sûnt ús opkomst as in soarte, binne minsken begon te fertrouwe op technologyske ynnovaasje, seizoensarranzjeminten en komplekse sosjale gearwurking om te bloeien.Dizze attributen kinne ús profitearje fan earder ûnbewenne of ekstreme omjouwings en boarnen, dus hjoed binne minsken de ienige pan-globale bistesoarten (6).Fjoer spile in wichtige rol yn dizze transformaasje (7).
Biologyske modellen jouwe oan dat de oanpassingsfermogen oan cooked iten werom te finen is op syn minst 2 miljoen jier lyn, mar it wie net oant it ein fan it Midden Pleistoseen dat konvinsjonele argeologyske bewiis fan fjoer kontrôle ferskynde (8).De oseaankearn mei stofrekords fan in grut gebiet fan it Afrikaanske kontinint lit sjen dat yn 'e ôfrûne miljoenen jierren de peak fan elemintêre koalstof nei sawat 400 ka ferskynde, benammen yn' e oergong fan ynterglacial nei glacial perioade, mar ek barde tidens it Holocene (9).Dit lit sjen dat foar sawat 400 ka brânen yn Afrika besuden de Sahara net gewoan wiene, en minsklike bydragen wiene wichtich yn it Holocene (9).Fjoer is in ark dat troch hoeders yn it hiele Holocene brûkt wurdt om greiden te kultivearjen en te ûnderhâlden (10).De eftergrûn en ekologyske ynfloed fan it gebrûk fan fjoer troch jager-samlers yn it iere Pleistoseen is lykwols komplisearre (11).
Fjoer wurdt in technysk ark neamd foar manipulaasje fan boarnen yn sawol etnografy as argeology, ynklusyf it ferbetterjen fan leefberens werom of it feroarjen fan grûnstoffen.Dizze aktiviteiten binne meast relatearre oan iepenbiere planning en fereaskje in protte ekologyske kennis (2, 12, 13).Brannen op lânskipsskaal meitsje jager-samlers mooglik om proai fuort te ferdriuwen, pleagen te kontrolearjen en habitatproduktiviteit te ferheegjen (2).On-site fjoer befoarderet koken, ferwaarming, predator ferdigening, en sosjale gearhing (14).Lykwols, yn hoefier't jager-samler-brannen de komponinten fan it lânskip, lykas de struktuer fan 'e ekologyske mienskip en de topografy, opnij konfigurearje kinne, is tige dûbelsinnich (15, 16).
Sûnder ferâldere argeologyske en geomorfologyske gegevens en trochgeande miljeu records út meardere lokaasjes, it begripen fan de ûntwikkeling fan minsklik-induzearre ekologyske feroarings is problematysk.Lange-termyn lake deposit records út de Great Rift Valley yn Súdlik Afrika, kombinearre mei âlde argeologyske records yn it gebiet, meitsje it in plak om te ûndersykjen de ekologyske gefolgen feroarsake troch de Pleistoseen.Hjir melde wy oer de argeology en geomorfology fan in wiidweidich stientiidlânskip yn súd-sintraal Afrika.Dan keppelen wy it mei paleo-omjouwingsgegevens oer > 600 ka om it ierste koppelingsbewiis te bepalen fan minsklik gedrach en ekosysteemtransformaasje yn 'e kontekst fan troch minske makke brânen.
Wy levere in earder net rapportearre leeftydsgrins foar it Chitimwe-bêd yn it Karonga-distrikt, lizzend oan it noardlike ein fan it noardlike diel fan Malawi yn 'e súdlike Afrikaanske Rift Valley (figuer 1) (17).Dizze bêden binne gearstald út reade boaiem alluviale fans en rivier sediminten, covering sa'n 83 fjouwerkante kilometer, befetsje miljoenen stiennen produkten, mar gjin bewarre organyske oerbliuwsels, lykas bonken (oanfoljende tekst) (18).Us optysk opwûn ljocht (OSL) gegevens fan 'e ierdrekord (figuer 2 en tabellen S1 oant S3) feroare de leeftyd fan it Chitimwe-bêd nei it lette Pleistoseen, en de âldste leeftyd fan aktivearring fan alluviale fans en begraffenis fan stientiid is sawat 92 ka ( 18, 19).De alluviale en rivier Chitimwe laach beslacht de marren en rivieren fan de Pliocene-Pleistocene Chiwondo laach út in lege hoeke unconformity (17).Dizze ôfsettings lizze yn 'e breukkeil lâns de igge fan' e mar.Har konfiguraasje jout de ynteraksje oan tusken fluktuaasjes fan it marnivo en aktive flaters dy't útwreidzje yn it Plioseen (17).Hoewol't tektoanyske aksje de regionale topografy en de helling fan 'e Piemonte foar in lange tiid beynfloede hat, kin de flateraktiviteit yn dit gebiet sûnt it Midden Pleistoseen fertrage wêze (20).Nei ~800 ka en oant koart nei 100 ka wurdt de hydrology fan de Malawimar benammen oandreaun troch klimaat (21).Dêrom is net ien fan dizze de ienige ferklearring foar de foarming fan alluviale fans yn it lette Pleistoseen (22).
(A) De lokaasje fan it Afrikaanske stasjon relatyf oan moderne delslach (asterisk);blau is wieter en read is droeger (73);it fak oan de linkerkant toant Lake Malawi en omlizzende gebieten MAL05-2A en MAL05-1B De lokaasje fan 'e /1C kearn (poarperen stip), dêr't it Karonga gebiet is markearre as in griene skets, en de lokaasje fan it Luchamange bêd is markearre as in wite doaze.(B) It noardlike diel fan it bekken fan Malawi, mei de topografy fan 'e heuvels relatyf oan' e MAL05-2A-kearn, it oerbleaune Chitimwe-bêd (brune patch) en de ôfgravingslokaasje fan it Malawi Early Mesolithic Project (MEMSAP) (giele stip) );CHA, Chaminade;MGD, it doarp Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara Súd;VIN, literêre biblioteek foto;WW, Beluga.
OSL sintrum leeftyd (reade line) en flater berik fan 1-σ (25% griis), alle OSL leeftiden yn ferbân mei it foarkommen fan in situ artefakten yn Karonga.Leeftyd relatyf oan it ferline 125 ka gegevens toant (A) kernel tichtens rûzings fan alle OSL leeftyd út alluviale fan sediminten, oanjout sedimintêre / alluviale fan accumulation (cyaan), en mar wetter nivo rekonstruksje basearre op haadkomponint analyze (PCA) karakteristike wearden Aquatic fossilen en autentike mineralen (21) (blau) út de MAL05-1B / 1C kearn.(B) Fan 'e MAL05-1B / 1C kearn (swart, in wearde tichtby 7000 mei in asterisk) en de MAL05-2A kearn (griis), de tellen fan makromolekulêre koalstof per gram normalisearre troch de sedimintaasjerate.(C) Margalef soarten rykdom yndeks (Dmg) út MAL05-1B / 1C kearn fossile pollen.(D) Persintaazje fossile pollen fan Compositae, miombo-wâldlân en Olea europaea, en (E) Persintaazje fossile pollen fan Poaceae en Podocarpus.Alle pollengegevens binne fan 'e MAL05-1B/1C-kearn.De nûmers oan 'e boppekant ferwize nei de yndividuele OSL-samples detaillearre yn tabellen S1 oant S3.It ferskil yn gegevensbeskikberens en resolúsje komt troch ferskate sampling-yntervallen en materiaalbeskikberens yn 'e kearn.Figure S9 toant twa makro koalstof records omboud ta z-skoares.
(Chitimwe) De lânskipsstabiliteit nei waaierfoarming wurdt oanjûn troch de foarming fan reade boaiem en boaiemfoarmjende karbonaten, dy't de waaierfoarmige sediminten fan it hiele ûndersyksgebiet bedekke (oanfoljende tekst en tabel S4).De formaasje fan lette Pleistoseen alluviale fans yn it Lake Malawi Basin is net beheind ta it Karonga-gebiet.Ungefear 320 kilometer súdeastlik fan Mozambyk beheint it terrestryske kosmogenyske nukliddjipteprofyl fan 26Al en 10Be de formaasje fan it Luchamange-bêd fan alluviale reade boaiem ta 119 oant 27 ka (23).Dizze wiidweidige leeftydsbeperking is yn oerienstimming mei ús OSL-gronology foar it westlike diel fan 'e Lake Malawi Basin en jout de útwreiding oan fan regionale alluviale fans yn it lette Pleistoseen.Dit wurdt stipe troch gegevens út de mar kearn record, dat jout oan dat de hegere sedimintaasje taryf wurdt begelaat troch likernôch 240 ka, dat hat in bysûnder hege wearde op ca.130 en 85 ka (oanfoljende tekst) (21).
It ierste bewiis fan minsklike delsetting yn dit gebiet is besibbe oan de Chitimwe sediminten identifisearre op ~ 92 ± 7 ka.Dit resultaat is basearre op 605 m3 ôfgroeven sediminten fan 14 sub-sintimeter romtekontrôle argeologyske opgravings en 147 m3 sediminten út 46 argeologyske proefputten, fertikaal regele oant 20 sm en horizontaal regele oant 2 meter (oanfoljende tekst en figueren S1 oant S3) Dêrneist hawwe wy ek ûndersocht 147,5 kilometer, regele 40 geologyske test pits, en analysearre mear as 38.000 kulturele reliken út 60 fan harren (Tabellen S5 en S6) (18).Dizze wiidweidige ûndersiken en opgravings jouwe oan dat alhoewol't âlde minsken ynklusyf iere moderne minsken yn it gebiet oer 92 ka lyn wenne hawwe, de opgarjen fan sediminten ferbûn mei de opkomst en dan stabilisaasje fan Lake Malawi net bewarre argeologysk bewiis oant Form de Chitimwe bed.
Argeologyske gegevens stypje de konklúzje dat yn it lette Kwaternêr de fanfoarmige útwreiding en minsklike aktiviteiten yn noardlik Malawi yn grutte oantallen bestien, en de kulturele oerbliuwsels hearden ta de soarten oare dielen fan Afrika dy't relatearre wiene oan iere moderne minsken.De measte artefakten wurde makke fan quartzite of quartz rivier pebbles, mei radiale, Levallois, platfoarm en willekeurige kearn reduksje (figuer S4).Morfologyske diagnostyske artefakten wurde benammen taskreaun oan 'e Mesolithic Age (MSA)-spesifike Levallois-type technyk, dy't oant no ta op syn minst sawat 315 ka west hat yn Afrika (24).It boppeste Chitimwe-bêd duorre oant it iere Holoseen, mei tin ferspraat eveneminten fan 'e lette stientiid, en waard fûn te wêzen besibbe oan it lette Pleistoseen en Holoseen jager-samlers yn hiel Afrika.Yn tsjinstelling ta binne tradysjes fan stiennen ark (lykas grutte snijwurk) dy't meastentiids ferbûn binne mei it Iere Midden-Pleistoseen.Wêr't dizze foarkamen, waarden se fûn yn MSA-befette sediminten yn it lette Pleistoseen, net yn 'e iere stadia fan ôfsetting (Tabel S4) (18).Hoewol't de side bestie op ~ 92 ka, de meast represintative perioade fan minsklike aktiviteit en alluviale fan ôfsetting barde nei ~ 70 ka, goed definiearre troch in set fan OSL leeftiden (figuer 2).Wy befêstige dit patroan mei 25 publisearre en 50 earder net-publisearre OSL-leeftiden (figuer 2 en tabellen S1 oant S3).Dizze jouwe oan dat fan in totaal fan 75 leeftydsbepalingen, 70 waarden weromfûn út sediminten nei likernôch 70 ka.Figure 2 toant de 40 leeftiden ferbûn mei in-situ MSA artefakten, relatyf oan de wichtichste paleoenvironmental yndikatoaren publisearre út it sintrum fan de MAL05-1B / 1C sintrale basin (25) en de earder net publisearre MAL05-2A noardlike basin sintrum fan 'e mar.Houtskoal (njonken de fan dy't OSL leeftyd produsearret).
Mei help fan farske gegevens út argeologyske opgravings fan phytoliths en boaiem mikromorfology, likegoed as iepenbiere gegevens oer fossile pollen, grutte houtskoal, akwatyske fossilen en authigenic mineralen út de kearn fan de Malawi Lake Drilling Project, wy rekonstruearre de MSA minsklike relaasje mei Lake Malawi.Besette it klimaat en miljeu omstannichheden fan deselde perioade (21).De lêste twa aginten binne de wichtichste basis foar it rekonstruearjen fan relative mar djipten datearret út mear as 1200 ka (21), en wurde matched mei pollen en macrocarbon samples sammele fan deselde lokaasje yn 'e kearn fan ~ 636 ka (25) yn it ferline .De langste kearnen (MAL05-1B en MAL05-1C; respektivelik 381 en 90 m) waarden sammele sa'n 100 kilometer súdeastlik fan it argeologyske projektgebiet.In koarte kearn (MAL05-2A; 41 m) waard sammele sa'n 25 kilometer eastlik fan 'e rivier de Noard Rukulu (figuer 1).De MAL05-2A-kearn wjerspegelet de terrestryske paleo-omjouwingsomstannichheden yn it Kalunga-gebiet, wylst de MAL05-1B/1C-kearn gjin direkte rivierynput fan 'e Kalunga krijt, sadat it de regionale omstannichheden better kin reflektearje.
De ôfsettingsrate opnommen yn 'e MAL05-1B / 1C gearstalde boarkearn begon fan 240 ka en ferhege fan' e lange termyn gemiddelde wearde fan 0,24 nei 0,88 m / ka (figuer S5).De inisjele ferheging is relatearre oan feroaringen yn it orbitaal modulearre sinneljocht, dat sil feroarsaakje hege amplitude feroarings yn it mar nivo yn dit ynterval (25).Wannear't de orbitale eksintrisiteit nei 85 ka sakket en it klimaat stabyl is, is de delgong lykwols noch heech (0,68 m/ka).Dit foel gear mei de ierdske OSL-record, dy't wiidweidich bewiis liet sjen fan alluviale fan-útwreiding nei sawat 92 ka, en wie konsistint mei de gefoelichheidsgegevens dy't in positive korrelaasje sjen litte tusken eroazje en fjoer nei 85 ka (oanfoljende tekst en tabel S7).Mei it each op it flaterberik fan 'e beskikbere geochronologyske kontrôle is it ûnmooglik om te oardieljen oft dizze set fan relaasjes stadichoan ûntwikkelt út 'e fuortgong fan it rekursive proses of fluch útbarst by it berikken fan in kritysk punt.Neffens it geofysyske model fan basin evolúsje, sûnt it Midden Pleistoseen (20), rift útwreiding en besibbe delgong fertrage, dus it is net de wichtichste reden foar de wiidweidige fan formaasje proses dat wy benammen bepaald nei 92 ka.
Sûnt it Midden Pleistoseen is klimaat de wichtichste kontrolearjende faktor west fan it wetterpeil fan it mar (26).Spesifyk slute de opheffing fan it noardlike bekken in besteande útgong.800 ka om de mar te ferdjipjen oant it de drompelhichte fan 'e moderne ôfslach berikt (21).Lizzend oan it súdlike ein fan 'e mar, joech dizze útlaat in boppegrins foar it wetterpeil fan' e mar yn wiete yntervallen (wêrûnder hjoed), mar liet it bekken slute as it wetterpeil fan 'e mar yn droege perioaden foel (27).De rekonstruksje fan it mar nivo toant de ôfwikseljend droege en wiete syklusen yn it ferline 636 ka.Neffens bewiis fan fossile pollen, hawwe ekstreme droege perioaden (> 95% reduksje yn totaal wetter) ferbûn mei lege simmer sinneskyn laat ta de útwreiding fan semi-woastyn fegetaasje, mei beammen beheind ta permaninte wetterwegen (27).Dizze (mar) leechten binne korrelearre mei pollenspektra, en toant in heech oanpart fan gers (80% of mear) en xerophytes (Amaranthaceae) ten koste fan beamtaksa en lege algemiene soartenrykdom (25).Yn tsjinstelling, as de mar moderne nivo's benaderet, wreidet de fegetaasje dy't nau besibbe is oan Afrikaanske berchwâlden gewoanlik út oant de marrekust [sawat 500 m boppe seenivo].Tsjintwurdich ferskine Afrikaanske berchwâlden allinich yn lytse diskrete plakken boppe sa'n 1500 moh (25, 28).
De meast resinte ekstreme droechteperioade barde fan 104 oant 86 ka.Dêrnei, hoewol't it mar nivo werom nei hege omstannichheden, iepen miombo bosken mei in grutte hoemannichte krûden en krûde yngrediïnten wurden gewoan (27, 28).De meast signifikante Afrikaanske berchwâldtaksa is Podocarpus-den, dy't nea hersteld is ta in wearde dy't fergelykber is mei it foarige hege marnivo nei 85 ka (10,7 ± 7,6% nei 85 ka, wylst it ferlykbere marnivo foar 85 ka 29,8 ± 11,8% is) ).De Margalef-yndeks (Dmg) lit ek sjen dat de soartenrykdom fan de ôfrûne 85 ka 43% leger is as it eardere oanhâldende hege marnivo (2,3 ± 0,20 respektivelik 4,6 ± 1,21), bygelyks tusken 420 en 345 ka ( Oanfoljend tekst en sifers S5 en S6) (25).Pollenmonsters út likernôch tiid.88 oant 78 ka befettet ek in heech persintaazje Compositae pollen, wat oanjaan kin dat de fegetaasje fersteurd is en binnen it flatergebiet leit fan de âldste datum doe't minsken it gebiet besette.
Wy brûke de metoade foar klimaatanomaly (29) om de paleoekologyske en paleoklimaatgegevens te analysearjen fan kearnen dy't foar en nei 85 ka boarre binne, en ûndersiikje de ekologyske relaasje tusken fegetaasje, soarten oerfloed en delslach en de hypoteze fan it ûntkoppelen fan 'e ôfsluten suvere klimaatfoarsizzing.Drive baseline modus fan ~550 ka.Dit omfoarme ekosysteem wurdt beynfloede troch delslachbetingsten en brânen dy't mar folje, wat weromkomt yn it ûntbrekken fan soarten en nije fegetaasjekombinaasjes.Nei de lêste droege perioade kamen allinnich wat bosk-eleminten werom, wêrûnder de fjoer-resistinte komponinten fan Afrikaanske berchwâlden, lykas olive-oalje, en de fjoer-resistinte komponinten fan tropyske seizoensbosken, lykas Celtis (Oanfoljende tekst en figuer S5) ( 25).Om dizze hypoteze te hifkjen, modelleare wy marwetternivo's ôflaat fan ostracode en autentike mineralferfangers as ûnôfhinklike fariabelen (21) en ôfhinklike fariabelen lykas houtskoal en pollen dy't kinne wurde beynfloede troch ferhege brânfrekwinsje (25).
Om de oerienkomst as it ferskil tusken dizze kombinaasjes op ferskate tiden te kontrolearjen, brûkten wy pollen fan Podocarpus (ivichgriene beam), gers (gers) en oliven (fjoerbestindige komponint fan Afrikaanske berchwâlden) foar haadkoördinaatanalyse (PCoA), en miombo (de wichtichste woodland komponint hjoed).Troch it plotten fan PCoA op it ynterpolearre oerflak dat it marnivo fertsjintwurdiget doe't elke kombinaasje waard foarme, ûndersochten wy hoe't de pollenkombinaasje feroaret mei respekt foar delslach en hoe't dizze relaasje feroaret nei 85 ka (figuer 3 en figuer S7).Foar 85 ka aggregearren de gramineous-basearre samples nei droege omstannichheden, wylst de podocarpus-basearre samples aggregearre nei wiete omstannichheden.Yn tsjinstelling binne de samples nei 85 ka klustere mei de measte samples foar 85 ka en hawwe ferskillende gemiddelde wearden, wat oanjout dat har komposysje ûngewoan is foar ferlykbere delslachbetingsten.Harren posysje yn PCoA wjerspegelet de ynfloed fan Olea en miombo, dy't beide begeunstige binne ûnder betingsten dy't mear gefoelich binne foar fjoer.Yn de samples nei 85 ka, Podocarpus pine wie allinnich oerfloedich yn trije opienfolgjende samples, dat barde neidat it ynterval tusken 78 en 79 ka begûn.Dit suggerearret dat nei de earste tanimming fan delslach, it bosk liket te hawwen koart hersteld foardat it úteinlik ynstoarte.
Elts punt stiet foar in inkele pollen stekproef op in bepaald punt yn de tiid, mei help fan de oanfoljende tekst en de leeftyd model yn figuer 1. S8.De fektor stiet foar de rjochting en gradient fan feroaring, en in langere fektor stiet foar in sterkere trend.It ûnderlizzende oerflak stelt it wetterpeil fan 'e mar foar as fertsjintwurdiger fan delslach;it donkerblau is heger.De gemiddelde wearde fan PCoA-funksjewearden wurdt levere foar de gegevens nei 85 ka (reade diamant) en alle gegevens fan ferlykbere marnivo's foar 85 ka (giele diamant).Mei de gegevens fan 'e hiele 636 ka is it "simulearre marnivo" tusken -0.130-σ en -0.198-σ tichtby de gemiddelde eigenwearde fan it marnivo PCA.
Om de relaasje tusken pollen, marwetternivo en houtskoal te studearjen, brûkten wy net-parametryske multivariate analyze fan fariânsje (NP-MANOVA) om de algemiene "omjouwing" (fertsjintwurdige troch de gegevensmatrix fan pollen, marwetternivo en houtskoal) te fergelykjen. en nei de 85 ka oergong.Wy fûnen dat de fariaasje en kovarânsje fûn yn dizze gegevensmatrix statistysk signifikante ferskillen binne foar en nei 85 ka (tabel 1).
Us ierdske paleo-omjouwingsgegevens fan 'e fytoliten en boaiem oan' e râne fan 'e West Lake binne yn oerienstimming mei de ynterpretaasje basearre op' e mar proxy.Dy jouwe oan dat, nettsjinsteande it hege wetterpeil fan de mar, it lânskip omfoarme is ta in lânskip dat dominearre wurdt troch iepen luifbosklân en beboske greidelân, krekt as hjoed de dei (25).Alle lokaasjes analysearre foar phytoliths oan de westlike râne fan it bekken binne na ~ 45 ka en litte in grut bedrach fan arboreal cover reflecting wiete omstannichheden.Se leauwe lykwols dat it grutste part fan 'e mulch is yn' e foarm fan iepen bosk begroeid mei bamboe en panyk gers.Neffens gegevens fan fytolithen besteane net-brânbestindige palmbeammen (Arecaceae) allinich op 'e kustline fan' e mar, en binne seldsum of ôfwêzich yn argeologyske plakken yn it binnenlân (Tabel S8) (30).
Oer it algemien kinne wiete mar iepen omstannichheden yn it lette Pleistoseen ek ôflaat wurde fan ierdske paleosolen (19).Lagune klaai en moeras boaiem karbonaat út de argeologyske site fan Mwanganda Village kin werom nei 40 oan 28 cal ka BP (earder kalibrearre Qian'anni) (Tabel S4).De karbonaat boaiemlagen yn it Chitimwe bêd binne meast nodulêre kalk (Bkm) en argillaceous en karbonaat (Btk) lagen, wat de lokaasje oanjout fan relative geomorfologyske stabiliteit en de stadige delsetting fan de fiergeande alluviale fan Likernôch 29 cal ka BP (Supplementary) tekst).De erodearre, ferhurde laterite boaiem (lityske rots) foarme op 'e oerbliuwsels fan âlde fans jout iepen lânskiplike omstannichheden (31) en sterke seizoenen delslach (32), wat oanjout de trochgeande ynfloed fan dizze omstannichheden op it lânskip.
Stipe foar de rol fan fjoer yn dizze oergong komt út de keppele makro houtskoal records fan drill kearnen, en de ynstream fan houtskoal út de Sintrale Basin (MAL05-1B / 1C) is oer it algemien tanommen fan likernôch.175 kaarten.In grut tal toppen folget der tuskentroch likernôch.Nei 135 en 175 ka en 85 en 100 ka herstelde it marpeil, mar de bosk- en soartenrykdom kaam der net op (Tafyllende tekst, figuer 2 en figuer S5).De relaasje tusken houtskoal ynstream en de magnetyske gefoelichheid fan mar sediminten kin ek sjen litte patroanen fan lange-termyn fjoer skiednis (33).Brûk gegevens fan Lyons et al.(34) Malawi-mar bleau it ferbaarnde lânskip nei 85 ka erodearje, wat in positive korrelaasje ymplisearret (Spearman's Rs = 0,2542 en P = 0,0002; Tabel S7), wylst de âldere sediminten de tsjinoerstelde relaasje sjen litte (Rs = -0,2509 en P < 0.0001).Yn it noardlike bekken hat de koartere MAL05-2A-kearn it djipste datearjende ankerpunt, en de jongste Toba-tuff is ~74 oant 75 ka (35).Hoewol't it in perspektyf op langere termyn mist, krijt it ynput direkt út it bekken dêr't de argeologyske gegevens binne.De houtskoalrecords fan it noardlike bekken litte sjen dat sûnt de Toba-krypto-tephra-mark de ynfier fan terrigenous houtskoal stadichoan tanommen is yn 'e perioade wêryn argeologysk bewiis it meast foarkommen is (figuer 2B).
Bewiis fan troch de minske makke brânen kin opsetlik gebrûk op lânskiplike skaal reflektearje, wiidferspraat populaasjes dy't mear of gruttere ûntstekkingen op it terrein feroarsaakje, feroaring fan brânstofbeskikberens troch it rispjen fan ûnderboubosken, of in kombinaasje fan dizze aktiviteiten.Moderne jager-samlers brûke fjoer om aktyf te feroarjen fan fiedingsbeleanningen (2).Har aktiviteiten ferheegje de oerfloed fan proai, behâlde it mozaïeklânskip en ferheegje de thermyske ferskaat en heterogeniteit fan opfolgingsstadia (13).Fjoer is ek wichtich foar aktiviteiten op it terrein lykas ferwaarming, koken, definsje en sosjalisearjen (14).Sels lytse ferskillen yn fjoer ynset bûten natuerlike bliksem ynfallen kinne bosk opfolging patroanen, brânstof beskikberens, en fjoer seasonality feroarje.De fermindering fan beambedekking en ûnderboubeammen is it meast wierskynlik om eroazje te fergrutsjen, en it ferlies fan soarten ferskaat yn dit gebiet is nau besibbe oan it ferlies fan Afrikaanske berchwâldmienskippen (25).
Yn 'e argeologyske rekord foardat de MSA begon, is minsklike kontrôle fan fjoer goed fêststeld (15), mar oant no ta is it gebrûk as lânskipsbehear ark allinich opnommen yn in pear Paleolityske konteksten.Dizze omfetsje oer yn Austraalje.40 ka (36), Highland Nij-Guinea.45 ka (37) fredesferdrach.50 ka Niah Cave (38) yn leechlân Borneo.Yn Amearika, doe't minsken earst ynfierd dizze ekosystemen, benammen yn it ferline 20 ka (16), keunstmjittige ignition waard beskôge as de wichtichste faktor yn de rekonfiguraasje fan plant en bist mienskippen.Dizze konklúzjes moatte basearre wurde op relevante bewiis, mar yn it gefal fan direkte oerlaap fan argeologyske, geologyske, geomorfologyske en paleo-omjouwingsgegevens is it kausaliteitsargumint fersterke.Hoewol de marine kearngegevens fan 'e kustwetteren fan Afrika earder bewiis hawwe levere fan brânferoarings yn it ferline oer 400 ka (9), hjir jouwe wy bewiis fan minsklike ynfloed fan relevante argeologyske, paleo-omjouwings- en geomorfologyske gegevenssets.
De identifikaasje fan troch de minske makke brânen yn paleo-omjouwingsrekords fereasket bewiis fan brânaktiviteiten en tydlike of romtlike feroaringen fan fegetaasje, bewize dat dizze feroaringen net foarsein wurde troch klimaatparameters allinich, en de tydlike / romtlike oerlap tusken feroaringen yn brânbetingsten en feroaringen yn 'e minske records (29) Hjir, it earste bewiis fan wiidferspraat MSA besetting en alluviale fan formaasje yn de Lake Malawi basin barde by likernôch it begjin fan in grutte reorganisaasje fan regionale fegetaasje.85 kaarten.De oerfloed fan houtskoal yn 'e MAL05-1B / 1C-kearn wjerspegelet de regionale trend fan houtskoalproduksje en ôfsetting, op sawat 150 ka fergelike mei de rest fan' e 636 ka-rekord (figueren S5, S9, en S10).Dizze oergong lit de wichtige bydrage fan fjoer sjen oan it foarmjaan fan de gearstalling fan it ekosysteem, wat net allinich troch it klimaat te ferklearjen is.Yn natuerlike brânsituaasjes komt bliksemûntstekking meastentiids oan 'e ein fan it droege seizoen (39).As de brânstof lykwols droech genôch is, kinne troch de minske makke brânen op elts momint oanstutsen wurde.Op de skaal fan it toaniel kinne minsken it fjoer kontinu feroarje troch brânhout ûnder it bosk te sammeljen.It einresultaat fan elke soart troch de minske makke fjoer is dat it it potinsjeel hat om mear houtige fegetaasjeferbrûk te feroarsaakjen, it hiele jier duorje, en op alle skalen.
Yn Súd-Afrika waard al yn 164 ka (12) fjoer brûkt foar de waarmtebehanneling fan stiennen foar it meitsjen fan ark.Al yn 170 ka (40) waard fjoer brûkt as in helpmiddel foar it koken fan setmoalige knollen, wêrtroch it fjoer yn 'e âlde tiden folslein brûkt waard.Prosperous Resources-Prone Scenery (41).Lânskipsbrannen ferminderje de arboreale dekking en binne in wichtich ark foar it behâld fan greide- en boskpatch-omjouwings, dy't de definiearjende eleminten binne fan minsklike bemiddele ekosystemen (13).As it doel fan it feroarjen fan fegetaasje of proaigedrach is om troch de minske makke brân te fergrutsjen, dan fertsjinwurdiget dit gedrach in ferheging fan 'e kompleksiteit fan it kontrolearjen en ynsetten fan fjoer troch iere moderne minsken yn ferliking mei iere minsken, en lit sjen dat ús relaasje mei fjoer in ferskowing yn ûnderlinge ôfhinklikens (7).Us analyze jout in ekstra manier om de feroaringen yn it gebrûk fan fjoer troch minsken yn it lette Pleistoseen te begripen, en de ynfloed fan dizze feroaringen op har lânskip en omjouwing.
De útwreiding fan de let-quaternaire alluviale fans yn it Karonga-gebiet kin wêze fanwege feroaringen yn 'e seizoensferbrâningssyklus ûnder betingsten fan hegere as gemiddelde delslach, dy't liede ta ferhege eroazje fan' e heuvel.It meganisme fan dit barren kin de reaksje op wetterskieding wêze dy't dreaun wurdt troch de steuring feroarsake troch it fjoer, de fersterke en oanhâldende eroazje fan it boppeste diel fan 'e wetterskieding, en de útwreiding fan alluviale fans yn' e piedmontomjouwing by Lake Malawi.Dizze reaksjes kinne feroarjende boaiemeigenskippen omfetsje om permeabiliteit te ferminderjen, oerflakrûchheid te ferminderjen en ôffal te fergrutsjen fanwege de kombinaasje fan hege delslachbetingsten en fermindere arborealdekking (42).De beskikberens fan sediminten wurdt ynearsten ferbettere troch it ôfskielen fan it dekmateriaal, en mei de tiid kin boaiemkrêft ôfnimme troch ferwaarming en fermindere woartelkrêft.De peeling fan 'e boppegrûn fergruttet de sedimintflux, dy't ûnderbrocht wurdt troch de fanfoarmige opgarjen streamôfwerts en fersnelt de foarming fan reade boaiem op' e fanfoarmige.
In protte faktoaren kinne de reaksje fan it lânskip kontrolearje op feroarjende brânomstannichheden, wêrfan de measte operearje binnen in koarte tiid (42-44).It sinjaal dat wy hjir assosjearje is fanselssprekkend op 'e millennium tiidskaal.Analyse en lânskiplike evolúsjemodellen litte sjen dat mei de fegetaasje fersteuring feroarsake troch werhelle wyldbrannen, de denudaasje taryf is signifikant feroare op in millennium tiid skaal (45, 46).It gebrek oan regionale fossile records dy't gearfalle mei de waarnommen feroarings yn houtskoal en fegetaasje records behinderet de rekonstruksje fan de effekten fan minsklik gedrach en miljeu feroarings op de gearstalling fan herbivore mienskippen.Grutte herbivoren dy't mear iepen lânskippen bewenje, spylje lykwols in rol by it yn stân hâlden fan dy en it foarkommen fan de ynvaazje fan boskfegetaasje (47).Bewiis fan feroaringen yn ferskate komponinten fan 'e omjouwing moatte net ferwachte wurde dat se tagelyk foarkomme, mar moatte wurde sjoen as in searje kumulative effekten dy't oer in lange perioade foarkomme kinne (11).Mei de metoade foar klimaatanomaly (29) beskôgje wy minsklike aktiviteit as in wichtige driuwende faktor by it foarmjen fan it lânskip fan noardlik Malawi yn it lette Pleistoseen.Dizze effekten kinne lykwols basearre wêze op 'e eardere, minder foar de hân lizzende neilittenskip fan ynteraksjes tusken minske en omjouwing.De houtskoalpiek dy't ferskynde yn 'e paleo-omjouwingsrekord foar de ierste argeologyske datum kin in antropogene komponint omfetsje dy't net deselde ekologyske systeemferoarings feroarsake as letter opnommen, en omfettet gjin ôfsettings dy't genôch binne om de minsklike besetting mei fertrouwen oan te jaan.
Koarte sedimintkearnen, lykas dy út it neistlizzende Masoko Lake Basin yn Tanzania, of de koartere sedimintkearnen yn Lake Malawi, litte sjen dat de relative pollenoerfloed fan gers en bosktaksa feroare is, wat wurdt taskreaun oan de ôfrûne 45 jier.De natuerlike klimaatferoaring fan ka (48-50).Allinnich in langere termyn observaasje fan it pollenrekord fan de Malawymar >600 ka, tegearre mei it ieuwenâlde argeologyske lânskip njonken it, is it mooglik om it klimaat, fegetaasje, houtskoal en minsklike aktiviteiten te begripen.Hoewol't minsken wierskynlik foar 85 ka ferskine yn it noardlike diel fan it Malawi-bekken, jouwe sa'n 85 ka, benammen nei 70 ka, oan dat it gebiet oantreklik is foar minsklike bewenning nei't de lêste grutte droechteperioade ôfrûn is.Op dit stuit, it nije of mear yntinsive / frekwinte gebrûk fan fjoer troch minsken is fansels kombinearre mei natuerlike klimaatferoaring te rekonstruearje de ekologyske relaasje> 550-ka, en úteinlik foarme de iere pre-agraryske keunstmjittige lânskip (figuer 4).Oars as eardere perioaden, behâldt de sedimintêre aard fan it lânskip de MSA-side, dy't in funksje is fan 'e rekursive relaasje tusken it miljeu (boarneferdieling), minsklik gedrach (aktiviteitspatroanen), en fanaktivearring (ôfsetting / begraffenis).
(A) Oer.400 ka: Gjin minsken kinne wurde ûntdutsen.De fochtige omstannichheden binne fergelykber mei hjoed, en it marnivo is heech.Diverse, net-brânbestindige arboreal cover.(B) Oer 100 ka: D'r is gjin argeologysk rekord, mar de oanwêzigens fan minsken kin ûntdutsen wurde troch de ynstream fan houtskoal.Ekstreem droege omstannichheden komme foar yn droege wetterskippen.De grûn is oer it generaal bleatsteld en de oerflaksediminten binne beheind.(C) Ungefear 85 oant 60 ka: It wetterpeil fan 'e mar nimt ta mei de tanimming fan delslach.It bestean fan minsken kin ûntdutsen wurde fia argeology nei 92 ka, en nei 70 ka, it ferbaarnen fan heechlannen en de útwreiding fan alluviale fans folgje.Der is in minder ferskaat, brânbestindich fegetaasjesysteem ûntstien.(D) Oer 40 oan 20 ka: Miljeu houtskoal ynput yn it noardlike bekken is tanommen.De formaasje fan alluviale fans gie troch, mar begon te ferswakjen oan 'e ein fan dizze perioade.Yn ferliking mei it foarige rekord fan 636 ka, bliuwt it marnivo heech en stabyl.
It Anthropocene fertsjintwurdiget de accumulation fan niche-bougedrach ûntwikkele oer tûzenen jierren, en syn skaal is unyk foar moderne Homo sapiens (1, 51).Yn 'e moderne kontekst, mei de yntroduksje fan lânbou, troch de minske makke lânskippen bliuwe bestean en yntinsivearje, mar se binne útwreidingen fan patroanen fêststeld tidens it Pleistoseen, yn stee fan disconnections (52).Gegevens út it noarden fan Malawi litte sjen dat de ekologyske oergongsperioade langer, yngewikkeld en repetityf wêze kin.Dizze skaal fan transformaasje wjerspegelet de komplekse ekologyske kennis fan iere moderne minsken en yllustrearret har transformaasje nei ús wrâldwide dominante soarten hjoed.
Neffens it protokol beskreaun troch Thompson et al., On-site ûndersyk en opname fan artefakten en cobblestone skaaimerken op it ûndersyk gebiet.(53).De pleatsing fan 'e testput en it ôfgraven fan' e haadside, ynklusyf mikromorfology en phytolith-sampling, folge it protokol beskreaun troch Thompson et al.(18) en Wright et al.(19).Us geografyske ynformaasjesysteem (GIS) kaart basearre op de Malawi geologyske enkêtekaart fan 'e regio toant in dúdlike korrelaasje tusken Chitimwe Beds en argeologyske plakken (figuer S1).It ynterval tusken de geologyske en argeologyske proefputten yn it Karonga-gebiet is om de breedste represintative stekproef te fangen (figuer S2).Karonga's geomorfology, geologyske leeftyd en argeologyske ûndersiken befetsje fjouwer haadmetoaden foar fjildûndersyk: fuotgongersûndersiken, argeologyske testputten, geologyske testputten en detaillearre opgravings op plakken.Mei-inoar kinne dizze techniken sampling meitsje fan 'e wichtichste eksposysje fan' e Chitimwe-bêd yn it noarden, sintraal en súdlik fan Karonga (figuer S3).
It ûndersyk op it plak en it opnimmen fan artefakten en stiennen funksjes op it gebiet foar fuotgongersûndersyk folge it protokol beskreaun troch Thompson et al.(53).Dizze oanpak hat twa haaddoelen.De earste is it identifisearjen fan de plakken dêr't de kulturele oerbliuwsels binne erodearre, en dan pleatsen argeologyske test pits bergop yn dizze plakken te restaurearjen de kulturele oerbliuwsels in situ út de begroeven omjouwing.It twadde doel is om de ferdieling fan artefakten, har skaaimerken en har relaasje mei de boarne fan tichtby stienmaterialen formeel op te nimmen (53).Yn dit wurk rûn in team fan trije persoanen op in ôfstân fan 2 oant 3 meter foar in totaal fan 147,5 lineêre kilometer, troch de measte tekene Chitimwe-bêden (Tabel S6).
It wurk rjochte him earst op Chitimwe-bêden om de waarnommen artefaktmonsters te maksimalisearjen, en as twadde rjochte har op lange lineêre seksjes fan 'e kust fan' e mar oant de heechlannen dy't ferskate sedimintêre ienheden snije.Dit befêstiget in wichtige observaasje dat de artefakten dy't lizze tusken de westlike heechlannen en de lakeshore binne allinnich besibbe oan de Chitimwe bed of mear resinte Let Pleistoseen en Holocene sediminten.De artefakten dy't fûn binne yn oare ôfsettings binne off-site, ferpleatst fan oare plakken yn it lânskip, sa't te sjen is oan har oerfloed, grutte en graad fan ferwaarming.
De argeologyske test pit yn plak en de ôfgraving fan de wichtichste site, ynklusyf mikromorfology en phytolith sampling, folge it protokol beskreaun troch Thompson et al.(18, 54) en Wright et al.(19, 55).It haaddoel is om de ûndergrûnske ferdieling fan artefakten en fanfoarmige sediminten yn it gruttere lânskip te begripen.Artefakten wurde meastal begroeven djip op alle plakken yn Chitimwe Beds, útsein foar de rânen, dêr't eroazje is begûn te fuortsmite de top fan it sedimint.Tidens it ynformele ûndersyk rûnen twa minsken foarby Chitimwe Beds, dy't waarden werjûn as kaartfunksjes op 'e geologyske kaart fan 'e Malawi-regearing.Doe't dizze minsken de skouders fan it Chitimwe Bed-sedimint tsjinkamen, begûnen se by de râne lâns te rinnen, wêr't se de artefakten koene observearje dy't út it sedimint erodearre wiene.Troch de ôfgravings licht omheech te kanteljen (3 oant 8 m) fan de aktyf erodearjende artefakten, kin de ôfgraving harren in-situ posysje relatyf oan it sedimint dat se befettet, ûntdekke, sûnder dat in wiidweidige ôfgraving sydlings nedich is.De proefputten wurde sa pleatst dat se 200 oant 300 meter fuort binne fan 'e folgjende tichtstbye put, wêrtroch feroarings yn' e Chitimwe-bêdsedimint en de artefakten dy't it befettet, fêstlizze.Yn guon gefallen hat de proefput in plak ûntdutsen dy't letter in folsleine opgravingsplak waard.
Alle testpitten begjinne mei in fjouwerkant fan 1 × 2 m, rjochtsje noard-súd, en wurde ôfgroeven yn willekeurige ienheden fan 20 sm, útsein as de kleur, tekstuer of ynhâld fan it sedimint signifikant feroaret.Opnimme de sedimentology en boaiem eigenskippen fan alle ôfgroeven sediminten, dy't passe evenredich troch in 5 mm droech sieve.As de ôfsetting djipte bliuwt boppe 0,8 oan 1 m, stop graven yn ien fan de twa fjouwerkante meters en fierder graven yn de oare, dêrmei foarmje in "stap", sadat jo kinne ynfiere djippere lagen feilich.Dan trochgean mei ôfgraven oant de grûn is berikt, op syn minst 40 sm argeologysk sterile sediminten binne ûnder de konsintraasje fan artefakten, of de ôfgraving wurdt te ûnfeilich (djip) om troch te gean.Yn guon gefallen moat de ôfsettingsdjipte de testput útwreidzje nei in tredde fjouwerkante meter en yn twa stappen de sleat yngean.
Geologyske proefputten hawwe earder oantoand dat Chitimwe-bêden faak op geologyske kaarten ferskine fanwegen har ûnderskiedende reade kleur.As se wiidweidige streamen en riviersediminten omfetsje, en alluviale fansediminten, ferskine se net altyd read (19).Geology De test pit waard ôfgroeven as in ienfâldige kûle ûntwurpen te ferwiderjen de mingde boppeste sediminten te reveal de ûndergrûnske lagen fan de sediminten.Dit is nedich om't it Chitimwe-bêd ferswakke is yn in parabolyske heuvelhelling, en der op 'e helling ynstoarte sediminten sitte, dy't meast gjin dúdlike natuerlike dielen of besunigings foarmje.Dêrom fûnen dizze opgravings of op 'e top fan' e Chitimwe-bêd plak, nei alle gedachten wie der ûndergrûnsk kontakt tusken it Chitimwe-bêd en it Plioceen Chiwondo-bêd hjirûnder, of se fûnen plak wêr't de rivierterrassediminten datearre wurde moasten (55).
Folsleine argeologyske opgravings wurde útfierd op plakken dy't in grut oantal in-situ stiennen ark assemblies tasizze, meastentiids basearre op proefputten of plakken dêr't in grut oantal kulturele reliken te sjen binne erodearjen fan 'e helling.De wichtichste ôfgroeven kulturele reliken waarden weromfûn út sedimintêre ienheden ôfgroeven apart yn in fjouwerkant fan 1 × 1 m.As de tichtens fan artefakten heech is, is de grave-ienheid in 10 of 5 sm tút.Alle stiennen produkten, fossile bonken en oker waarden lutsen tidens elke grutte ôfgraving, en der is gjin grutte limyt.De skermgrutte is 5 mm.As kulturele reliken wurde ûntdutsen tidens it ôfgraven proses, se sille wurde tawiisd in unyk bar koade tekening ûntdekking getal, en de ûntdekking nûmers yn deselde rige wurdt tawiisd oan de filtere ûntdekkingen.De kulturele oerbliuwsels wurde markearre mei permaninte inket, pleatst yn sekken mei eksimplaar etiketten, en bagged tegearre mei oare kulturele oerbliuwsels út deselde eftergrûn.Nei analyze wurde alle kulturele reliken opslein yn it Kultureel en Museumsintrum fan Karonga.
Alle opgravings wurde útfierd neffens natuerlike lagen.Dy binne ûnderferdield yn spits, en de spit dikte hinget ôf fan de artefakt tichtens (Bygelyks, as de artefakt tichtens is leech, de spit dikte sil wêze heech).Eftergrûngegevens (bygelyks sediminteigenskippen, eftergrûnrelaasjes en observaasjes fan ynterferinsje en artefaktdichte) wurde opnommen yn 'e Access-database.Alle koördinategegevens (bygelyks fynsten tekene yn segminten, kontekstferheging, fjouwerkante hoeken en samples) binne basearre op Universal Transverse Mercator (UTM) koördinaten (WGS 1984, Zone 36S).Op de haadside wurde alle punten opnommen mei in Nikon Nivo C-searje 5 ″ totaalstasjon, dat is boud op in lokaal raster sa ticht mooglik by it noarden fan UTM.De lokaasje fan 'e noardwestlike hoeke fan elk ôfgravingsplak en de lokaasje fan elk ôfgravingsplak It bedrach fan sedimint wurdt jûn yn Tabel S5.
De seksje fan sedimentology en boaiemwittenskiplike skaaimerken fan alle ôfgroeven ienheden waard opnommen mei it United States Agricultural Part Class Program (56).Sedimintêre ienheden wurde spesifisearre op basis fan nôtgrutte, angulariteit en bedding-eigenskippen.Notysje de abnormale ynklúzjes en steuringen dy't ferbûn binne mei de sedimintienheid.Boaiemûntwikkeling wurdt bepaald troch de accumulation fan sesquioxide of karbonaat yn ûndergrûnske boaiem.Undergrûnske ferwaarming (bygelyks redox, foarming fan oerbliuwende mangaanknobbels) wurdt ek faak opnommen.
It sammelpunt fan OSL-monsters wurdt bepaald op basis fan it ynskatten fan hokker facies de meast betroubere skatting fan sedimintbegraffenisjierren meitsje kinne.Op de samplinglokaasje waarden grêften groeven om de autentike sedimintêre laach bleat te lizzen.Sammelje alle samples dy't brûkt wurde foar OSL-datearring troch in opake stielen buis (sawat 4 sm yn diameter en sawat 25 sm yn lingte) yn it sedimintprofyl yn te setten.
OSL dating mjit de grutte fan 'e groep fan opsletten elektroanen yn kristallen (lykas kwarts of fjildspaat) fanwege bleatstelling oan ionisearjende strieling.De measte fan dizze strieling komt fan it ferfal fan radioaktive isotopen yn 'e omjouwing, en in lyts bedrach fan ekstra komponinten yn tropyske breedtegraden ferskine yn' e foarm fan kosmyske strieling.De fongen elektroanen wurde frijjûn as it kristal wurdt bleatsteld oan ljocht, dat bart by ferfier (nulpunt barren) of yn it laboratoarium, dêr't de ferljochting optreedt op in sensor dy't kin detect fotonen (bygelyks, in fotomultiplikator buis of in kamera mei in opladen coupling apparaat) It legere diel emits as it elektroan werom nei de grûn steat.Quartz dieltsjes mei in grutte tusken 150 en 250 μm wurde skieden troch sivjen, soere behanneling en tichtens skieding, en brûkt as lytse aliquots (<100 dieltsjes) monteard op it oerflak fan in aluminium plaat of boarre yn in 300 x 300 mm goed. dieltsjes wurde analysearre op in aluminium pan.De begroeven doasis wurdt normaal rûsd mei in ienige aliquot regeneraasjemetoade (57).Neist it beoardieljen fan de stralingsdosis ûntfongen troch granen, OSL dating ek fereasket it skatten fan de doasis taryf troch it mjitten fan de radionuclide konsintraasje yn it sedimint fan de sammele stekproef mei help fan gamma spektroskopy of neutron aktivearring analyze, en it fêststellen fan de kosmyske dosis referinsje sample Lokaasje en djipte fan begraffenis.De definitive leeftydsbepaling wurdt berikt troch de begraffenisdosis te dielen troch de doseraten.As d'r lykwols in feroaring is yn 'e doasis mjitten troch ien kearn of groep granen, is in statistysk model nedich om de passende begroeven dosis te bepalen dy't moat wurde brûkt.De begroeven doasis wurdt hjir berekkene mei it sintrale tiidrekmodel, yn it gefal fan single aliquot datearring, of yn it gefal fan single-particle datearring, mei in finite mingselmodel (58).
Trije ûnôfhinklike laboratoaren hawwe OSL-analyse útfierd foar dizze stúdzje.De detaillearre yndividuele metoaden foar elk laboratoarium wurde hjirûnder werjûn.Yn 't algemien brûke wy de regenerative dosemetoade om OSL-datearring oan te passen op lytse aliquots (tsientallen kerrels) ynstee fan ienige kerrelanalyse.Dit is om't tidens it regenerative groei eksperimint de hersteltiid fan in lyts stekproef leech is (<2%), en it OSL-sinjaal is net verzadigd op it natuerlike sinjaalnivo.De ynterlaboratoariumkonsistinsje fan leeftydsbepaling, de konsistinsje fan 'e resultaten binnen en tusken de hifke stratigrafyske profilen, en de gearhing mei de geomorfologyske ynterpretaasje fan' e 14C leeftyd fan karbonaatstiennen binne de wichtichste basis foar dizze beoardieling.Elts laboratoarium evaluearre of útfierd in inkele nôt oerienkomst, mar ûnôfhinklik bepaald dat it wie net geskikt foar gebrûk yn dizze stúdzje.De detaillearre metoaden en analyseprotokollen folge troch elk laboratoarium wurde levere yn 'e oanfoljende materialen en metoaden.
Stienen artefakten weromfûn út kontrolearre opgravings (BRU-I; CHA-I, CHA-II, en CHA-III; MGD-I, MGD-II, en MGD-III; en SS-I) binne basearre op it metrike systeem en kwaliteit skaaimerken.Meitsje it gewicht en de maksimale grutte fan elk wurkstik (gebrûk fan in digitale skaal om it gewicht te mjitten is 0,1 g; it brûken fan in Mitutoyo digitale caliper om alle dimensjes te mjitten is 0,01 mm).Alle kulturele oerbliuwsels wurde ek yndield neffens grûnstoffen (kwarts, kwartsiet, fjoerstien, ensfh.), nôtgrutte (fyn, medium, grof), unifoarmens fan nôtgrutte, kleur, cortex type en dekking, ferwaarming / râne rûning en technyske graad (folslein of fersnippere) Kearnen of flakes, flakes/hoekstikken, hammerstiennen, granaten en oaren).
De kearn wurdt mjitten oer syn maksimale lingte;maksimale breedte;breedte is 15%, 50%, en 85% fan lingte;maksimale dikte;dikte is 15%, 50%, en 85% fan lingte.Mjittingen waarden ek útfierd om de folume-eigenskippen fan 'e kearn fan hemisferyske weefsels (radial en Levallois) te evaluearjen.Sawol yntakt as brutsen kearnen wurde klassifisearre neffens de resetmetoade (ien platfoarm of multi-platfoarm, radiaal, Levallois, ensfh.), En flakke littekens wurde teld op ≥15 mm en ≥20% fan 'e kearnlingte.Kearnen mei 5 of minder 15 mm littekens wurde klassifisearre as "willekeurich".De kortikale dekking fan it hiele kearnflak wurdt opnomd, en de relative kortikale dekking fan elke kant wurdt opnommen op 'e kearn fan it hemisferyske weefsel.
It blêd wurdt mjitten oer syn maksimale lingte;maksimale breedte;breedte is 15%, 50%, en 85% fan lingte;maksimale dikte;dikte is 15%, 50%, en 85% fan lingte.Beskriuw de fragminten neffens de oerbleaune dielen (proximaal, midden, distaal, rjochts splitst en lofts splitst).De ferlinging wurdt berekkene troch de maksimale lingte te dielen troch de maksimale breedte.Meitsje de platfoarmbreedte, dikte en bûtenplatfoarmhoeke fan 'e yntakte slice en proximale slachfragminten, en klassifisearje de platfoarms neffens de graad fan tarieding.Record kortikale dekking en lokaasje op alle plakjes en fragminten.De distale rânen wurde klassifisearre neffens it type beëiniging (feather, hinge, en boppeste gabel).Op it folsleine plak, registrearje it oantal en rjochting fan it litteken op 'e foarige plak.As jo ​​tsjinkomme, registrearje de wizigingslokaasje en invasiviteit yn oerienstimming mei it protokol fêststeld troch Clarkson (59).Renovaasjeplannen waarden inisjeare foar it grutste part fan 'e ôfgravingskombinaasjes om restauraasjemetoaden en yntegriteit fan siteôfsetting te evaluearjen.
De stiennen artefakten weromfûn út de proefputten (CS-TP1-21, SS-TP1-16 en NGA-TP1-8) wurde beskreaun neffens in ienfâldiger skema as kontrolearre ôfgraving.Foar elke artefakt waarden de folgjende skaaimerken opnommen: grûnstof, partikelgrutte, cortex-dekking, grutteklasse, waar- / râneskea, technyske komponinten en behâld fan fragminten.Beskriuwende notysjes foar de diagnostyske skaaimerken fan 'e flakes en kearnen wurde opnommen.
Folsleine blokken fan sedimint waarden snien út bleatsteld seksjes yn opgravings en geologyske sleatten.Dizze stiennen waarden op it plak fêstmakke mei gipsferbannen of húskepapier en ferpakkingstape, en dêrnei ferfierd nei it Geologysk Argeologysk Laboratorium fan de Universiteit fan Tübingen yn Dútslân.Dêr wurdt it monster op syn minst 24 oeren droech by 40°C.Dan wurde se genêzen ûnder fakuüm, mei in mingsel fan unpromovearre polyesterhars en styreen yn in ferhâlding fan 7:3.Methyl ethyl ketone peroxide wurdt brûkt as katalysator, hars-styrene mingsel (3 oant 5 ml / l).Sadree't it harsgemik is gelearre, ferwaarmje it monster op 40 ° C foar op syn minst 24 oeren om it mingsel folslein te harden.Brûk in tegelzaag om it ferhurde probleem yn stikken 6 × 9 sm te snijen, plakke se op in glêzen slide en grind se oant in dikte fan 30 μm.De resultearjende plakjes waarden skansearre mei in flatbed scanner, en analysearre mei fleantúch polarisearre ljocht, cross-polarized ljocht, oblique ynfallende ljocht, en blauwe fluorescence mei it bleate each en fergrutting (× 50 oant × 200).De terminology en beskriuwing fan tinne seksjes folgje de rjochtlinen publisearre troch Stoops (60) en Courty et al.(61).De boaiemfoarmjende karbonaatnodules sammele fan in djipte fan> 80 sm wurde yn 'e helte knipt, sadat de helte kin wurde ympregnearre en útfierd yn tinne plakjes (4,5 × 2,6 sm) mei in standert stereomikroskoop en petrografyske mikroskoop en kathodoluminescence (CL) ûndersyksmikroskoop .De kontrôle fan karbonaattypen is tige foarsichtich, om't de foarming fan boaiemfoarmjende karbonaat besibbe is oan it stabile oerflak, wylst de foarming fan grûnwetterkarbonaat ûnôfhinklik is fan it oerflak of boaiem.
Samples waarden boarre út it snijflak fan 'e boaiemfoarmjende karbonaatnodules en halvearre foar ferskate analyzes.FS brûkte de standert stereo- en petrografyske mikroskopen fan 'e Geoarchaeology Working Group en de CL-mikroskoop fan' e Experimental Mineralogy Working Group om de tinne plakjes te studearjen, dy't beide yn Tübingen, Dútslân lizze.De radiocarbon datearring sub-samples waarden boarre mei presys boren út in oanwiisd gebiet fan likernôch 100 jier âld.De oare helte fan 'e nodules is 3 mm yn diameter om gebieten te foarkommen mei lette rekristallisaasje, rike mineralynklúzjes, of grutte feroaringen yn' e grutte fan calcitekristallen.Itselde protokol kin net folge wurde foar de MEM-5038, MEM-5035 en MEM-5055 A-samples.Dizze samples wurde selektearre út losse sedimintmonsters en binne te lyts om yn 'e helte te snijen foar tinne seksje.Dochs waarden tinne-seksjestúdzjes útfierd op 'e oerienkommende mikromorfologyske samples fan neistlizzende sediminten (ynklusyf karbonaatnodules).
Wy yntsjinne 14C dating samples oan it Sintrum foar Applied Isotope Research (CAIS) oan de Universiteit fan Georgia, Atene, Feriene Steaten.It karbonaatmonster reagearret mei 100% fosforsäure yn in evakuearre reaksjefet om CO2 te foarmjen.Leech temperatuer suvering fan CO2-monsters fan oare reaksjeprodukten en katalytyske konverzje nei grafyt.De ferhâlding fan grafyt 14C/13C waard mjitten mei in 0.5-MeV accelerator massaspektrometer.Fergelykje de stekproefferhâlding mei de ferhâlding mjitten mei de oxalic acid I standert (NBS SRM 4990).Carrara-moarmer (IAEA C1) wurdt brûkt as eftergrûn, en travertine (IAEA C2) wurdt brûkt as sekundêre standert.It resultaat wurdt útdrukt as in persintaazje fan moderne koalstof, en de oanhelle uncalibrated datum wurdt jûn yn radiocarbon jierren (BP jierren) foar 1950, mei help fan in 14C heal-libben fan 5568 jier.De flater wurdt oanhelle as 1-σ en wjerspegelet statistyske en eksperimintele flater.Op grûn fan de δ13C wearde mjitten troch isotope ratio massa spektrometry, C. Wissing fan de Biogeology Laboratory yn Tübingen, Dútslân, rapportearre de datum fan isotop fractionation, útsein UGAMS-35944r mjitten by CAIS.Sample 6887B waard analysearre yn duplikaat.Om dit te dwaan, boarje in twadde submonster fan 'e nodule (UGAMS-35944r) út it samplinggebiet oanjûn op it snijflak.De INTCAL20-kalibraasjekromme (Tabel S4) (62) tapast yn it súdlik healrûn waard brûkt om de atmosfearyske fraksjonearring fan alle samples te korrigearjen nei 14C oant 2-σ.