Los Homo sapiens modernos han participado en un gran número de transformaciones de los ecosistemas, pero es difícil detectar el origen o las primeras consecuencias de estos comportamientos.Los datos arqueológicos, geocronológicos, geomorfológicos y paleoambientales del norte de Malawi documentan la relación cambiante entre la presencia de recolectores, la organización del ecosistema y la formación de abanicos aluviales en el Pleistoceno tardío.Aproximadamente después del siglo XX, se formó un denso sistema de artefactos mesolíticos y abanicos aluviales.Hace 92.000 años, en el entorno paleoecológico, no había ningún análogo en el registro anterior de 500.000 años.Los datos arqueológicos y el análisis de coordenadas principales muestran que los primeros incendios provocados por el hombre relajaron las restricciones estacionales de ignición, lo que afectó la composición de la vegetación y la erosión.Esto, combinado con los cambios en las precipitaciones impulsados ​​por el clima, finalmente condujo a una transición ecológica al paisaje artificial preagrícola temprano.
Los humanos modernos son poderosos promotores de la transformación de los ecosistemas.Durante miles de años, han cambiado el medio ambiente de manera extensiva e intencional, generando un debate sobre cuándo y cómo surgió el primer ecosistema dominado por humanos (1).Cada vez más evidencia arqueológica y etnográfica muestra que existe un gran número de interacciones recursivas entre los recolectores y su entorno, lo que indica que estos comportamientos son la base de la evolución de nuestra especie (2-4).Los datos fósiles y genéticos indican que el Homo sapiens existió en África hace aproximadamente 315.000 años (ka).Los datos arqueológicos muestran que la complejidad de los comportamientos que ocurren en todo el continente ha aumentado significativamente en el pasado, aproximadamente en períodos de 300 a 200 ka.El final del Pleistoceno (Chibaniense) (5).Desde nuestro surgimiento como especie, los humanos han comenzado a depender de la innovación tecnológica, los arreglos estacionales y la cooperación social compleja para prosperar.Estos atributos nos permiten aprovechar entornos y recursos previamente deshabitados o extremos, por lo que hoy en día los humanos son la única especie animal pan-global (6).El fuego jugó un papel clave en esta transformación (7).
Los modelos biológicos indican que la adaptabilidad a los alimentos cocinados se remonta a hace al menos 2 millones de años, pero no fue hasta finales del Pleistoceno medio que apareció la evidencia arqueológica convencional del control del fuego (8).El núcleo oceánico con registros de polvo de una gran área del continente africano muestra que en los últimos millones de años, el pico de carbono elemental apareció después de unos 400 ka, principalmente durante la transición del período interglacial al glacial, pero también ocurrió durante el Holoceno (9).Esto muestra que antes de aproximadamente 400 ka, los incendios en el África subsahariana no eran comunes y las contribuciones humanas fueron significativas en el Holoceno (9).El fuego es una herramienta utilizada por los pastores a lo largo del Holoceno para cultivar y mantener los pastizales (10).Sin embargo, detectar los antecedentes y el impacto ecológico del uso del fuego por parte de los cazadores-recolectores a principios del Pleistoceno es más complicado (11).
El fuego se considera una herramienta de ingeniería para la manipulación de recursos tanto en etnografía como en arqueología, incluida la mejora de los ingresos de los medios de vida o la modificación de las materias primas.Estas actividades suelen estar relacionadas con la planificación pública y requieren muchos conocimientos ecológicos (2, 12, 13).Los incendios a escala de paisaje permiten a los cazadores-recolectores ahuyentar presas, controlar plagas y aumentar la productividad del hábitat (2).El fuego en el sitio promueve la cocina, la calefacción, la defensa contra depredadores y la cohesión social (14).Sin embargo, la medida en que los incendios de cazadores-recolectores pueden reconfigurar los componentes del paisaje, como la estructura de la comunidad ecológica y la topografía, es muy ambigua (15, 16).
Sin datos arqueológicos y geomorfológicos obsoletos y registros ambientales continuos de múltiples ubicaciones, es problemático comprender el desarrollo de los cambios ecológicos inducidos por el hombre.Los registros de depósitos lacustres a largo plazo del Gran Valle del Rift en el sur de África, combinados con registros arqueológicos antiguos en el área, lo convierten en un lugar para investigar los impactos ecológicos causados ​​por el Pleistoceno.Aquí informamos sobre la arqueología y la geomorfología de un extenso paisaje de la Edad de Piedra en el centro-sur de África.Luego, lo vinculamos con datos paleoambientales que abarcan más de 600 ka para determinar la evidencia de acoplamiento más temprana del comportamiento humano y la transformación del ecosistema en el contexto de los incendios provocados por el hombre.
Proporcionamos un límite de edad no informado anteriormente para el lecho de Chitimwe en el distrito de Karonga, ubicado en el extremo norte de la parte norte de Malawi en el sur del Valle del Rift de África (Figura 1) (17).Estos lechos están compuestos por abanicos aluviales de suelo rojo y sedimentos de ríos, que cubren unos 83 kilómetros cuadrados y contienen millones de productos de piedra, pero no conservan restos orgánicos, como huesos (Texto complementario) (18).Nuestros datos de luz ópticamente excitada (OSL) del registro de la Tierra (Figura 2 y Tablas S1 a S3) modificaron la edad del lecho de Chitimwe al Pleistoceno tardío, y la edad más antigua de activación del abanico aluvial y entierro en la edad de piedra es de aproximadamente 92 ka ( 18, 19).La capa aluvial y de río Chitimwe cubre los lagos y ríos de la capa Chiwondo del Plioceno-Pleistoceno a partir de una discordancia de ángulo bajo (17).Estos depósitos están ubicados en la cuña de falla a lo largo del borde del lago.Su configuración indica la interacción entre las fluctuaciones del nivel del lago y las fallas activas que se extienden hasta el Plioceno (17).Aunque la acción tectónica puede haber afectado la topografía regional y la pendiente del piedemonte durante mucho tiempo, la actividad de fallas en esta área puede haber disminuido desde el Pleistoceno Medio (20).Después de ~800 ka y hasta poco después de los 100 ka, la hidrología del lago Malawi está impulsada principalmente por el clima (21).Por lo tanto, ninguna de estas es la única explicación para la formación de abanicos aluviales en el Pleistoceno superior (22).
(A) La ubicación de la estación africana en relación con la precipitación moderna (asterisco);el azul es más húmedo y el rojo es más seco (73);el recuadro de la izquierda muestra el lago Malawi y las áreas circundantes MAL05-2A y MAL05-1B La ubicación del núcleo /1C (punto púrpura), donde el área de Karonga se resalta con un contorno verde y la ubicación del lecho de Luchamange se resalta como una caja blanca.(B) La parte norte de la cuenca de Malawi, que muestra la topografía de sombreado en relación con el núcleo MAL05-2A, el lecho restante de Chitimwe (parche marrón) y la ubicación de la excavación del Proyecto Mesolítico Temprano de Malawi (MEMSAP) (punto amarillo));CHA, Chaminade;MGD, el pueblo de Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sádara Sur;VIN, imagen de biblioteca literaria;WW, Beluga.
Edad central de OSL (línea roja) y rango de error de 1-σ (25% de gris), todas las edades de OSL están relacionadas con la aparición de artefactos in situ en Karonga.Edad relativa a los últimos 125 ka Los datos muestran (A) estimaciones de densidad kernel de todas las edades OSL de sedimentos de abanicos aluviales, lo que indica la acumulación de abanicos sedimentarios/aluviales (cian) y la reconstrucción del nivel del agua del lago basada en los valores característicos del análisis de componentes principales (PCA) Acuático fósiles y minerales autígenos (21) (azul) del núcleo MAL05-1B/1C.(B) Del núcleo MAL05-1B/1C (negro, un valor cercano a 7000 con un asterisco) y el núcleo MAL05-2A (gris), los recuentos de carbono macromolecular por gramo normalizados por la tasa de sedimentación.(C) Índice de riqueza de especies de Margalef (Dmg) del polen fósil del núcleo MAL05-1B/1C.(D) Porcentaje de polen fósil de Compositae, bosque de miombo y Olea europaea, y (E) Porcentaje de polen fósil de Poaceae y Podocarpus.Todos los datos de polen son del núcleo MAL05-1B/1C.Los números en la parte superior se refieren a las muestras individuales de OSL detalladas en las tablas S1 a S3.La diferencia en la disponibilidad y resolución de datos se debe a diferentes intervalos de muestreo y disponibilidad de material en el núcleo.La Figura S9 muestra dos macro registros de carbono convertidos a puntajes z.
(Chitimwe) La estabilidad del paisaje después de la formación del abanico está indicada por la formación de suelo rojo y carbonatos formadores de suelo, que cubren los sedimentos en forma de abanico de toda el área de estudio (Texto complementario y Tabla S4).La formación de abanicos aluviales del Pleistoceno tardío en la cuenca del lago Malawi no se limita al área de Karonga.A unos 320 kilómetros al sureste de Mozambique, el perfil de profundidad de nucleidos cosmogénicos terrestres de 26Al y 10Be limita la formación del lecho Luchamange de suelo rojo aluvial a 119 a 27 ka (23).Esta extensa restricción de edad es consistente con nuestra cronología OSL para la parte occidental de la cuenca del lago Malawi e indica la expansión de abanicos aluviales regionales en el Pleistoceno tardío.Esto está respaldado por datos del registro del núcleo del lago, que indica que la tasa de sedimentación más alta está acompañada por alrededor de 240 ka, que tiene un valor particularmente alto en ca.130 y 85 ka (texto complementario) (21).
La evidencia más temprana de asentamiento humano en esta área está relacionada con los sedimentos de Chitimwe identificados en ~92 ± 7 ka.Este resultado se basa en 605 m3 de sedimentos excavados de 14 excavaciones arqueológicas de control de espacio subcentimétrico y 147 m3 de sedimentos de 46 pozos de prueba arqueológicos, controlados verticalmente a 20 cm y controlados horizontalmente a 2 metros (Texto complementario y Figuras S1 a S3) Además, también inspeccionamos 147,5 kilómetros, organizamos 40 pozos de prueba geológica y analizamos más de 38 000 reliquias culturales de 60 de ellos (Tablas S5 y S6) (18).Estas extensas investigaciones y excavaciones indican que aunque los humanos antiguos, incluidos los humanos modernos tempranos, pueden haber vivido en el área hace unos 92 ka, la acumulación de sedimentos asociada con el aumento y luego la estabilización del lago Malawi no conservó evidencia arqueológica hasta Formar el lecho de Chitimwe.
Los datos arqueológicos respaldan la inferencia de que a fines del Cuaternario, la expansión en forma de abanico y las actividades humanas en el norte de Malawi existieron en gran número, y las reliquias culturales pertenecían a los tipos de otras partes de África relacionadas con los primeros humanos modernos.La mayoría de los artefactos están hechos de cuarcita o guijarros de río de cuarzo, con reducción radial, Levallois, de plataforma y de núcleo aleatorio (Figura S4).Los artefactos de diagnóstico morfológico se atribuyen principalmente a la técnica de tipo Levallois específica de la Edad Mesolítica (MSA), que ha existido al menos alrededor de 315 ka en África hasta ahora (24).El lecho superior de Chitimwe duró hasta el Holoceno temprano, conteniendo eventos de la Edad de Piedra tardía escasamente distribuidos, y se descubrió que estaba relacionado con los cazadores-recolectores del Pleistoceno tardío y el Holoceno en toda África.Por el contrario, las tradiciones de herramientas de piedra (como las grandes herramientas de corte) generalmente asociadas con el Pleistoceno medio temprano son raras.Cuando estos ocurrieron, se encontraron en sedimentos que contenían MSA en el Pleistoceno tardío, no en las primeras etapas de deposición (Tabla S4) (18).Aunque el sitio existió hace ~92 ka, el período más representativo de actividad humana y deposición de abanicos aluviales ocurrió después de ~70 ka, bien definido por un conjunto de edades OSL (Figura 2).Confirmamos este patrón con 25 edades OSL publicadas y 50 no publicadas anteriormente (Figura 2 y Tablas S1 a S3).Estos indican que de un total de 75 determinaciones de edad, 70 se recuperaron de sedimentos después de aproximadamente 70 ka.La Figura 2 muestra las 40 edades asociadas con artefactos MSA in situ, en relación con los principales indicadores paleoambientales publicados desde el centro de la cuenca central MAL05-1B/1C (25) y el centro de la cuenca norte del lago MAL05-2A no publicado anteriormente.Carbón vegetal (adyacente al ventilador que produce la edad OSL).
Usando datos recientes de excavaciones arqueológicas de fitolitos y micromorfología del suelo, así como datos públicos sobre polen fósil, carbón vegetal grande, fósiles acuáticos y minerales autigénicos del núcleo del Proyecto de perforación del lago Malawi, reconstruimos la relación humana de MSA con el lago Malawi.Ocupan el clima y las condiciones ambientales del mismo período (21).Los dos últimos agentes son la base principal para reconstruir las profundidades relativas del lago que se remontan a más de 1200 ka (21), y se combinan con muestras de polen y macrocarbono recolectadas en el mismo lugar en el núcleo de ~636 ka (25) en el pasado .Los núcleos más largos (MAL05-1B y MAL05-1C; 381 y 90 m respectivamente) se recolectaron a unos 100 kilómetros al sureste del área del proyecto arqueológico.Se recolectó un núcleo corto (MAL05-2A; 41 m) a unos 25 kilómetros al este del río North Rukulu (Figura 1).El núcleo MAL05-2A refleja las condiciones paleoambientales terrestres en el área de Kalunga, mientras que el núcleo MAL05-1B/1C no recibe aportes directos del río desde Kalunga, por lo que puede reflejar mejor las condiciones regionales.
La tasa de deposición registrada en el núcleo de perforación compuesto MAL05-1B/1C comenzó desde 240 ka y aumentó desde el valor promedio a largo plazo de 0,24 a 0,88 m/ka (Figura S5).El aumento inicial está relacionado con cambios en la luz solar modulada orbital, lo que provocará cambios de gran amplitud en el nivel del lago durante este intervalo (25).Sin embargo, cuando la excentricidad orbital cae después de 85 ka y el clima es estable, la tasa de hundimiento sigue siendo alta (0,68 m/ka).Esto coincidió con el registro OSL terrestre, que mostró amplia evidencia de expansión del abanico aluvial después de aproximadamente 92 ka, y fue consistente con los datos de susceptibilidad que muestran una correlación positiva entre la erosión y el fuego después de 85 ka (Texto complementario y Tabla S7).En vista del rango de error del control geocronológico disponible, es imposible juzgar si este conjunto de relaciones evoluciona lentamente a partir del progreso del proceso recursivo o estalla rápidamente cuando alcanza un punto crítico.De acuerdo con el modelo geofísico de evolución de cuencas, desde el Pleistoceno medio (20), la extensión del rift y el hundimiento relacionado se han ralentizado, por lo que no es la razón principal del extenso proceso de formación de abanicos que determinamos principalmente después de 92 ka.
Desde el Pleistoceno medio, el clima ha sido el principal factor de control del nivel del agua del lago (26).En concreto, el levantamiento de la cuenca norte cerró una salida existente.800 ka para profundizar el lago hasta alcanzar la altura del umbral de la salida moderna (21).Ubicada en el extremo sur del lago, esta salida proporcionó un límite superior para el nivel del agua del lago durante los intervalos húmedos (incluso hoy), pero permitió que la cuenca se cerrara cuando el nivel del agua del lago descendiera durante los períodos secos (27).La reconstrucción del nivel del lago muestra la alternancia de ciclos secos y húmedos en los últimos 636 ka.De acuerdo con la evidencia del polen fósil, los períodos de sequía extrema (>95 % de reducción en el agua total) asociados con la escasez de sol de verano han llevado a la expansión de la vegetación semidesértica, con árboles restringidos a cursos de agua permanentes (27).Estas bajas (lacustres) están correlacionadas con los espectros de polen, mostrando una alta proporción de pastos (80% o más) y xerófitas (Amaranthaceae) a expensas de los taxones de árboles y una baja riqueza general de especies (25).En cambio, cuando el lago se acerca a los niveles modernos, la vegetación estrechamente relacionada con los bosques montañosos africanos suele extenderse hasta la orilla del lago [unos 500 m sobre el nivel del mar (msnm)].Hoy en día, los bosques de montaña africanos solo aparecen en pequeños parches discretos por encima de los 1500 msnm (25, 28).
El período de sequía extrema más reciente ocurrió entre 104 y 86 ka.Después de eso, aunque el nivel del lago volvió a ser alto, los bosques abiertos de miombo con una gran cantidad de hierbas e ingredientes de hierbas se volvieron comunes (27, 28).El taxón forestal de montaña africano más importante es el pino Podocarpus, que nunca se ha recuperado a un valor similar al nivel alto del lago anterior después de 85 ka (10,7 ± 7,6 % después de 85 ka, mientras que el nivel similar del lago antes de 85 ka es 29,8 ± 11,8 %). ).El índice de Margalef (Dmg) también muestra que la riqueza de especies de los últimos 85 ka es un 43% más baja que el nivel alto sostenido del lago anterior (2,3 ± 0,20 y 4,6 ± 1,21, respectivamente), por ejemplo, entre 420 y 345 ka ( Complementario texto y figuras S5 y S6) (25).Muestras de polen de tiempo aproximado.88 a 78 ka también contiene un alto porcentaje de polen compuesto, lo que puede indicar que la vegetación ha sido perturbada y está dentro del rango de error de la fecha más antigua cuando los humanos ocuparon el área.
Usamos el método de anomalía climática (29) para analizar los datos paleoecológicos y paleoclimaticos de núcleos perforados antes y después de 85 ka, y examinamos la relación ecológica entre la vegetación, la abundancia de especies y la precipitación y la hipótesis de desacoplar la predicción climática pura inferida.Conduzca el modo de referencia de ~ 550 ka.Este ecosistema transformado se ve afectado por las condiciones de precipitación que llenan los lagos y los incendios, lo que se refleja en la falta de especies y nuevas combinaciones de vegetación.Después del último período seco, solo se recuperaron algunos elementos del bosque, incluidos los componentes resistentes al fuego de los bosques montañosos africanos, como el aceite de oliva, y los componentes resistentes al fuego de los bosques tropicales estacionales, como Celtis (Texto complementario y Figura S5) ( 25).Para probar esta hipótesis, modelamos los niveles de agua del lago derivados del ostrácodo y los sustitutos minerales autigénicos como variables independientes (21) y variables dependientes como el carbón y el polen que pueden verse afectados por una mayor frecuencia de incendios (25).
Para verificar la similitud o diferencia entre estas combinaciones en diferentes momentos, usamos polen de Podocarpus (árbol de hoja perenne), pasto (hierba) y olivo (componente resistente al fuego de los bosques de montaña africanos) para el análisis de coordenadas principales (PCoA), y miombo (el principal componente boscoso en la actualidad).Al trazar PCoA en la superficie interpolada que representa el nivel del lago cuando se formó cada combinación, examinamos cómo cambia la combinación de polen con respecto a la precipitación y cómo cambia esta relación después de 85 ka (Figura 3 y Figura S7).Antes de los 85 ka, las muestras basadas en gramíneas se agregaron hacia condiciones secas, mientras que las muestras basadas en podocarpus se agregaron hacia condiciones húmedas.Por el contrario, las muestras después de 85 ka se agrupan con la mayoría de las muestras antes de 85 ka y tienen valores promedio diferentes, lo que indica que su composición es inusual para condiciones de precipitación similares.Su posición en PCoA refleja la influencia de Olea y miombo, los cuales se ven favorecidos en condiciones que son más propensas a incendios.En los muestreos posteriores a 85 ka, el pino Podocarpus solo fue abundante en tres muestreos consecutivos, lo que ocurrió después de iniciado el intervalo entre 78 y 79 ka.Esto sugiere que después del aumento inicial de las precipitaciones, el bosque parece haberse recuperado brevemente antes de colapsar finalmente.
Cada punto representa una sola muestra de polen en un momento dado, usando el texto complementario y el modelo de edad en la Figura 1. S8.El vector representa la dirección y el gradiente de cambio, y un vector más largo representa una tendencia más fuerte.La superficie subyacente representa el nivel del agua del lago como representante de la precipitación;el azul oscuro es más alto.El valor promedio de los valores de características de PCoA se proporciona para los datos posteriores a 85 ka (diamante rojo) y todos los datos de niveles de lagos similares antes de 85 ka (diamante amarillo).Usando los datos de los 636 ka completos, el "nivel del lago simulado" está entre -0.130-σ y -0.198-σ cerca del valor propio promedio del PCA del nivel del lago.
Para estudiar la relación entre el polen, el nivel del agua del lago y el carbón vegetal, utilizamos un análisis de varianza multivariado no paramétrico (NP-MANOVA) para comparar el "entorno" general (representado por la matriz de datos de polen, el nivel del agua del lago y el carbón) antes y después de la transición de 85 ka.Encontramos que la variación y la covarianza encontradas en esta matriz de datos son diferencias estadísticamente significativas antes y después de 85 ka (Tabla 1).
Nuestros datos paleoambientales terrestres de los fitolitos y suelos en el borde del Lago del Oeste son consistentes con la interpretación basada en el proxy del lago.Estos indican que, a pesar del alto nivel del agua del lago, el paisaje se ha transformado en un paisaje dominado por bosques de dosel abierto y pastizales arbolados, como hoy (25).Todos los lugares analizados en busca de fitolitos en el borde occidental de la cuenca son posteriores a ~45 ka y muestran una gran cantidad de cobertura arbórea que refleja las condiciones húmedas.Sin embargo, creen que la mayor parte del mantillo está en forma de bosque abierto cubierto de bambú y pasto de pánico.De acuerdo con los datos de fitolitos, las palmeras no resistentes al fuego (Arecaceae) existen solo en la orilla del lago y son raras o están ausentes en los sitios arqueológicos del interior (Tabla S8) (30).
En términos generales, las condiciones húmedas pero abiertas del Pleistoceno tardío también pueden inferirse de los paleosuelos terrestres (19).La arcilla de la laguna y el carbonato del suelo del pantano del sitio arqueológico de Mwanganda Village se remontan a 40 a 28 cal ka BP (previamente calibrado Qian'anni) (Tabla S4).Las capas de suelo carbonatado en el lecho de Chitimwe son generalmente capas calcáreas nodulares (Bkm) y arcillosas y carbonatadas (Btk), lo que indica la ubicación de la estabilidad geomorfológica relativa y el asentamiento lento del abanico aluvial de gran alcance Aproximadamente 29 cal ka BP (Suplementario texto).El suelo de laterita endurecido y erosionado (roca lítica) formado sobre los restos de antiguos abanicos indica condiciones de paisaje abierto (31) y fuertes precipitaciones estacionales (32), lo que indica el impacto continuo de estas condiciones en el paisaje.
El apoyo para el papel del fuego en esta transición proviene de los macro registros de carbón vegetal emparejados de los núcleos de perforación, y la entrada de carbón vegetal de la Cuenca Central (MAL05-1B/1C) en general ha aumentado de aproximadamente.175 cartas.Un gran número de picos siguen en el medio aproximadamente.Después de 135 y 175 ka y 85 y 100 ka, el nivel del lago se recuperó, pero la riqueza de bosques y especies no se recuperó (Texto complementario, Figura 2 y Figura S5).La relación entre la entrada de carbón vegetal y la susceptibilidad magnética de los sedimentos del lago también puede mostrar patrones de historia de incendios a largo plazo (33).Utilice los datos de Lyons et al.(34) El lago Malawi continuó erosionando el paisaje quemado después de 85 ka, lo que implica una correlación positiva (Rs de Spearman = 0,2542 y P = 0,0002; Tabla S7), mientras que los sedimentos más antiguos muestran la relación opuesta (Rs = -0,2509 y P < 0,0001).En la cuenca norte, el núcleo MAL05-2A más corto tiene el punto de anclaje de datación más profundo, y la toba Toba más joven tiene ~74 a 75 ka (35).Aunque carece de una perspectiva a más largo plazo, recibe información directamente de la cuenca donde se obtienen los datos arqueológicos.Los registros de carbón vegetal de la cuenca norte muestran que desde la marca de cripto-tefra Toba, la entrada de carbón terrígeno ha aumentado constantemente durante el período en que la evidencia arqueológica es más común (Figura 2B).
La evidencia de incendios provocados por el hombre puede reflejar el uso deliberado a escala de paisaje, poblaciones extendidas que causan más o mayores igniciones en el sitio, alteración de la disponibilidad de combustible al cosechar bosques de sotobosque o una combinación de estas actividades.Los cazadores-recolectores modernos usan el fuego para cambiar activamente las recompensas de búsqueda de alimento (2).Sus actividades aumentan la abundancia de presas, mantienen el mosaico del paisaje y aumentan la diversidad térmica y la heterogeneidad de las etapas de sucesión (13).El fuego también es importante para las actividades in situ, como calefacción, cocina, defensa y socialización (14).Incluso pequeñas diferencias en el despliegue del fuego fuera de los rayos naturales pueden cambiar los patrones de sucesión forestal, la disponibilidad de combustible y la estacionalidad de los incendios.Es muy probable que la reducción de la cubierta arbórea y de los árboles del sotobosque aumente la erosión, y la pérdida de diversidad de especies en esta área está estrechamente relacionada con la pérdida de las comunidades de los bosques de montaña africanos (25).
En el registro arqueológico antes de que comenzara la MSA, el control humano del fuego ha sido bien establecido (15), pero hasta ahora, su uso como herramienta de gestión del paisaje solo se ha registrado en unos pocos contextos paleolíticos.Estos incluyen sobre en Australia.40 ka (36), Tierras Altas de Nueva Guinea.45 ka (37) tratado de paz.50 ka Niah Cave (38) en las tierras bajas de Borneo.En las Américas, cuando los humanos ingresaron por primera vez a estos ecosistemas, especialmente en los últimos 20 ka (16), la ignición artificial se consideraba el factor principal en la reconfiguración de las comunidades de plantas y animales.Estas conclusiones deben basarse en evidencia relevante, pero en el caso de superposición directa de datos arqueológicos, geológicos, geomorfológicos y paleoambientales, el argumento de causalidad se ha fortalecido.Aunque los datos de núcleos marinos de las aguas costeras de África proporcionaron previamente evidencia de cambios de fuego en el pasado alrededor de 400 ka (9), aquí proporcionamos evidencia de la influencia humana de conjuntos de datos arqueológicos, paleoambientales y geomorfológicos relevantes.
La identificación de incendios provocados por el hombre en registros paleoambientales requiere evidencia de actividades de incendios y cambios temporales o espaciales de la vegetación, demostrando que estos cambios no son predichos únicamente por parámetros climáticos, y la superposición temporal/espacial entre cambios en las condiciones del fuego y cambios en las condiciones humanas. registros (29) Aquí, la primera evidencia de ocupación generalizada de MSA y formación de abanicos aluviales en la cuenca del lago Malawi ocurrió aproximadamente al comienzo de una importante reorganización de la vegetación regional.85 cartas.La abundancia de carbón vegetal en el núcleo MAL05-1B/1C refleja la tendencia regional de producción y deposición de carbón vegetal, en aproximadamente 150 ka en comparación con el resto del registro de 636 ka (Figuras S5, S9 y S10).Esta transición muestra la importante contribución del fuego para dar forma a la composición del ecosistema, que no puede explicarse únicamente por el clima.En situaciones de incendios naturales, la ignición por rayos generalmente ocurre al final de la estación seca (39).Sin embargo, si el combustible está lo suficientemente seco, se pueden encender fuegos artificiales en cualquier momento.En la escala de la escena, los humanos pueden cambiar continuamente el fuego recogiendo leña de debajo del bosque.El resultado final de cualquier tipo de incendio provocado por el hombre es que tiene el potencial de provocar un mayor consumo de vegetación leñosa, que dura todo el año y en todas las escalas.
En Sudáfrica, ya en 164 ka (12), el fuego se usaba para el tratamiento térmico de las piedras para fabricar herramientas.Ya en 170 ka (40), el fuego se usaba como herramienta para cocinar tubérculos amiláceos, aprovechando al máximo el fuego en la antigüedad.Recursos prósperos-Escenario propenso (41).Los incendios en el paisaje reducen la cubierta arbórea y son una herramienta importante para mantener los pastizales y los parches de bosque, que son los elementos definitorios de los ecosistemas mediados por el hombre (13).Si el propósito de cambiar la vegetación o el comportamiento de las presas es aumentar la quema provocada por el hombre, entonces este comportamiento representa un aumento en la complejidad del control y despliegue del fuego por parte de los primeros humanos modernos en comparación con los primeros humanos, y muestra que nuestra relación con el fuego ha sufrido un cambio. cambio en la interdependencia (7).Nuestro análisis proporciona una forma adicional de comprender los cambios en el uso del fuego por parte de los humanos en el Pleistoceno tardío y el impacto de estos cambios en su paisaje y entorno.
La expansión de los abanicos aluviales del Cuaternario Tardío en el área de Karonga puede deberse a cambios en el ciclo de combustión estacional en condiciones de precipitaciones superiores a la media, lo que lleva a una mayor erosión de la ladera.El mecanismo de esta ocurrencia puede ser la respuesta a escala de la cuenca impulsada por la perturbación causada por el fuego, la erosión mejorada y sostenida de la parte superior de la cuenca y la expansión de los abanicos aluviales en el entorno de pie de monte cerca del lago Malawi.Estas reacciones pueden incluir el cambio de las propiedades del suelo para reducir la permeabilidad, reducir la rugosidad de la superficie y aumentar la escorrentía debido a la combinación de condiciones de alta precipitación y cubierta arbórea reducida (42).La disponibilidad de sedimentos mejora inicialmente al quitar el material de cobertura y, con el tiempo, la resistencia del suelo puede disminuir debido al calentamiento y la reducción de la resistencia de las raíces.La exfoliación de la capa superior del suelo aumenta el flujo de sedimentos, que es acomodado por la acumulación en forma de abanico aguas abajo y acelera la formación de suelo rojo en forma de abanico.
Muchos factores pueden controlar la respuesta del paisaje a las condiciones cambiantes del fuego, la mayoría de los cuales operan dentro de un corto período de tiempo (42-44).La señal que asociamos aquí es obvia en la escala de tiempo del milenio.Los modelos de análisis y evolución del paisaje muestran que con la perturbación de la vegetación causada por los repetidos incendios forestales, la tasa de denudación ha cambiado significativamente en una escala de tiempo milenaria (45, 46).La falta de registros fósiles regionales que coincidan con los cambios observados en los registros de carbón y vegetación dificulta la reconstrucción de los efectos del comportamiento humano y los cambios ambientales en la composición de las comunidades de herbívoros.Sin embargo, los grandes herbívoros que habitan en paisajes más abiertos desempeñan un papel en su mantenimiento y en la prevención de la invasión de vegetación leñosa (47).No debe esperarse que la evidencia de cambios en diferentes componentes del medio ambiente ocurra simultáneamente, sino que debe verse como una serie de efectos acumulativos que pueden ocurrir durante un largo período de tiempo (11).Usando el método de anomalías climáticas (29), consideramos que la actividad humana es un factor determinante clave en la configuración del paisaje del norte de Malawi durante el Pleistoceno tardío.Sin embargo, estos efectos pueden estar basados ​​en el legado anterior y menos obvio de las interacciones entre humanos y medio ambiente.El pico de carbón que apareció en el registro paleoambiental antes de la fecha arqueológica más antigua puede incluir un componente antropogénico que no causa los mismos cambios en el sistema ecológico que se registraron más tarde, y no involucra depósitos que sean suficientes para indicar con confianza la ocupación humana.
Los núcleos de sedimentos cortos, como los de la cuenca adyacente del lago Masoko en Tanzania, o los núcleos de sedimentos más cortos en el lago Malawi, muestran que la abundancia relativa de polen de los taxones de pastos y bosques ha cambiado, lo que se atribuye a los últimos 45 años.El cambio climático natural de ka (48-50).Sin embargo, solo una observación a más largo plazo del registro de polen del lago Malawi >600 ka, junto con el antiguo paisaje arqueológico junto a él, es posible comprender el clima, la vegetación, el carbón vegetal y las actividades humanas.Aunque es probable que los humanos aparezcan en la parte norte de la cuenca del lago Malawi antes de 85 ka, alrededor de 85 ka, especialmente después de 70 ka, indican que el área es atractiva para la habitación humana después de que terminó el último período de sequía importante.En este momento, el uso nuevo o más intensivo/frecuente del fuego por parte de los humanos se combina obviamente con el cambio climático natural para reconstruir la relación ecológica> 550-ka, y finalmente formó el paisaje artificial preagrícola temprano (Figura 4).A diferencia de períodos anteriores, la naturaleza sedimentaria del paisaje preserva el sitio MSA, que es una función de la relación recursiva entre el medio ambiente (distribución de recursos), el comportamiento humano (patrones de actividad) y la activación del abanico (deposición/entierro del sitio).
(A) Acerca de.400 ka: No se pueden detectar seres humanos.Las condiciones de humedad son similares a las de hoy y el nivel del lago es alto.Cobertura arbórea diversa, no resistente al fuego.(B) Alrededor de 100 ka: No hay registro arqueológico, pero la presencia de humanos puede detectarse a través de la entrada de carbón.Condiciones extremadamente secas ocurren en cuencas hidrográficas secas.El lecho rocoso generalmente está expuesto y los sedimentos superficiales son limitados.(C) Alrededor de 85 a 60 ka: El nivel del agua del lago aumenta con el aumento de la precipitación.La existencia de seres humanos se puede descubrir a través de la arqueología después de 92 ka, y después de 70 ka, seguirá la quema de tierras altas y la expansión de abanicos aluviales.Ha surgido un sistema de vegetación menos diverso y resistente al fuego.(D) Alrededor de 40 a 20 ka: Ha aumentado la entrada de carbón ambiental en la cuenca norte.La formación de abanicos aluviales continuó, pero comenzó a debilitarse al final de este período.En comparación con el récord anterior de 636 ka, el nivel del lago se mantiene alto y estable.
El Antropoceno representa la acumulación de comportamientos de construcción de nichos desarrollados durante miles de años, y su escala es exclusiva del Homo sapiens moderno (1, 51).En el contexto moderno, con la introducción de la agricultura, los paisajes hechos por el hombre continúan existiendo y se intensifican, pero son extensiones de patrones establecidos durante el Pleistoceno, más que desconexiones (52).Los datos del norte de Malawi muestran que el período de transición ecológica puede ser prolongado, complicado y repetitivo.Esta escala de transformación refleja el complejo conocimiento ecológico de los primeros humanos modernos e ilustra su transformación en nuestra especie global dominante en la actualidad.
De acuerdo con el protocolo descrito por Thompson et al., investigación en el sitio y registro de artefactos y características de los adoquines en el área de estudio.(53).La colocación del pozo de prueba y la excavación del sitio principal, incluido el muestreo de micromorfología y fitolitos, siguió el protocolo descrito por Thompson et al.(18) y Wright et al.(19).Nuestro mapa del sistema de información geográfica (SIG) basado en el mapa del estudio geológico de Malawi de la región muestra una clara correlación entre los lechos de Chitimwe y los sitios arqueológicos (Figura S1).El intervalo entre los pozos de prueba geológicos y arqueológicos en el área de Karonga es para capturar la muestra representativa más amplia (Figura S2).La geomorfología, la edad geológica y los estudios arqueológicos de Karonga involucran cuatro métodos principales de estudio de campo: estudios de peatones, pozos de prueba arqueológicos, pozos de prueba geológica y excavaciones detalladas del sitio.Juntas, estas técnicas permiten el muestreo de la exposición principal del lecho de Chitimwe en el norte, centro y sur de Karonga (Figura S3).
La investigación en el sitio y el registro de artefactos y características de adoquines en el área de inspección peatonal siguieron el protocolo descrito por Thompson et al.(53).Este enfoque tiene dos objetivos principales.El primero es identificar los lugares donde las reliquias culturales han sido erosionadas y luego colocar pozos de prueba arqueológicos cuesta arriba en estos lugares para restaurar las reliquias culturales in situ del entorno enterrado.El segundo objetivo es registrar formalmente la distribución de artefactos, sus características y su relación con la fuente de materiales pétreos cercanos (53).En este trabajo, un equipo de tres personas caminó a una distancia de 2 a 3 metros por un total de 147,5 kilómetros lineales, atravesando la mayoría de los lechos de Chitimwe dibujados (Tabla S6).
El trabajo se centró primero en Chitimwe Beds para maximizar las muestras de artefactos observados y, en segundo lugar, se centró en largas secciones lineales desde la orilla del lago hasta las tierras altas que atraviesan diferentes unidades sedimentarias.Esto confirma una observación clave de que los artefactos ubicados entre las tierras altas occidentales y la orilla del lago solo están relacionados con el lecho de Chitimwe o con sedimentos más recientes del Pleistoceno tardío y el Holoceno.Los artefactos encontrados en otros depósitos están fuera del sitio, reubicados desde otros lugares del paisaje, como puede verse por su abundancia, tamaño y grado de meteorización.
El pozo de prueba arqueológico en el lugar y la excavación del sitio principal, incluido el muestreo de micromorfología y fitolitos, siguieron el protocolo descrito por Thompson et al.(18, 54) y Wright et al.(19, 55).El objetivo principal es comprender la distribución subterránea de artefactos y sedimentos en forma de abanico en el paisaje más amplio.Los artefactos suelen estar enterrados profundamente en todos los lugares de los lechos de Chitimwe, excepto en los bordes, donde la erosión ha comenzado a eliminar la parte superior del sedimento.Durante la investigación informal, dos personas pasaron junto a Chitimwe Beds, que se mostraban como elementos del mapa geológico del gobierno de Malawi.Cuando estas personas encontraron los hombros del sedimento del lecho de Chitimwe, comenzaron a caminar por el borde, donde pudieron observar los artefactos erosionados del sedimento.Al inclinar las excavaciones ligeramente hacia arriba (3 a 8 m) de los artefactos que se erosionan activamente, la excavación puede revelar su posición in situ en relación con el sedimento que los contiene, sin necesidad de una excavación lateral extensa.Los pozos de prueba se colocan de manera que estén a una distancia de 200 a 300 metros del siguiente pozo más cercano, capturando así los cambios en el sedimento del lecho de Chitimwe y los artefactos que contiene.En algunos casos, el pozo de prueba reveló un sitio que luego se convirtió en un sitio de excavación a gran escala.
Todos los pozos de prueba comienzan con un cuadrado de 1 × 2 m, miran de norte a sur y se excavan en unidades arbitrarias de 20 cm, a menos que el color, la textura o el contenido del sedimento cambie significativamente.Registre la sedimentología y las propiedades del suelo de todos los sedimentos excavados, que pasan uniformemente a través de un tamiz seco de 5 mm.Si la profundidad de depósito continúa excediendo 0,8 a 1 m, deje de excavar en uno de los dos metros cuadrados y continúe excavando en el otro, formando así un "escalón" para que pueda ingresar a capas más profundas de manera segura.Luego continúe excavando hasta llegar al lecho rocoso, al menos 40 cm de sedimentos arqueológicamente estériles están por debajo de la concentración de artefactos, o la excavación se vuelve demasiado insegura (profunda) para continuar.En algunos casos, la profundidad de deposición necesita extender el pozo de prueba a un tercer metro cuadrado y entrar a la zanja en dos pasos.
Los pozos de prueba geológica han demostrado previamente que los lechos de Chitimwe a menudo aparecen en los mapas geológicos debido a su color rojo distintivo.Cuando incluyen extensos arroyos y sedimentos de ríos, y sedimentos de abanicos aluviales, no siempre aparecen en rojo (19).Geología El pozo de prueba fue excavado como un pozo simple diseñado para remover los sedimentos superiores mezclados para revelar los estratos subterráneos de los sedimentos.Esto es necesario porque el lecho de Chitimwe está erosionado en una ladera parabólica y hay sedimentos derrumbados en la ladera, que por lo general no forman cortes ni partes naturales claras.Por lo tanto, estas excavaciones se llevaron a cabo en la parte superior del lecho de Chitimwe, presumiblemente hubo contacto subterráneo entre el lecho de Chitimwe y el lecho de Chiwondo del Plioceno debajo, o se llevaron a cabo donde era necesario fechar los sedimentos de la terraza del río (55).
Las excavaciones arqueológicas a gran escala se llevan a cabo en lugares que prometen una gran cantidad de ensamblajes de herramientas de piedra in situ, generalmente en pozos de prueba o lugares donde se puede ver una gran cantidad de reliquias culturales erosionadas por la pendiente.Las principales reliquias culturales excavadas se recuperaron de unidades sedimentarias excavadas por separado en un cuadrado de 1 × 1 m.Si la densidad de artefactos es alta, la unidad de excavación es un pico de 10 o 5 cm.Todos los productos de piedra, huesos fósiles y ocre fueron extraídos durante cada excavación principal y no hay límite de tamaño.El tamaño de la pantalla es de 5 mm.Si se descubren reliquias culturales durante el proceso de excavación, se les asignará un número de descubrimiento de dibujo de código de barras único, y los números de descubrimiento en la misma serie se asignarán a los descubrimientos filtrados.Las reliquias culturales se marcan con tinta permanente, se colocan en bolsas con etiquetas de muestras y se embolsan junto con otras reliquias culturales del mismo origen.Después del análisis, todas las reliquias culturales se almacenan en el Centro Cultural y de Museos de Karonga.
Todas las excavaciones se realizan según estratos naturales.Estos se subdividen en escupitajos, y el grosor del escupitajo depende de la densidad del artefacto (por ejemplo, si la densidad del artefacto es baja, el grosor del escupitajo será alto).Los datos de fondo (por ejemplo, propiedades de sedimentos, relaciones de fondo y observaciones de interferencia y densidad de artefactos) se registran en la base de datos de Access.Todos los datos de coordenadas (por ejemplo, hallazgos dibujados en segmentos, elevación de contexto, esquinas cuadradas y muestras) se basan en coordenadas universales transversales de Mercator (UTM) (WGS 1984, Zona 36S).En el sitio principal, todos los puntos se registran utilizando una estación total Nikon Nivo C serie 5″, que se construye en una cuadrícula local lo más cerca posible al norte de UTM.La ubicación de la esquina noroeste de cada sitio de excavación y la ubicación de cada sitio de excavación. La cantidad de sedimento se proporciona en la Tabla S5.
La sección de sedimentología y características de la ciencia del suelo de todas las unidades excavadas se registró usando el Programa de Clase de Partes Agrícolas de los Estados Unidos (56).Las unidades sedimentarias se especifican en función del tamaño del grano, la angularidad y las características del lecho.Tenga en cuenta las inclusiones anormales y las perturbaciones asociadas con la unidad de sedimento.El desarrollo del suelo está determinado por la acumulación de sesquióxido o carbonato en el suelo subterráneo.La meteorización subterránea (por ejemplo, redox, formación de nódulos de manganeso residual) también se registra con frecuencia.
El punto de recolección de muestras de OSL se determina sobre la base de estimar qué facies pueden producir la estimación más confiable de la edad de enterramiento de sedimentos.En el lugar de muestreo, se cavaron trincheras para exponer la capa sedimentaria autigénica.Recoja todas las muestras utilizadas para la datación por OSL insertando un tubo de acero opaco (de unos 4 cm de diámetro y unos 25 cm de longitud) en el perfil del sedimento.
La datación OSL mide el tamaño del grupo de electrones atrapados en cristales (como el cuarzo o el feldespato) debido a la exposición a la radiación ionizante.La mayor parte de esta radiación proviene de la descomposición de isótopos radiactivos en el medio ambiente, y una pequeña cantidad de componentes adicionales en latitudes tropicales aparecen en forma de radiación cósmica.Los electrones capturados se liberan cuando el cristal se expone a la luz, lo que ocurre durante el transporte (evento de puesta a cero) o en el laboratorio, donde la iluminación se produce en un sensor que puede detectar fotones (por ejemplo, un tubo fotomultiplicador o una cámara con una carga). dispositivo de acoplamiento) La parte inferior emite cuando el electrón vuelve al estado fundamental.Las partículas de cuarzo con un tamaño entre 150 y 250 μm se separan mediante tamizado, tratamiento con ácido y separación por densidad, y se utilizan como pequeñas alícuotas (<100 partículas) montadas en la superficie de una placa de aluminio o perforadas en un pocillo de 300 x 300 mm. las partículas se analizan en una bandeja de aluminio.La dosis enterrada generalmente se estima utilizando un método de regeneración de una sola alícuota (57).Además de evaluar la dosis de radiación recibida por los granos, la datación por OSL también requiere estimar la tasa de dosis midiendo la concentración de radionucleidos en el sedimento de la muestra recolectada usando espectroscopía gamma o análisis de activación de neutrones, y determinando la muestra de referencia de dosis cósmica Ubicación y profundidad de entierro.La determinación de la edad final se logra dividiendo la dosis de entierro por la tasa de dosis.Sin embargo, cuando hay un cambio en la dosis medida por un solo grano o grupo de granos, se necesita un modelo estadístico para determinar la dosis enterrada adecuada que se utilizará.La dosis enterrada se calcula aquí utilizando el modelo de la era central, en el caso de la datación por alícuotas individuales, o en el caso de la datación por partículas individuales, utilizando un modelo de mezcla finita (58).
Tres laboratorios independientes realizaron análisis OSL para este estudio.Los métodos individuales detallados para cada laboratorio se muestran a continuación.En general, usamos el método de dosis regenerativa para aplicar la datación por OSL a alícuotas pequeñas (decenas de granos) en lugar de usar el análisis de un solo grano.Esto se debe a que durante el experimento de crecimiento regenerativo, la tasa de recuperación de una muestra pequeña es baja (<2 %) y la señal OSL no se satura al nivel de la señal natural.La consistencia entre laboratorios de la determinación de la edad, la consistencia de los resultados dentro y entre los perfiles estratigráficos probados y la consistencia con la interpretación geomorfológica de la edad 14C de las rocas carbonatadas son la base principal de esta evaluación.Cada laboratorio evaluó o implementó un acuerdo de grano único, pero determinó de forma independiente que no era adecuado para su uso en este estudio.Los métodos detallados y los protocolos de análisis seguidos por cada laboratorio se proporcionan en los materiales y métodos complementarios.
Los artefactos de piedra recuperados de excavaciones controladas (BRU-I; CHA-I, CHA-II y CHA-III; MGD-I, MGD-II y MGD-III; y SS-I) se basan en el sistema métrico y la calidad características.Mida el peso y el tamaño máximo de cada pieza de trabajo (el uso de una balanza digital para medir el peso es de 0,1 g; el uso de un pie de rey digital Mitutoyo para medir todas las dimensiones es de 0,01 mm).Todas las reliquias culturales también se clasifican según las materias primas (cuarzo, cuarcita, pedernal, etc.), el tamaño del grano (fino, medio, grueso), la uniformidad del tamaño del grano, el color, el tipo y la cobertura de la corteza, la intemperie/redondeo de los bordes y el grado técnico. (completos o fragmentados) Núcleos o lascas, lascas/esquinas, martillazos, granadas y otros).
El núcleo se mide a lo largo de su longitud máxima;ancho máximo;el ancho es 15%, 50% y 85% del largo;espesor máximo;el espesor es del 15%, 50% y 85% de la longitud.También se realizaron mediciones para evaluar las propiedades de volumen del núcleo de tejidos hemisféricos (radial y Levallois).Tanto los núcleos intactos como los rotos se clasifican según el método de reinicio (plataforma única o multiplataforma, radial, Levallois, etc.), y las cicatrices escamosas se cuentan en ≥15 mm y ≥20% de la longitud del núcleo.Los núcleos con 5 o menos cicatrices de 15 mm se clasifican como "aleatorios".Se registra la cobertura cortical de toda la superficie del núcleo y la cobertura cortical relativa de cada lado se registra en el núcleo del tejido hemisférico.
La hoja se mide a lo largo de su longitud máxima;ancho máximo;el ancho es 15%, 50% y 85% del largo;espesor máximo;el espesor es del 15%, 50% y 85% de la longitud.Describa los fragmentos según las partes restantes (proximal, media, distal, dividida a la derecha y dividida a la izquierda).El alargamiento se calcula dividiendo la longitud máxima por el ancho máximo.Mida el ancho de la plataforma, el grosor y el ángulo exterior de la plataforma del corte intacto y los fragmentos del corte proximal, y clasifique las plataformas según el grado de preparación.Registre la cobertura cortical y la ubicación en todos los cortes y fragmentos.Los bordes distales se clasifican según el tipo de terminación (pluma, charnela y horquilla superior).En el corte completo, registre el número y la dirección de la cicatriz en el corte anterior.Cuando se encuentre, registre la ubicación de la modificación y la invasividad de acuerdo con el protocolo establecido por Clarkson (59).Se iniciaron planes de renovación para la mayoría de las combinaciones de excavación para evaluar los métodos de restauración y la integridad de la deposición del sitio.
Los artefactos de piedra recuperados de los pozos de prueba (CS-TP1-21, SS-TP1-16 y NGA-TP1-8) se describen de acuerdo con un esquema más simple que la excavación controlada.Para cada artefacto, se registraron las siguientes características: materia prima, tamaño de partícula, cobertura de la corteza, grado de tamaño, meteorización/daño en los bordes, componentes técnicos y preservación de fragmentos.Se registran notas descriptivas de las características de diagnóstico de las escamas y los núcleos.
Se cortaron bloques completos de sedimento de secciones expuestas en excavaciones y trincheras geológicas.Estas piedras se fijaron en el sitio con vendas de yeso o papel higiénico y cinta de embalaje, y luego se transportaron al Laboratorio de Arqueología Geológica de la Universidad de Tubingen en Alemania.Allí, la muestra se seca a 40°C durante al menos 24 horas.Luego se curan al vacío, utilizando una mezcla de resina de poliéster sin promover y estireno en una proporción de 7:3.Se utiliza peróxido de metiletilcetona como catalizador, mezcla resina-estireno (3 a 5 ml/l).Una vez que la mezcla de resina haya gelificado, calentar la muestra a 40 °C durante al menos 24 horas para que la mezcla se endurezca por completo.Utilice una sierra para azulejos para cortar la muestra endurecida en piezas de 6 × 9 cm, péguelas en un portaobjetos de vidrio y tritúrelas hasta obtener un espesor de 30 μm.Los cortes resultantes se escanearon con un escáner de superficie plana y se analizaron con luz polarizada plana, luz polarizada cruzada, luz incidente oblicua y fluorescencia azul a simple vista y aumento (× 50 a × 200).La terminología y descripción de las secciones delgadas siguen las pautas publicadas por Stoops (60) y Courty et al.(61).Los nódulos de carbonato formadores de suelo recolectados desde una profundidad de> 80 cm se cortan por la mitad para que la mitad se pueda impregnar y realizar en rodajas finas (4,5 × 2,6 cm) utilizando un microscopio estereoscópico estándar y un microscopio petrográfico y un microscopio de investigación de catodoluminiscencia (CL) .El control de los tipos de carbonato es muy cauteloso, porque la formación de carbonato formador de suelo está relacionada con la superficie estable, mientras que la formación de carbonato de agua subterránea es independiente de la superficie o del suelo.
Se extrajeron muestras de la superficie cortada de los nódulos de carbonato que forman el suelo y se dividieron por la mitad para varios análisis.FS utilizó los microscopios estéreo y petrográficos estándar del Grupo de Trabajo de Geoarqueología y el microscopio CL del Grupo de Trabajo de Mineralogía Experimental para estudiar las láminas delgadas, ambos ubicados en Tübingen, Alemania.Las submuestras de datación por radiocarbono se perforaron con taladros de precisión de un área designada de aproximadamente 100 años de antigüedad.La otra mitad de los nódulos tiene un diámetro de 3 mm para evitar zonas de recristalización tardía, ricas inclusiones minerales o grandes cambios en el tamaño de los cristales de calcita.No se puede seguir el mismo protocolo para las muestras MEM-5038, MEM-5035 y MEM-5055 A.Estas muestras se seleccionan de muestras de sedimentos sueltos y son demasiado pequeñas para cortarlas por la mitad para un corte fino.Sin embargo, se realizaron estudios de sección delgada en las correspondientes muestras micromorfológicas de sedimentos adyacentes (incluidos los nódulos de carbonato).
Enviamos muestras de datación 14C al Centro de Investigación de Isótopos Aplicados (CAIS) de la Universidad de Georgia, Atenas, EE. UU.La muestra de carbonato reacciona con ácido fosfórico al 100 % en un recipiente de reacción al vacío para formar CO2.Purificación a baja temperatura de muestras de CO2 de otros productos de reacción y conversión catalítica a grafito.La relación de grafito 14C/13C se midió utilizando un espectrómetro de masas con acelerador de 0,5 MeV.Compare la proporción de la muestra con la proporción medida con el estándar de ácido oxálico I (NBS SRM 4990).El mármol de Carrara (IAEA C1) se usa como fondo y el travertino (IAEA C2) se usa como estándar secundario.El resultado se expresa como un porcentaje de carbono moderno, y la fecha no calibrada citada se da en años de radiocarbono (años BP) antes de 1950, utilizando una vida media de 14C de 5568 años.El error se cita como 1-σ y refleja el error estadístico y experimental.Basado en el valor de δ13C medido por espectrometría de masas de relación isotópica, C. Wissing del Laboratorio de Biogeología en Tubinga, Alemania, informó la fecha del fraccionamiento de isótopos, excepto UGAMS-35944r medido en CAIS.La muestra 6887B se analizó por duplicado.Para ello, perfore una segunda submuestra del nódulo (UGAMS-35944r) del área de muestreo indicada en la superficie de corte.Se utilizó la curva de calibración INTCAL20 (Tabla S4) (62) aplicada en el hemisferio sur para corregir el fraccionamiento atmosférico de todas las muestras a 14C a 2-σ.