在灰燼中生存:早期人類如何躲過超級火山爆發帶來的滅頂之災?
現代人類曾多次從非洲擴散,但導致全球擴張的事件發生在不到10 萬年前。一些研究人員假設,人類的擴散僅限於在食物豐富的潮濕時期形成的”綠色走廊”,人類的擴張與環境同步。但《自然》(Nature)雜誌上的一項新研究表明,人類也可能在乾旱時期沿著季節性河流形成的”藍色高速公路”分散。研究人員還發現了烹飪和石器的證據,這是射箭的最古老證據。
在非洲之角,研究人員發現了一些證據,顯示早期現代人類是如何在約7.4 萬年前歷史上最大的超級火山之一多巴火山爆發後生存下來的。這些人行為上的靈活性不僅幫助他們度過了超級火山爆發,而且可能促進了現代人後來走出非洲,並散佈到世界其他地方。
人類起源研究所研究科學家、人類進化與社會變遷學院基礎教授馬瑞恩說:「這項研究證實了南非平頂山角的研究結果–多巴火山的爆發可能改變了非洲的環境,但人們適應了火山爆發造成的環境變化並倖存下來。”
研究小組對位於青尼羅河支流欣法河沿岸、今埃塞俄比亞西北部低地的欣法-梅特馬1 號遺址進行了調查。超級火山爆發發生在該遺址被佔用的中期,有微小的玻璃碎片為證,其化學成分與鳥羽的相符。
在衣索比亞西北部低地的一個中石器時代考古遺址–新法-梅特馬1號(Shinfa-Metema 1)的發掘揭示了距今7.4萬年前的人類種群,他們在多巴超級火山爆發後倖存了下來。資料來源:https://topographic-map.com Open Database License (ODbL) v1.0
透過火山碎片精確定位時間
馬瑞恩說:「這項研究的開創性意義之一在於,利用我們之前在南非的研究中開發的、現在應用於埃塞俄比亞Cryptotephra的新的研究方法,我們可以以幾週的時間分辨率對整個非洲、甚至全世界的地點進行關聯研究。”
Cryptotephra是一種火山玻璃碎片,大小在80-20 微米之間,比人類的頭髮直徑還小。從考古沉積物中提取這些微小的碎片需要耐心和對細節的高度關注。
「在這些考古遺址中尋找Cryptotephra就像是大海撈針,但卻不知道有沒有針。」人類起源研究所研究科學家、人類進化與社會變遷學院教授克里斯托弗-坎皮薩諾(Christopher Campisano)說。”這項研究再次凸顯了內華達大學拉斯維加斯分校/亞利桑那州立大學團隊挑戰極限的重要性,他們成功地分析了極低豐度的Cryptotephra,從而確定了整個非洲考古遺址的年代和相關性。”
在埃塞俄比亞西北部的一處中石器時代遺址中發現了一塊直徑小於頭髮絲的火山玻璃碎片。它的化學成分與位於地球另一端的印尼多巴超級火山的化學成分相吻合。生活在這一考古遺址中的人們因其行為的靈活性而在超級火山爆發中倖存下來。來源:Racheal Johnsen
在平納克角識別低豐度Cryptotephra的方法最初是在內華達大學拉斯維加斯分校由已故的Gene Smith 和Racheal Johnsen 領導開發的,現在亞利桑那州立大學的沉積物和Cryptotephra製備(STEP)實驗室繼續使用。
人類進化與社會變遷學院的研究生傑德-希爾尼亞克(Jayde Hirniak)帶領亞利桑那大學與坎皮薩諾合作,以在弗吉尼亞大學開發的方法為基礎,創建了自己的Cryptotephra實驗室–STEP實驗室。Hirniak 也與英國的Cryptotephra實驗室合作,處理保存了數百塊玻璃碎片的沉積物樣本。現在,Hirniak 的主要專長是火山灰年代學(tephrochronology),即利用火山灰將考古記錄和古環境記錄聯繫起來,並將它們放在同一時間線上,這也是她對這項研究的貢獻所在。
「我們在亞利桑那州立大學的實驗室採用高度專業化的技術處理豐度極低的Cryptotephra地層(每克小於10 塊碎片)。世界上只有少數幾個實驗室具備這樣的能力,」希爾尼亞克說。
衣索比亞西北部低地的一個中石器時代考古遺址–Shinfa-Metema 1–出土的彈丸,可追溯到距今7.4 萬年前的托巴火山大爆發時期,為現代人類走出非洲之前使用弓箭提供了證據。資料來源:青尼羅河調查項目
沿著”藍色公路”遷徙
根據哺乳動物化石牙齒和鴕鳥蛋殼的同位素地球化學研究,他們得出結論認為,該遺址曾被人類佔據,當時的旱季很長,與今天東非一些季節性最乾燥的棲息地相當。其他研究結果表明,當河流在乾旱期停止流動時,人們會透過捕獵到剩餘水坑飲水的動物來適應。隨著水坑的不斷縮小,不需要任何特殊設備就能更容易捕獲魚類,人們的飲食也更多地轉向魚類。
它對氣候的影響似乎延長了旱季,使該地區的人們更加依賴魚類。水潭的縮小也可能促使人類向外遷移,以尋找更多的食物。
約翰-卡佩爾曼是UT人類學和地球與行星科學教授,也是這項研究的第一作者。他說:「當人們耗盡特定旱季水潭及其周圍的食物時,他們很可能被迫遷移到新的水潭。因此,季節性河流起到了’泵’的作用,沿著河道將種群從一個水坑虹吸到另一個水坑,這可能是最近一次向非洲以外地區擴散的驅動力。”
生活在新法-梅特馬1 號的人類不太可能是離開非洲的那批人類的成員。然而,中石器時代人類的行為靈活性幫助他們適應了具有挑戰性的氣候條件,例如鳥羽超級火山爆發,這很可能是中石器時代人類的關鍵特徵,使我們的物種最終能夠從非洲分散並擴展到全球各地。
生活在新法-梅特馬1 號遺址的人們捕獵各種陸生動物,從羚羊到猴子不等,骨頭上的切割痕跡證明了這一點,遺址中控制火源的證據也證明了他們顯然是在烹調食物。最有特色的石器是對稱的三角形小尖狀石器。分析表明,這些箭頭很可能是箭鏃,距今已有7.4 萬年的歷史,是最古老的射箭證據。
編譯自: ScitechDaily