L-Homo sapiens moderni pparteċipaw f'numru kbir ta 'trasformazzjonijiet tal-ekosistema, iżda huwa diffiċli li tiskopri l-oriġini jew il-konsegwenzi bikrija ta' dawn l-imgieba.L-arkeoloġija, il-ġeokronoloġija, il-ġeomorfoloġija, u d-dejta paleoambjentali mit-Tramuntana tal-Malawi jiddokumentaw ir-relazzjoni li qed tinbidel bejn il-preżenza ta 'forgers, organizzazzjoni tal-ekosistema, u formazzjoni ta' fann alluvjali fil-Pleistocene tard.Wara madwar is-seklu 20, ġiet iffurmata sistema densa ta 'artifacts Mesolithic u fannijiet alluvjali.92,000 sena ilu, fl-ambjent paleo-ekoloġiku, ma kien hemm l-ebda analogu fir-rekord preċedenti ta '500,000 sena.Id-dejta arkeoloġika u l-analiżi tal-koordinati prinċipali juru li n-nirien bikrija magħmula mill-bniedem llaxkaw ir-restrizzjonijiet staġjonali fuq it-tqabbid, u affettwaw il-kompożizzjoni tal-veġetazzjoni u l-erożjoni.Dan, flimkien ma 'bidliet ta' preċipitazzjoni mmexxija mill-klima, eventwalment wasslu għal transizzjoni ekoloġika għall-pajsaġġ artifiċjali pre-agrikolu bikri.
Il-bnedmin moderni huma promoturi qawwija tat-trasformazzjoni tal-ekosistema.Għal eluf ta 'snin, bidlu l-ambjent b'mod estensiv u intenzjonat, u qanqal dibattitu dwar meta u kif ħarġet l-ewwel ekosistema ddominata mill-bniedem (1).Aktar u aktar evidenza arkeoloġika u etnografika turi li hemm numru kbir ta 'interazzjonijiet rikursivi bejn il-forgers u l-ambjent tagħhom, li jindika li dawn l-imgieba huma l-bażi tal-evoluzzjoni tal-ispeċi tagħna (2-4).Data fossili u ġenetika tindika li l-Homo sapiens kien jeżisti fl-Afrika madwar 315,000 sena ilu (ka).Id-dejta arkeoloġika turi li l-kumplessità tal-imġieba li jseħħu madwar il-kontinent żdiedet b'mod sinifikanti fl-imgħoddi madwar 300 sa 200 ka span.It-tmiem tal-Pleistocene (Chibanian) (5).Sa mill-emerġenza tagħna bħala speċi, il-bnedmin bdew jiddependu fuq l-innovazzjoni teknoloġika, arranġamenti staġjonali, u kooperazzjoni soċjali kumplessa biex jirnexxu.Dawn l-attributi jippermettulna nieħdu vantaġġ minn ambjenti u riżorsi li qabel kienu diżabitati jew estremi, għalhekk illum il-bnedmin huma l-unika speċi ta 'annimali panglobali (6).In-nar kellu rwol ewlieni f'din it-trasformazzjoni (7).
Mudelli bijoloġiċi jindikaw li l-adattabilità għall-ikel imsajjar tista 'tiġi rintraċċata lura għal mill-inqas 2 miljun sena ilu, iżda ma kienx sa tmiem il-Pleistocene Nofsani li dehret evidenza arkeoloġika konvenzjonali ta' kontroll tan-nar (8).Il-qalba tal-oċean b'rekords tat-trab minn żona kbira tal-kontinent Afrikan turi li fl-aħħar miljuni ta 'snin, il-quċċata tal-karbonju elementali deher wara madwar 400 ka, prinċipalment matul it-tranżizzjoni minn perjodu interglaċjali għal glaċjali, iżda seħħet ukoll Matul l-Oloċenu (9).Dan juri li qabel madwar 400 ka, in-nirien fl-Afrika sub-Saħarjana ma kinux komuni, u l-kontribuzzjonijiet tal-bniedem kienu sinifikanti fl-Oloċen (9).In-nar huwa għodda użata mir-rgħajja matul l-Oloċen biex jikkultivaw u jżommu l-mergħat (10).Madankollu, is-sejbien tal-isfond u l-impatt ekoloġiku tal-użu tan-nar minn kaċċaturi li jiġbru fil-Pleistocene bikrija huwa aktar ikkumplikat (11).
In-nar jissejjaħ għodda ta 'inġinerija għall-manipulazzjoni tar-riżorsi kemm fl-etnografija kif ukoll fl-arkeoloġija, inkluż it-titjib tal-qligħ tal-għajxien jew il-modifika tal-materja prima.Dawn l-attivitajiet huma ġeneralment relatati mal-ippjanar pubbliku u jeħtieġu ħafna għarfien ekoloġiku (2, 12, 13).Nirien fuq skala tal-pajsaġġ jippermettu lill-kaċċaturi li jiġbru l-priża, jikkontrollaw il-pesti, u jżidu l-produttività tal-ħabitat (2).In-nar fuq il-post jippromwovi t-tisjir, it-tisħin, id-difiża tal-predaturi, u l-koeżjoni soċjali (14).Madankollu, il-punt sa fejn in-nirien tal-kaċċaturi li jiġbru jistgħu jikkonfiguraw mill-ġdid il-komponenti tal-pajsaġġ, bħall-istruttura tal-komunità ekoloġika u t-topografija, huwa ambigwu ħafna (15, 16).
Mingħajr data arkeoloġika u ġeomorfoloġika skaduta u rekords ambjentali kontinwi minn postijiet multipli, il-fehim tal-iżvilupp ta 'bidliet ekoloġiċi kkaġunati mill-bniedem huwa problematiku.Reġistri ta 'depożiti tal-lagi fit-tul mill-Wied tal-Kbir Rift fl-Afrika t'Isfel, flimkien ma' rekords arkeoloġiċi antiki fiż-żona, jagħmluha post biex tinvestiga l-impatti ekoloġiċi kkawżati mill-Pleistocene.Hawnhekk, nirrapportaw dwar l-arkeoloġija u l-ġeomorfoloġija ta 'pajsaġġ estensiv ta' l-Età tal-Ġebel fin-nofsinhar-ċentru tal-Afrika.Imbagħad, għaqqnieha ma 'dejta paleoambjentali li tifrex> 600 ka biex niddeterminaw l-aktar evidenza ta' akkoppjar bikrija tal-imġieba tal-bniedem u t-trasformazzjoni tal-ekosistema fil-kuntest ta 'nirien magħmula mill-bniedem.
Aħna pprovdejna limitu ta 'età mhux irrappurtat qabel għas-sodda Chitimwe fid-Distrett ta' Karonga, li jinsab fit-tarf tat-tramuntana tal-parti tat-tramuntana tal-Malawi fil-Wied tar-Rift tan-Nofsinhar tal-Afrika (Figura 1) (17).Dawn is-sodod huma komposti minn fannijiet alluvjali tal-ħamrija ħamra u sedimenti tax-xmara, li jkopru madwar 83 kilometru kwadru, li fihom miljuni ta 'prodotti tal-ġebel, iżda l-ebda fdalijiet organiċi ppreservati, bħal għadam (Test Supplimentari) (18).Id-dejta tagħna tad-dawl eċitat ottikament (OSL) mir-rekord tad-Dinja (Figura 2 u Tabelli S1 sa S3) emenda l-età tas-sodda Chitimwe għall-Pleistocene tard, u l-eqdem età tal-attivazzjoni tal-fann alluvjali u d-dfin tal-età tal-ġebel hija madwar 92 ka ( 18, 19).Is-saff tal-alluvjali u tax-xmara Chitimwe jkopri l-lagi u x-xmajjar tas-saff ta 'Chiwondo tal-Pliocene-Pleistocene minn nuqqas ta' konformità b'angolu baxx (17).Dawn id-depożiti jinsabu fil-feles tal-ħsara tul it-tarf tal-lag.Il-konfigurazzjoni tagħhom tindika l-interazzjoni bejn il-varjazzjonijiet fil-livell tal-lagi u l-ħsarat attivi li jestendu fil-Pliocene (17).Għalkemm l-azzjoni tettonika setgħet affettwat it-topografija reġjonali u l-inklinazzjoni tal-piemont għal żmien twil, l-attività tal-ħsara f'din iż-żona setgħet naqset mill-Pleistocene Nofsani (20).Wara ~ 800 ka u sa ftit wara 100 ka, l-idroloġija tal-Lag Malawi hija prinċipalment immexxija mill-klima (21).Għalhekk, l-ebda waħda minn dawn hija l-unika spjegazzjoni għall-formazzjoni ta 'fannijiet alluvjali fil-Pleistocene Tard (22).
(A) Il-post tal-istazzjon Afrikan relattiv għall-preċipitazzjoni moderna (asterisk);il-blu huwa aktar imxarrab u l-aħmar huwa aktar niexef (73);il-kaxxa fuq ix-xellug turi l-Lag Malawi u ż-żoni tal-madwar MAL05-2A u MAL05-1B Il-post tal-qalba /1C (tikka vjola), fejn iż-żona Karonga hija enfasizzata bħala kontorn aħdar, u l-post tas-sodda Luchamange huwa enfasizzat bħala kaxxa bajda.(B) Il-parti tat-tramuntana tal-baċin tal-Malawi, li turi t-topografija hillshade relattiva għall-qalba MAL05-2A, is-sodda Chitimwe li fadal (garża kannella) u l-post ta 'tħaffir tal-Proġett Mesolitiku Bikri tal-Malawi (MEMSAP) (tikka isfar) );CHA, Chaminade;MGD, ir-raħal ta’ Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara South;VIN, stampa tal-librerija letterarja;WW, Beluga.
Età taċ-ċentru OSL (linja ħamra) u firxa ta 'żball ta' 1-σ (25% griż), l-etajiet kollha OSL relatati mal-okkorrenza ta 'artifacts in situ f'Karonga.Età relattiva għall-aħħar 125 ka data turi (A) stimi tad-densità tal-qalba tal-etajiet kollha tal-OSL minn sedimenti tal-fann alluvjali, li jindikaw akkumulazzjoni sedimentarja/alluvjali tal-fann (cyan), u rikostruzzjoni tal-livell tal-ilma tal-lag ibbażata fuq valuri karatteristiċi tal-analiżi tal-komponenti prinċipali (PCA) Akwatiku fossili u minerali awtiġeniċi (21) (blu) mill-qalba MAL05-1B/1C.(B) Mill-qalba MAL05-1B/1C (iswed, valur qrib 7000 b'asterisk) u l-qalba MAL05-2A (griż), l-għadd ta 'karbonju makromolekulari għal kull gramma normalizzat bir-rata ta' sedimentazzjoni.(C) Indiċi tar-rikkezza tal-ispeċi Margalef (Dmg) minn polline fossili tal-qalba MAL05-1B/1C.(D) Perċentwal ta 'polline fossili minn Compositae, woodland miombo u Olea europaea, u (E) Perċentwal ta' polline fossili minn Poaceae u Podocarpus.Id-dejta kollha tal-polline hija mill-qalba MAL05-1B/1C.In-numri ta' fuq jirreferu għall-kampjuni tal-OSL individwali dettaljati fit-Tabelli S1 sa S3.Id-differenza fid-disponibbiltà tad-dejta u r-riżoluzzjoni hija dovuta għal intervalli ta 'kampjunar differenti u disponibbiltà tal-materjal fil-qalba.Figura S9 turi żewġ rekords makro tal-karbonju kkonvertiti għal z-scores.
(Chitimwe) L-istabbiltà tal-pajsaġġ wara l-formazzjoni tal-fann hija indikata mill-formazzjoni ta 'ħamrija ħamra u karbonati li jiffurmaw il-ħamrija, li jkopru s-sedimenti f'forma ta' fann taż-żona kollha tal-istudju (Test Supplimentari u Tabella S4).Il-formazzjoni ta 'fannijiet alluvjali tal-Pleistocene tard fil-Baċir tal-Lag Malawi mhijiex limitata għaż-żona ta' Karonga.Madwar 320 kilometru fix-Xlokk tal-Możambik, il-profil tal-fond tan-nuklidi kożmoġeniċi terrestri ta '26Al u 10Be jillimita l-formazzjoni tas-sodda Luchamange ta' ħamrija ħamra alluvjali għal 119 sa 27 ka (23).Din ir-restrizzjoni estensiva tal-età hija konsistenti mal-kronoloġija tal-OSL tagħna għall-parti tal-punent tal-Baċir tal-Lag Malawi u tindika l-espansjoni tal-fannijiet alluvjali reġjonali fil-Pleistocene tard.Dan huwa appoġġjat minn dejta mir-rekord tal-qalba tal-lag, li tindika li r-rata ta 'sedimentazzjoni ogħla hija akkumpanjata minn madwar 240 ka, li għandha valur partikolarment għoli f'ca.130 u 85 ka (test supplimentari) (21).
L-ewwel evidenza ta' stabbiliment uman f'din iż-żona hija relatata mas-sedimenti ta' Chitimwe identifikati f'~92 ± 7 ka.Dan ir-riżultat huwa bbażat fuq 605 m3 ta’ sedimenti skavati minn skavi arkeoloġiċi ta’ kontroll spazjali ta’ 14-il ċentimetru u 147 m3 ta’ sedimenti minn 46 fossa ta’ prova arkeoloġika, ikkontrollati vertikalment sa 20 ċm u kkontrollati orizzontalment sa 2 metri (Test Supplimentari u Figuri S1 sa S3) Barra minn hekk, stħarrejna wkoll 147.5 kilometri, irranġajna 40 fossa ġeoloġika tat-test, u analizzajna aktar minn 38,000 relikwa kulturali minn 60 minnhom (Tabelli S5 u S6) (18).Dawn l-investigazzjonijiet estensivi u l-iskavi jindikaw li għalkemm bnedmin antiki inklużi bnedmin moderni bikrija setgħu għexu fiż-żona madwar 92 ka ilu, l-akkumulazzjoni ta 'sedimenti assoċjati maż-żieda u mbagħad l-istabbilizzazzjoni tal-Lag Malawi ma ppreservatx evidenza arkeoloġika sakemm Form the Chitimwe bed.
Id-dejta arkeoloġika tappoġġja l-inferenza li fl-aħħar tal-Kwaternarju, l-espansjoni f'forma ta 'fann u l-attivitajiet umani fit-Tramuntana tal-Malawi kienu jeżistu f'numru kbir, u r-relikwi kulturali kienu jappartjenu għat-tipi ta' partijiet oħra tal-Afrika relatati mal-bnedmin moderni bikrija.Il-biċċa l-kbira tal-artifacts huma magħmula minn ċagħaq tax-xmara tal-kwarz jew tal-kwarz, bi tnaqqis radjali, Levallois, pjattaforma u każwali tal-qalba (Figura S4).Artifacts dijanjostiċi morfoloġiċi huma prinċipalment attribwiti għat-teknika tat-tip Levallois speċifika għall-Età Mesolitika (MSA), li s'issa kienet mill-inqas madwar 315 ka fl-Afrika (24).Is-sodda ta’ fuq ta’ Chitimwe damet sa l-Oloċenu bikri, li fiha avvenimenti tal-Età tal-Ġebel Tard imqassma ftit, u nstab li kienet relatata mal-kaċċaturi-ġbir tal-Pleistoċen tard u l-Oloċen madwar l-Afrika.B'kuntrast, it-tradizzjonijiet tal-għodda tal-ġebel (bħal għodod tal-qtugħ kbar) normalment assoċjati mal-Pleistocene Nofsani Bikrija huma rari.Fejn dawn seħħew, instabu f'sedimenti li fihom MSA fl-aħħar tal-Pleistocene, mhux fl-istadji bikrija tad-depożizzjoni (Tabella S4) (18).Għalkemm is-sit kien jeżisti f'~ 92 ka, l-aktar perjodu rappreżentattiv ta 'attività umana u depożizzjoni tal-fann alluvjali seħħew wara ~ 70 ka, definit tajjeb minn sett ta' etajiet OSL (Figura 2).Aħna kkonfermajna dan il-mudell b'25 etajiet OSL ippubblikati u 50 li qabel ma kinux ippubblikati (Figura 2 u Tabelli S1 sa S3).Dawn jindikaw li minn total ta' 75 determinazzjoni tal-età, 70 ġew irkuprati minn sedimenti wara madwar 70 ka.Il-Figura 2 turi l-40 età assoċjati ma 'artifacts MSA in-situ, relattiva għall-indikaturi paleoambjentali ewlenin ippubblikati miċ-ċentru tal-baċin ċentrali MAL05-1B/1C (25) u ċ-ċentru tal-baċin tat-tramuntana tal-lag MAL05-2A mhux ippubblikat qabel.Faħam tal-kannol (maġenb il-fann li jipproduċi l-età OSL).
Bl-użu ta 'dejta friska minn skavi arkeoloġiċi ta' fitoliti u mikromorfoloġija tal-ħamrija, kif ukoll dejta pubblika dwar polline fossili, faħam tal-kannol kbir, fossili akkwatiċi u minerali awtiġeniċi mill-qalba tal-Proġett tat-Tħaffir tal-Lag tal-Malawi, bnejna mill-ġdid ir-relazzjoni umana tal-MSA mal-Lag Malawi.Jokkupa l-kundizzjonijiet klimatiċi u ambjentali tal-istess perjodu (21).Dawn l-aħħar żewġ aġenti huma l-bażi ewlenija għar-rikostruzzjoni tal-fond relattivi tal-lagi li jmorru lura għal aktar minn 1200 ka (21), u huma mqabbla ma 'kampjuni ta' polline u makrokarbonju miġbura mill-istess post fil-qalba ta '~636 ka (25) fil-passat. .L-itwal qlub (MAL05-1B u MAL05-1C; 381 u 90 m rispettivament) inġabru madwar 100 kilometru fix-Xlokk taż-żona tal-proġett arkeoloġiku.Qalba qasira (MAL05-2A; 41 m) inġabret madwar 25 kilometru fil-lvant tax-Xmara Rukulu tat-Tramuntana (Figura 1).Il-qalba MAL05-2A tirrifletti l-kundizzjonijiet paleoambjentali terrestri fiż-żona ta 'Kalunga, filwaqt li l-qalba MAL05-1B/1C ma tirċevix input dirett tax-xmara mill-Kalunga, u għalhekk tista' tirrifletti aħjar il-kundizzjonijiet reġjonali.
Ir-rata ta 'depożizzjoni rreġistrata fil-qalba tat-tħaffir kompost MAL05-1B/1C bdiet minn 240 ka u żdiedet mill-valur medju fit-tul ta' 0.24 sa 0.88 m/ka (Figura S5).Iż-żieda inizjali hija relatata ma 'bidliet fid-dawl tax-xemx modulat orbitali, li se jikkawżaw bidliet ta' amplitudni għolja fil-livell tal-lag matul dan l-intervall (25).Madankollu, meta l-eċċentriċità orbitali tinżel wara 85 ka u l-klima tkun stabbli, ir-rata ta 'subsidenza għadha għolja (0.68 m/ka).Dan ikkoinċida mar-rekord OSL terrestri, li wera evidenza estensiva ta 'espansjoni tal-fann alluvjali wara madwar 92 ka, u kien konsistenti mad-dejta tas-suxxettibilità li turi korrelazzjoni pożittiva bejn l-erożjoni u n-nar wara 85 ka (Test Supplimentari u Tabella S7) .Fid-dawl tal-firxa ta 'żbalji tal-kontroll ġeokronoloġiku disponibbli, huwa impossibbli li jiġi ġġudikat jekk dan is-sett ta' relazzjonijiet jevolvix bil-mod mill-progress tal-proċess rikorsiv jew joħroġx malajr meta jilħaq punt kritiku.Skont il-mudell ġeofiżiku tal-evoluzzjoni tal-baċin, mill-Pleistocene Nofsani (20), l-estensjoni tal-qasma u t-tnaqqis relatat naqsu, għalhekk mhix ir-raġuni ewlenija għall-proċess estensiv ta 'formazzjoni tal-fann li ddeterminajna prinċipalment wara 92 ka.
Sa mill-Pleistocene Nofsani, il-klima kienet il-fattur ewlieni li jikkontrolla l-livell tal-ilma tal-lag (26).Speċifikament, l-uplift tal-baċin tat-Tramuntana għalaq ħruġ eżistenti.800 ka biex tapprofondixxi l-lag sakemm jilħaq l-għoli tal-limitu tal-ħruġ modern (21).Jinsabu fit-tarf tan-Nofsinhar tal-lag, dan l-iżbokk ipprovda limitu ta’ fuq għal-livell tal-ilma tal-lag waqt intervalli mxarrba (inkluż illum), iżda ppermetta li l-baċin jingħalaq hekk kif il-livell tal-ilma tal-lag niżel matul perjodi niexfa (27).Ir-rikostruzzjoni tal-livell tal-lag turi ċ-ċikli li jalternaw niexfa u mxarrba fil-passat 636 ka.Skont evidenza mill-polline fossili, perjodi ta’ nixfa estrema (> 95 % tnaqqis fl-ilma totali) assoċjati ma’ xemx baxxa tas-sajf wasslu għall-espansjoni ta’ veġetazzjoni semi-deżerta, b’siġar ristretti għal passaġġi tal-ilma permanenti (27).Dawn il-baxxi (lag) huma korrelatati ma 'spettra polline, li juru proporzjon għoli ta' ħaxix (80% jew aktar) u xerophytes (Amaranthaceae) għad-detriment ta 'taxa tas-siġar u rikkezza ġenerali baxxa ta' speċi (25).B'kuntrast, meta l-lag joqrob lejn il-livelli moderni, il-veġetazzjoni relatata mill-qrib mal-foresti tal-muntanji Afrikani ġeneralment testendi sax-xatt tal-lag [madwar 500 m 'l fuq mil-livell tal-baħar (masl)].Illum, il-foresti tal-muntanji Afrikani jidhru biss f'biċċiet żgħar diskreti 'l fuq minn madwar 1500 masl (25, 28).
L-aktar perjodu riċenti ta 'nixfa estrema seħħ minn 104 sa 86 ka.Wara dan, għalkemm il-livell tal-lag reġa 'lura għal kundizzjonijiet għoljin, imsaġar ta' miombo miftuħ b'ammont kbir ta 'ħxejjex aromatiċi u ingredjenti tal-ħxejjex saru komuni (27, 28).L-aktar taxa sinifikanti tal-foresti tal-muntanji Afrikani hija Podocarpus pine, li qatt ma rkupra għal valur simili għal-livell għoli preċedenti tal-lag wara 85 ka (10.7 ± 7.6% wara 85 ka, filwaqt li l-livell tal-lag simili qabel 85 ka huwa 29.8 ± 11.8% ).L-indiċi Margalef (Dmg) juri wkoll li r-rikkezza tal-ispeċi tal-aħħar 85 ka hija 43% inqas mil-livell tal-lag għoli sostnut preċedenti (2.3 ± 0.20 u 4.6 ± 1.21, rispettivament), pereżempju, bejn 420 u 345 ka ( Supplimentari test u figuri S5 u S6) (25).Kampjuni tal-polline minn bejn wieħed u ieħor ħin.88 sa 78 ka fih ukoll persentaġġ għoli ta 'polline Compositae, li jista' jindika li l-veġetazzjoni ġiet disturbata u tinsab fil-medda ta 'żball tal-eqdem data meta l-bnedmin okkupaw iż-żona.
Aħna nużaw il-metodu ta 'anomalija fil-klima (29) biex janalizzaw id-dejta paleoekoloġika u paleoklimata ta' qlub imtaqqbin qabel u wara 85 ka, u neżaminaw ir-relazzjoni ekoloġika bejn il-veġetazzjoni, l-abbundanza tal-ispeċi u l-preċipitazzjoni u l-ipoteżi tad-diżakkoppjar tat-tbassir tal-klima pura inferit.Modalità bażi tas-sewqan ta '~550 ka.Din l-ekosistema trasformata hija affettwata minn kundizzjonijiet ta 'preċipitazzjoni u nirien li jimlew il-lagi, li hija riflessa fin-nuqqas ta' speċi u kombinazzjonijiet ġodda ta 'veġetazzjoni.Wara l-aħħar perjodu niexef, irkupraw biss xi elementi tal-foresti, inklużi l-komponenti reżistenti għan-nar tal-foresti tal-muntanji Afrikani, bħaż-żejt taż-żebbuġa, u l-komponenti reżistenti għan-nar tal-foresti tropikali staġjonali, bħal Celtis (Test Supplimentari u Figura S5) ( 25).Biex tittestja din l-ipoteżi, mudellajna l-livelli tal-ilma tal-lag derivati ​​minn ostracode u sostituti minerali awtiġeniċi bħala varjabbli indipendenti (21) u varjabbli dipendenti bħall-faħam u l-polline li jistgħu jiġu affettwati minn żieda fil-frekwenza tan-nar (25).
Sabiex niċċekkjaw ix-xebh jew id-differenza bejn dawn il-kombinazzjonijiet fi żminijiet differenti, użajna polline minn Podocarpus (siġra Evergreen), ħaxix (ħaxix) u żebbuġ (komponent reżistenti għan-nar tal-foresti tal-muntanji Afrikani) għall-analiżi tal-koordinati prinċipali (PCoA), u miombo (il-komponent ewlieni tal-boskijiet illum).Billi plottja PCoA fuq il-wiċċ interpolat li jirrappreżenta l-livell tal-lag meta ġiet iffurmata kull kombinazzjoni, eżaminajna kif il-kombinazzjoni tal-polline tinbidel fir-rigward tal-preċipitazzjoni u kif din ir-relazzjoni tinbidel wara 85 ka (Figura 3 u Figura S7).Qabel 85 ka, il-kampjuni bbażati fuq gramineous aggregati lejn kundizzjonijiet niexfa, filwaqt li l-kampjuni bbażati fuq podocarpus aggregati lejn kundizzjonijiet imxarrba.B'kuntrast, il-kampjuni wara 85 ka huma miġbura mal-biċċa l-kbira tal-kampjuni qabel 85 ka u għandhom valuri medji differenti, li jindikaw li l-kompożizzjoni tagħhom mhix tas-soltu għal kundizzjonijiet ta 'preċipitazzjoni simili.Il-pożizzjoni tagħhom fil-PCoA tirrifletti l-influwenza ta 'Olea u miombo, li t-tnejn huma favoriti taħt kundizzjonijiet li huma aktar suxxettibbli għan-nar.Fil-kampjuni wara 85 ka, l-arżnu Podocarpus kien abbundanti biss fi tliet kampjuni konsekuttivi, li seħħew wara li beda l-intervall bejn 78 u 79 ka.Dan jissuġġerixxi li wara ż-żieda inizjali fix-xita, il-foresta tidher li rkuprat fil-qosor qabel ma finalment waqgħet.
Kull punt jirrappreżenta kampjun wieħed tal-polline f'punt partikolari fiż-żmien, bl-użu tat-test supplimentari u l-mudell tal-età fil-Figura 1. S8.Il-vettur jirrappreżenta d-direzzjoni u l-gradjent tal-bidla, u vettur itwal jirrappreżenta xejra aktar b'saħħitha.Il-wiċċ sottostanti jirrappreżenta l-livell tal-ilma tal-lag bħala rappreżentant tal-preċipitazzjoni;il-blu skur huwa ogħla.Il-valur medju tal-valuri tal-karatteristiċi PCoA huwa pprovdut għad-dejta wara 85 ka (djamant aħmar) u d-dejta kollha minn livelli tal-lagi simili qabel 85 ka (djamant isfar).Bl-użu tad-dejta tas-636 ka kollu, il-"livell tal-lag simulat" huwa bejn -0.130-σ u -0.198-σ qrib il-valur eigen medju tal-PCA tal-livell tal-lag.
Sabiex nistudjaw ir-relazzjoni bejn il-polline, il-livell tal-ilma tal-lag u l-faħam, użajna analiżi multivarjata mhux parametrika tal-varjanza (NP-MANOVA) biex tqabbel l-"ambjent" ġenerali (rappreżentat mill-matriċi tad-dejta tal-polline, il-livell tal-ilma tal-lag u l-faħam) qabel u wara t-tranżizzjoni 85 ka.Sibna li l-varjazzjoni u l-kovarjanza misjuba f'din il-matriċi tad-dejta huma differenzi statistikament sinifikanti qabel u wara 85 ka (Tabella 1).
Id-dejta paleoambjentali terrestri tagħna mill-fitoliti u l-ħamrija fit-tarf tal-Lag tal-Punent hija konsistenti mal-interpretazzjoni bbażata fuq il-prokura tal-lag.Dawn jindikaw li minkejja l-livell għoli tal-ilma tal-lag, il-pajsaġġ inbidel f’pajsaġġ iddominat minn art tal-foresti b’kanupew miftuħ u art bis-siġar, bħal-lum (25).Il-postijiet kollha analizzati għall-phytoliths fit-tarf tal-punent tal-baċin huma wara ~ 45 ka u juru ammont kbir ta 'kopertura arborea li tirrifletti kundizzjonijiet imxarrba.Madankollu, huma jemmnu li l-biċċa l-kbira tal-mulch huwa fil-forma ta 'boskijiet miftuħa mibruma b'bambu u ħaxix tal-paniku.Skont id-dejta tal-phytolith, siġar tal-palm mhux reżistenti għan-nar (Arecaceae) jeżistu biss fuq ix-xatt tal-lag, u huma rari jew assenti f'siti arkeoloġiċi interni (Tabella S8) (30).
B'mod ġenerali, kundizzjonijiet imxarrba iżda miftuħa fil-Pleistocene tard jistgħu wkoll jiġu dedotti minn paleosols terrestri (19).Tafal tal-laguna u karbonat tal-ħamrija tal-bassasa mis-sit arkeoloġiku ta 'Mwanganda Village jistgħu jiġu rintraċċati lura għal 40 sa 28 cal ka BP (qabel Qian'anni kkalibrat) (Tabella S4).Is-saffi tal-ħamrija karbonat fis-sodda ta 'Chitimwe huma ġeneralment saffi kalkari nodulari (Bkm) u arġili u karbonat (Btk), li jindika l-post ta' stabbiltà ġeomorfoloġika relattiva u l-issetiljar bil-mod mill-fann alluvjali wiesa' Madwar 29 cal ka BP (Supplimentari test).Il-ħamrija laterite mnaqqsa u mwebbsa (blat litiku) iffurmata fuq il-fdalijiet ta 'fannijiet antiki tindika kundizzjonijiet ta' pajsaġġ miftuħa (31) u preċipitazzjoni staġjonali qawwija (32), li tindika l-impatt kontinwu ta 'dawn il-kundizzjonijiet fuq il-pajsaġġ.
L-appoġġ għar-rwol tan-nar f'din it-tranżizzjoni ġej mir-rekords tal-faħam makro paired tal-qlub tat-tħaffir, u l-influss tal-faħam mill-Baċir Ċentrali (MAL05-1B/1C) ġeneralment żdied minn madwar.175 karta.Numru kbir ta 'qċaċet isegwu bejn wieħed u ieħor.Wara 135 u 175 ka u 85 u 100 ka, il-livell tal-lag irkupra, iżda r-rikkezza tal-foresti u tal-ispeċi ma rkupratx (Test Supplimentari, Figura 2 u Figura S5).Ir-relazzjoni bejn l-influss tal-faħam tal-kannol u s-suxxettibilità manjetika tas-sedimenti tal-lagi tista 'wkoll turi mudelli ta' storja tan-nar fit-tul (33).Uża dejta minn Lyons et al.(34) Il-Lag Malawi kompla jnaqqar il-pajsaġġ maħruq wara 85 ka, li jimplika korrelazzjoni pożittiva (Spearman's Rs = 0.2542 u P = 0.0002; Tabella S7), filwaqt li s-sedimenti anzjani juru r-relazzjoni opposta (Rs = -0.2509 u P < 0.0001).Fil-baċin tat-tramuntana, il-qalba iqsar MAL05-2A għandha l-iktar punt ta 'ankra tad-dating profond, u l-iżgħar tuff Toba huwa ~ 74 sa 75 ka (35).Għalkemm jonqosha perspettiva fit-tul, hija tirċievi input direttament mill-baċin minn fejn tinkiseb id-dejta arkeoloġika.Ir-rekords tal-faħam tal-kannol tal-baċin tat-Tramuntana juru li mill-marka Toba kripto-tephra, l-input ta 'faħam terriġenu żdied b'mod kostanti matul il-perjodu meta l-evidenza arkeoloġika hija l-aktar komuni (Figura 2B).
L-evidenza ta’ nirien magħmula mill-bniedem tista’ tirrifletti l-użu intenzjonat fuq skala ta’ pajsaġġ, popolazzjonijiet mifruxa li jikkawżaw tqabbid aktar jew akbar fuq il-post, alterazzjoni tad-disponibbiltà tal-fjuwil permezz tal-ħsad tal-foresti ta’ taħt l-art, jew taħlita ta’ dawn l-attivitajiet.Il-kaċċaturi li jiġbru l-moderni jużaw in-nar biex ibiddlu b'mod attiv il-premjijiet tal-għalf (2).L-attivitajiet tagħhom iżidu l-abbundanza tal-priża, iżommu l-pajsaġġ tal-mużajk, u jżidu d-diversità termali u l-eteroġeneità tal-istadji tas-suċċessjoni (13).In-nar huwa importanti wkoll għal attivitajiet fuq il-post bħat-tisħin, it-tisjir, id-difiża, u s-soċjalizzazzjoni (14).Anke differenzi żgħar fl-iskjerament tan-nar barra mill-attakki tas-sajjetti naturali jistgħu jbiddlu l-mudelli tas-suċċessjoni tal-foresti, id-disponibbiltà tal-fjuwil, u l-istaġjonalità tal-isparar.It-tnaqqis tal-kopertura tas-siġar u s-siġar ta’ taħt is-siġar huwa l-aktar probabbli li jżid l-erożjoni, u t-telf tad-diversità tal-ispeċi f’din iż-żona huwa relatat mill-qrib mat-telf tal-komunitajiet tal-foresti tal-muntanji Afrikani (25).
Fir-rekord arkeoloġiku qabel ma bdiet l-MSA, il-kontroll tan-nar mill-bniedem ġie stabbilit sew (15), iżda s'issa, l-użu tiegħu bħala għodda ta 'ġestjoni tal-pajsaġġ ġie rreġistrat biss fi ftit kuntesti Paleolitiċi.Dawn jinkludu madwar fl-Awstralja.40 ka (36), Highland New Guinea.45 ka (37) trattat ta’ paċi.50 ka Niah Cave (38) fl-artijiet baxxi Borneo.Fl-Ameriki, meta l-bnedmin daħlu għall-ewwel darba f'dawn l-ekosistemi, speċjalment fl-aħħar 20 ka (16), it-tqabbid artifiċjali kien meqjus bħala l-fattur ewlieni fir-rikonfigurazzjoni tal-komunitajiet tal-pjanti u l-annimali.Dawn il-konklużjonijiet għandhom ikunu bbażati fuq evidenza rilevanti, iżda fil-każ ta 'koinċidenza diretta ta' data arkeoloġika, ġeoloġika, ġeomorfoloġika u paleoambjentali, l-argument tal-kawżalità ġie msaħħaħ.Għalkemm id-dejta tal-qalba tal-baħar tal-ilmijiet kostali tal-Afrika qabel ipprovdiet evidenza ta 'bidliet tan-nar fil-passat madwar 400 ka (9), hawnhekk nipprovdu evidenza ta' influwenza umana minn settijiet ta 'dejta arkeoloġiċi, paleoambjentali u ġeomorfoloġiċi rilevanti.
L-identifikazzjoni tan-nirien magħmula mill-bniedem fir-rekords paleoambjentali teħtieġ evidenza ta 'attivitajiet tan-nar u bidliet temporali jew spazjali tal-veġetazzjoni, li jipprova li dawn il-bidliet mhumiex imbassra mill-parametri tal-klima biss, u l-koinċidenza temporali/spazjali bejn bidliet fil-kundizzjonijiet tan-nar u bidliet fil-bniedem. rekords (29) Hawnhekk, l-ewwel evidenza ta 'okkupazzjoni MSA mifruxa u formazzjoni ta' fann alluvjali fil-baċin tal-Lag Malawi seħħet bejn wieħed u ieħor fil-bidu ta 'riorganizzazzjoni kbira tal-veġetazzjoni reġjonali.85 karta.L-abbundanza tal-faħam fil-qalba MAL05-1B/1C tirrifletti t-tendenza reġjonali tal-produzzjoni u d-depożizzjoni tal-faħam, f'madwar 150 ka meta mqabbla mal-bqija tar-rekord ta '636 ka (Figuri S5, S9, u S10).Din it-tranżizzjoni turi l-kontribut importanti tan-nar għat-tiswir tal-kompożizzjoni tal-ekosistema, li ma tistax tiġi spjegata mill-klima biss.F'sitwazzjonijiet ta 'nar naturali, it-tqabbid tas-sajjetti normalment iseħħ fl-aħħar tal-istaġun xott (39).Madankollu, jekk il-fjuwil ikun niexef biżżejjed, nirien magħmulin mill-bniedem jistgħu jinxtegħlu fi kwalunkwe ħin.Fuq l-iskala tax-xena, il-bnedmin jistgħu kontinwament jibdlu n-nar billi jiġbru ħatab minn taħt il-foresta.Ir-riżultat aħħari ta 'kull tip ta' nar magħmul mill-bniedem huwa li għandu l-potenzjal li jikkawża aktar konsum ta 'veġetazzjoni ta' l-injam, li jdum matul is-sena, u fuq l-iskali kollha.
Fl-Afrika t'Isfel, kmieni kemm 164 ka (12), in-nar kien użat għat-trattament bis-sħana tal-ġebel li jagħmel l-għodda.Sa minn 170 ka (40), in-nar kien użat bħala għodda għat-tisjir ta 'tuberi tal-lamtu, billi jsir użu sħiħ min-nar fi żminijiet antiki.Xenarju Suxxettibbli għal Riżorsi Prosperu (41).In-nirien tal-pajsaġġ inaqqsu l-kopertura tal-arbor u huma għodda importanti għaż-żamma tal-ambjenti tal-mergħat u tal-foresti, li huma l-elementi li jiddefinixxu l-ekosistemi medjati mill-bniedem (13).Jekk l-iskop tal-bdil tal-veġetazzjoni jew l-imġieba tal-priża huwa li jiżdied il-ħruq magħmul mill-bniedem, allura din l-imġieba tirrappreżenta żieda fil-kumplessità tal-kontroll u l-iskjerament tan-nar minn bnedmin moderni bikrija meta mqabbla mal-bnedmin tal-bidu, u turi li r-relazzjoni tagħna man-nar għaddiet minn bidla fl-interdipendenza (7).L-analiżi tagħna tipprovdi mod addizzjonali biex nifhmu l-bidliet fl-użu tan-nar mill-bnedmin fil-Pleistocene Tard, u l-impatt ta 'dawn il-bidliet fuq il-pajsaġġ u l-ambjent tagħhom.
L-espansjoni tal-fannijiet alluvjali tal-Kwaternarju Tard fiż-żona ta' Karonga tista' tkun dovuta għal bidliet fiċ-ċiklu tal-kombustjoni staġjonali taħt kundizzjonijiet ta' xita ogħla mill-medja, li twassal għal aktar erożjoni tal-ġenb tal-għoljiet.Il-mekkaniżmu ta 'din l-okkorrenza jista' jkun ir-rispons fuq skala tal-baċil tal-ilma misjuqa mid-disturb ikkawżat min-nar, l-erożjoni msaħħa u sostnuta tal-parti ta 'fuq tal-baxx tal-ilma, u l-espansjoni tal-fannijiet alluvjali fl-ambjent tal-piemont ħdejn il-Lag Malawi.Dawn ir-reazzjonijiet jistgħu jinkludu tibdil fil-proprjetajiet tal-ħamrija biex titnaqqas il-permeabilità, titnaqqas il-ħruxija tal-wiċċ, u żżid it-tnixxija minħabba l-kombinazzjoni ta 'kundizzjonijiet ta' preċipitazzjoni għolja u kopertura arborejali mnaqqsa (42).Id-disponibbiltà tas-sedimenti titjieb inizjalment billi jitqaxxar il-materjal tal-kisi, u maż-żmien, is-saħħa tal-ħamrija tista 'tnaqqas minħabba t-tisħin u s-saħħa mnaqqsa tal-għeruq.It-tqaxxir tal-ħamrija tal-wiċċ iżżid il-fluss tas-sediment, li huwa akkomodat mill-akkumulazzjoni f'forma ta 'fann downstream u taċċellera l-formazzjoni ta' ħamrija ħamra fuq il-forma ta 'fann.
Ħafna fatturi jistgħu jikkontrollaw ir-rispons tal-pajsaġġ għall-kundizzjonijiet tan-nar li jinbidlu, li ħafna minnhom joperaw f'perjodu qasir ta 'żmien (42-44).Is-sinjal li nassoċjaw hawnhekk huwa ovvju fuq l-iskala taż-żmien tal-millennju.Analiżi u mudelli ta 'evoluzzjoni tal-pajsaġġ juru li bit-tfixkil tal-veġetazzjoni kkawżat minn nirien ripetuti, ir-rata ta' denudazzjoni nbidlet b'mod sinifikanti fuq skala ta 'żmien millennju (45, 46).In-nuqqas ta 'rekords fossili reġjonali li jikkoinċidu mal-bidliet osservati fir-rekords tal-faħam u l-veġetazzjoni jfixkel ir-rikostruzzjoni tal-effetti tal-imġiba tal-bniedem u l-bidliet ambjentali fuq il-kompożizzjoni tal-komunitajiet erbivori.Madankollu, erbivori kbar li jgħixu pajsaġġi aktar miftuħa għandhom rwol fiż-żamma tagħhom u jipprevjenu l-invażjoni tal-veġetazzjoni tal-injam (47).Evidenza ta' bidliet f'komponenti differenti tal-ambjent m'għandhiex tkun mistennija li sseħħ fl-istess ħin, iżda għandha titqies bħala serje ta' effetti kumulattivi li jistgħu jseħħu fuq perjodu twil ta' żmien (11).Bl-użu tal-metodu tal-anomalija tal-klima (29), aħna nqisu l-attività umana bħala fattur ewlieni li jmexxi fit-tiswir tal-pajsaġġ tat-Tramuntana tal-Malawi matul il-Pleistocene Tard.Madankollu, dawn l-effetti jistgħu jkunu bbażati fuq il-wirt preċedenti, inqas ovvju tal-interazzjonijiet bejn il-bniedem u l-ambjent.Il-quċċata tal-faħam li deher fir-rekord paleoambjentali qabel l-aktar data arkeoloġika bikrija tista 'tinkludi komponent antropoġeniku li ma jikkawżax l-istess bidliet fis-sistema ekoloġika kif irreġistrat aktar tard, u ma jinvolvix depożiti li huma biżżejjed biex jindikaw b'mod kunfidenti l-okkupazzjoni tal-bniedem.
Qlub tas-sediment qosra, bħal dawk mill-Baċir tal-Lag Masoko li jmissu fit-Tanżanija, jew il-qlub tas-sediment iqsar fil-Lag Malawi, juru li l-abbundanza relattiva tal-polline tal-ħaxix u tat-taxa tal-boskijiet inbidlet, li hija attribwita għall-aħħar 45 sena.Il-bidla fil-klima naturali tal-ka (48-50).Madankollu, biss osservazzjoni fit-tul tar-rekord tal-polline tal-Lag Malawi > 600 ka, flimkien mal-pajsaġġ arkeoloġiku antik ħdejha, ​​huwa possibbli li wieħed jifhem il-klima, il-veġetazzjoni, il-faħam, u l-attivitajiet tal-bniedem.Għalkemm il-bnedmin x'aktarx jidhru fil-parti tat-Tramuntana tal-baċin tal-Lag Malawi qabel 85 ka, madwar 85 ka, speċjalment wara 70 ka, jindikaw li ż-żona hija attraenti għall-abitazzjoni tal-bniedem wara li spiċċa l-aħħar perjodu kbir ta 'nixfa.F'dan iż-żmien, l-użu ġdid jew aktar intensiv/frekwenti tan-nar mill-bnedmin huwa ovvjament magħqud mal-bidla fil-klima naturali biex tinbena mill-ġdid ir-relazzjoni ekoloġika> 550-ka, u finalment iffurmat il-pajsaġġ artifiċjali pre-agrikolu bikri (Figura 4).B'differenza minn perjodi preċedenti, in-natura sedimentarja tal-pajsaġġ tippreserva s-sit tal-MSA, li hija funzjoni tar-relazzjoni rikorsisiva bejn l-ambjent (distribuzzjoni tar-riżorsi), l-imġieba tal-bniedem (mudelli ta 'attività), u l-attivazzjoni tal-fann (depożizzjoni/dfin tas-sit).
(A) Dwar.400 ka: L-ebda bniedem ma jista’ jiġi skopert.Il-kundizzjonijiet umdi huma simili għal-lum, u l-livell tal-lag huwa għoli.Kopertura tal-arbori diversa, mhux reżistenti għan-nar.(B) Madwar 100 ka: M'hemm l-ebda rekord arkeoloġiku, iżda l-preżenza tal-bnedmin tista 'tiġi skoperta permezz tal-influss ta' faħam.Kundizzjonijiet niexfa estrema jseħħu f'baxxijiet niexfa.Is-sodda tal-blat hija ġeneralment esposta u s-sedimenti tal-wiċċ huma limitati.(C) Madwar 85 sa 60 ka: Il-livell tal-ilma tal-lag jiżdied maż-żieda fil-preċipitazzjoni.L-eżistenza tal-bnedmin tista 'tiġi skoperta permezz tal-arkeoloġija wara 92 ka, u wara 70 ka, il-ħruq ta' artijiet għolja u l-espansjoni tal-fannijiet alluvjali se jsegwu.Tfaċċat sistema ta’ veġetazzjoni inqas diversa u reżistenti għan-nar.(D) Madwar 40 sa 20 ka: L-input tal-faħam ambjentali fil-baċin tat-Tramuntana żdied.Il-formazzjoni tal-partitarji alluvjali kompliet, iżda bdiet tiddgħajjef fi tmiem dan il-perjodu.Meta mqabbel mar-rekord preċedenti ta '636 ka, il-livell tal-lag jibqa' għoli u stabbli.
L-Antropoċen jirrappreżenta l-akkumulazzjoni ta 'imgieba ta' bini ta 'niċċa żviluppati fuq eluf ta' snin, u l-iskala tiegħu hija unika għall-Homo sapiens modern (1, 51).Fil-kuntest modern, bl-introduzzjoni tal-agrikoltura, il-pajsaġġi magħmulin mill-bniedem jibqgħu jeżistu u jintensifikaw, iżda huma estensjonijiet ta 'mudelli stabbiliti matul il-Pleistocene, aktar milli skonnessjonijiet (52).Dejta mit-Tramuntana tal-Malawi turi li l-perjodu ta’ tranżizzjoni ekoloġika jista’ jkun imtawwal, ikkumplikat u ripetittiv.Din l-iskala ta 'trasformazzjoni tirrifletti l-għarfien ekoloġiku kumpless tal-bnedmin moderni bikrin u turi t-trasformazzjoni tagħhom għall-ispeċi dominanti globali tagħna llum.
Skont il-protokoll deskritt minn Thompson et al., investigazzjoni fuq il-post u reġistrazzjoni ta 'artifacts u karatteristiċi cobblestone fuq iż-żona tal-istħarriġ.(53).It-tqegħid tal-fossa tat-test u t-tħaffir tas-sit prinċipali, inkluż il-mikromorfoloġija u t-teħid ta 'kampjuni ta' fitoliti, segwa l-protokoll deskritt minn Thompson et al.(18) u Wright et al.(19).Il-mappa tas-sistema ta 'informazzjoni ġeografika (GIS) tagħna bbażata fuq il-mappa tal-istħarriġ ġeoloġiku tal-Malawi tar-reġjun turi korrelazzjoni ċara bejn is-Sodod ta' Chitimwe u s-siti arkeoloġiċi (Figura S1).L-intervall bejn il-fosos tat-test ġeoloġiċi u arkeoloġiċi fiż-żona Karonga huwa li jinqabad l-aktar kampjun rappreżentattiv wiesa' (Figura S2).Il-ġeomorfoloġija, l-età ġeoloġika u l-istħarriġ arkeoloġiku ta 'Karonga jinvolvu erba' metodi ewlenin ta 'stħarriġ fuq il-post: stħarriġ pedonali, fosos ta' ttestjar arkeoloġiku, fosos ta 'test ġeoloġiċi u skavi dettaljati tas-sit.Flimkien, dawn it-tekniki jippermettu li jittieħed kampjun tal-espożizzjoni ewlenija tas-sodda ta 'Chitimwe fit-tramuntana, fiċ-ċentru u fin-nofsinhar ta' Karonga (Figura S3).
L-investigazzjoni fuq il-post u r-reġistrazzjoni ta 'artifacts u karatteristiċi cobblestone fuq iż-żona tal-istħarriġ pedonali segwew il-protokoll deskritt minn Thompson et al.(53).Dan l-approċċ għandu żewġ għanijiet ewlenin.L-ewwel huwa li jiġu identifikati l-postijiet fejn il-fdalijiet kulturali ġew imnaqqxa, u mbagħad tpoġġi fosos ta 'test arkeoloġiku għat-telgħa f'dawn il-postijiet biex jirrestawraw il-fdalijiet kulturali in situ mill-ambjent midfun.It-tieni għan huwa li tirreġistra formalment id-distribuzzjoni tal-artifacts, il-karatteristiċi tagħhom, u r-relazzjoni tagħhom mas-sors ta 'materjali tal-ġebel fil-qrib (53).F'dan ix-xogħol, tim ta 'tliet persuni mexa f'distanza ta' 2 sa 3 metri għal total ta '147.5 kilometri lineari, jaqsmu l-biċċa l-kbira tas-sodod Chitimwe miġbuda (Tabella S6).
Ix-xogħol l-ewwel iffoka fuq Chitimwe Beds biex jimmassimizza l-kampjuni tal-artifact osservati, u t-tieni iffoka fuq sezzjonijiet lineari twal mix-xatt tal-lag sal-għoljiet li jaqsmu unitajiet sedimentarji differenti.Dan jikkonferma osservazzjoni ewlenija li l-artifacts li jinsabu bejn l-artijiet għolja tal-punent u x-xatt tal-lag huma relatati biss mas-sodda ta 'Chitimwe jew sedimenti aktar riċenti tal-Pleistocene Tard u l-Oloċen.L-artefatti misjuba f'depożiti oħra huma barra mis-sit, rilokati minn postijiet oħra fil-pajsaġġ, kif jidher mill-abbundanza, id-daqs, u l-grad ta 'temp tagħhom.
Il-fossa tat-test arkeoloġiku f'postha u t-tħaffir tas-sit prinċipali, inklużi l-mikromorfoloġija u t-teħid ta 'kampjuni tal-phytolith, segwa l-protokoll deskritt minn Thompson et al.(18, 54) u Wright et al.(19, 55).L-għan ewlieni huwa li tifhem id-distribuzzjoni taħt l-art ta 'artifacts u sedimenti f'forma ta' fann fil-pajsaġġ akbar.L-artifacts huma normalment midfuna fil-fond fil-postijiet kollha f'Chitimwe Beds, ħlief fit-truf, fejn l-erożjoni bdiet tneħħi l-parti ta 'fuq tas-sediment.Waqt l-investigazzjoni informali, żewġ persuni għaddew minn Chitimwe Beds, li kienu murija bħala karatteristiċi tal-mapep fuq il-mappa ġeoloġika tal-gvern tal-Malawi.Meta dawn in-nies iltaqgħu mal-ispallejn tas-sediment tas-Sodda ta 'Chitimwe, bdew jimxu tul it-tarf, fejn setgħu josservaw l-artifatti mnaqqrin mis-sediment.Billi tmejjel l-iskavi ftit 'il fuq (3 sa 8 m) mill-artifacts li qed jitnaqqru b'mod attiv, l-iskavar jista' jiżvela l-pożizzjoni in-situ tagħhom relattiva għas-sediment li jkun fih, mingħajr il-ħtieġa ta 'tħaffir estensiv lateralment.Il-fosos tat-test jitqiegħdu b'tali mod li jkunu 200 sa 300 metru 'l bogħod mill-eqreb ħofra li jmiss, u b'hekk jinqabdu bidliet fis-sediment tas-sodda ta' Chitimwe u l-artifatti li jkun fih.F'xi każijiet, il-fossa tat-test żvelat sit li aktar tard sar sit ta 'tħaffir fuq skala sħiħa.
Il-fosos kollha tat-test jibdew bi kwadru ta '1 × 2 m, iħarsu lejn it-tramuntana-nofsinhar, u huma skavati f'unitajiet arbitrarji ta' 20 ċm, sakemm il-kulur, in-nisġa jew il-kontenut tas-sediment ma jinbidel b'mod sinifikanti.Irreġistra s-sedimentoloġija u l-proprjetajiet tal-ħamrija tas-sedimenti kollha skavati, li jgħaddu b'mod uniformi minn għarbiel niexef ta' 5 mm.Jekk il-fond tad-depożizzjoni jkompli jaqbeż 0.8 sa 1 m, ieqaf tħaffer f'wieħed miż-żewġ metri kwadri u kompli tħaffer fl-ieħor, u b'hekk tifforma "pass" sabiex tkun tista 'tidħol f'saffi aktar profondi b'mod sikur.Imbagħad kompli skava sakemm tintlaħaq il-blat tas-sodda, mill-inqas 40 ċm ta 'sedimenti arkeoloġikament sterili huma taħt il-konċentrazzjoni ta' artifacts, jew it-tħaffir isir wisq perikoluż (fond) biex jipproċedi.F'xi każijiet, il-fond tad-depożizzjoni jeħtieġ li jestendi l-fossa tat-test sa tielet metru kwadru u jidħol fit-trinka f'żewġ passi.
Il-fosos ġeoloġiċi tat-test qabel urew li Chitimwe Beds spiss jidhru fuq mapep ġeoloġiċi minħabba l-kulur aħmar distintiv tagħhom.Meta jinkludu nixxigħat estensivi u sedimenti tax-xmajjar, u sedimenti tal-fann alluvjali, mhux dejjem jidhru ħomor (19).Ġeoloġija Il-fossa tat-test ġiet skavata bħala ħofra sempliċi maħsuba biex tneħħi s-sedimenti ta 'fuq imħallta biex tikxef l-istrati taħt l-art tas-sedimenti.Dan huwa meħtieġ minħabba li s-sodda ta 'Chitimwe titnaqqar f'għoljiet paraboliċi, u hemm sedimenti mġarrfa fuq l-inklinazzjoni, li normalment ma jiffurmawx partijiet naturali ċari jew qatgħat.Għalhekk, dawn l-iskavi jew seħħew fuq il-quċċata tas-sodda ta’ Chitimwe, preżumibbilment kien hemm kuntatt taħt l-art bejn is-sodda ta’ Chitimwe u s-sodda ta’ Chiwondo tal-Pliocene ta’ taħt, jew seħħew fejn is-sedimenti tat-terrazzin tax-xmara kellhom jiġu ddatati (55).
Skavi arkeoloġiċi fuq skala sħiħa jitwettqu f'postijiet li jwiegħdu numru kbir ta 'assemblaġġi ta' għodda tal-ġebel fil-post, ġeneralment ibbażati fuq fosos tat-test jew postijiet fejn numru kbir ta 'fdalijiet kulturali jistgħu jidhru jitnaqqru mill-inklinazzjoni.Il-fdalijiet kulturali ewlenin skavati ġew irkuprati minn unitajiet sedimentarji skavati separatament fi kwadru ta '1 × 1 m.Jekk id-densità ta 'artifacts hija għolja, l-unità tat-tħaffir hija b'żennuna ta' 10 jew 5 ċm.Il-prodotti kollha tal-ġebel, l-għadam fossili u l-okra ġew miġbuda matul kull tħaffir ewlieni, u m'hemm l-ebda limitu ta 'daqs.Id-daqs tal-iskrin huwa 5mm.Jekk ir-relikwi kulturali jiġu skoperti matul il-proċess ta 'tħaffir, se jiġu assenjati numru ta' skoperta ta 'tpinġija ta' bar code uniku, u n-numri ta 'skoperta fl-istess serje jiġu assenjati lill-iskoperti ffiltrati.Ir-relikwi kulturali huma mmarkati b'linka permanenti, imqiegħda f'boroż b'tikketti kampjuni, u mqiegħda f'boroż flimkien ma' fdalijiet kulturali oħra mill-istess sfond.Wara analiżi, ir-relikwi kulturali kollha huma maħżuna fiċ-Ċentru Kulturali u Mużewijiet ta 'Karonga.
L-iskavi kollha jitwettqu skont strati naturali.Dawn huma suddiviżi fi bżiq, u l-ħxuna tal-bżiq tiddependi fuq id-densità tal-artifact (per eżempju, jekk id-densità tal-artifact hija baxxa, il-ħxuna tal-bżiq tkun għolja).Id-dejta tal-isfond (pereżempju, il-proprjetajiet tas-sediment, ir-relazzjonijiet tal-isfond, u l-osservazzjonijiet tal-interferenza u d-densità tal-artifact) huma rreġistrati fid-database tal-Aċċess.Id-dejta kollha tal-koordinati (per eżempju, sejbiet miġbuda f'segmenti, elevazzjoni tal-kuntest, kantunieri kwadri, u kampjuni) huma bbażati fuq koordinati Universali Trasversali Mercator (UTM) (WGS 1984, Żona 36S).Fis-sit prinċipali, il-punti kollha huma rreġistrati bl-użu ta 'stazzjon totali Nikon Nivo C serje 5″, li huwa mibni fuq grid lokali kemm jista' jkun qrib it-tramuntana ta 'UTM.Il-post tar-rokna tal-majjistral ta’ kull sit ta’ tħaffir u l-post ta’ kull sit ta’ tħaffir L-ammont ta’ sediment huwa mogħti fit-Tabella S5.
Is-sezzjoni tas-sedimentoloġija u l-karatteristiċi tax-xjenza tal-ħamrija tal-unitajiet kollha skavati ġiet irreġistrata bl-użu tal-Programm tal-Klassi tal-Parti Agrikola tal-Istati Uniti (56).L-unitajiet sedimentarji huma speċifikati abbażi tad-daqs tal-qamħ, l-angularità u l-karatteristiċi tas-sodda.Innota l-inklużjonijiet anormali u t-tfixkil assoċjati mal-unità tas-sediment.L-iżvilupp tal-ħamrija huwa determinat mill-akkumulazzjoni ta 'sesquioxide jew karbonat fil-ħamrija taħt l-art.It-temp taħt l-art (pereżempju, redox, formazzjoni ta 'noduli residwi tal-manganiż) huwa wkoll irreġistrat ta' spiss.
Il-punt tal-ġbir tal-kampjuni tal-OSL huwa determinat fuq il-bażi tal-istima ta' liema facies tista' tipproduċi l-aktar stima affidabbli tal-età tad-dfin tas-sediment.Fil-post tat-teħid tal-kampjuni, tħaffru trinek biex jesponu s-saff sedimentarju awtiġeniku.Iġbor il-kampjuni kollha użati għad-dating OSL billi ddaħħal tubu tal-azzar opak (madwar 4 ċm fid-dijametru u madwar 25 ċm fit-tul) fil-profil tas-sediment.
Id-dating OSL ikejjel id-daqs tal-grupp ta 'elettroni maqbuda fil-kristalli (bħal kwarz jew feldspar) minħabba l-espożizzjoni għal radjazzjoni jonizzanti.Ħafna minn din ir-radjazzjoni ġejja mit-tħassir ta 'isotopi radjuattivi fl-ambjent, u ammont żgħir ta' komponenti addizzjonali f'latitudnijiet tropikali jidhru fil-forma ta 'radjazzjoni kożmika.L-elettroni maqbuda jiġu rilaxxati meta l-kristall jiġi espost għad-dawl, li jseħħ waqt it-trasport (avveniment ta’ żeroing) jew fil-laboratorju, fejn id-dawl iseħħ fuq sensor li jista’ jiskopri fotoni (pereżempju, tubu fotomultiplikatur jew kamera b’apparat iċċarġjat). apparat ta 'akkoppjar) Il-parti t'isfel temetti meta l-elettron jerġa' lura għall-istat ta 'l-art.Partiċelli tal-kwarz b'daqs bejn 150 u 250 μm huma separati permezz ta' għarbil, trattament bl-aċidu u separazzjoni tad-densità, u użati bħala alikwoti żgħar (<100 partiċelli) immuntati fuq il-wiċċ ta 'pjanċa tal-aluminju jew imtaqqbin f'bir ta' 300 x 300 mm L-individwu partiċelli huma analizzati fuq taġen tal-aluminju.Id-doża midfuna hija normalment stmata bl-użu ta' metodu ta' riġenerazzjoni ta' alikwot wieħed (57).Minbarra l-valutazzjoni tad-doża ta 'radjazzjoni riċevuta mill-qamħ, id-dating OSL jeħtieġ ukoll l-istima tar-rata tad-doża billi titkejjel il-konċentrazzjoni tar-radjonuklidi fis-sediment tal-kampjun miġbur bl-użu ta' spettroskopija gamma jew analiżi ta 'attivazzjoni tan-newtroni, u tiddetermina l-kampjun ta' referenza tad-doża kożmika Post u fond ta ' dfin.Id-determinazzjoni finali tal-età tinkiseb billi d-doża tad-dfin tiġi diviża bir-rata tad-doża.Madankollu, meta jkun hemm bidla fid-doża mkejla minn qamħ wieħed jew grupp ta 'ħbub, mudell statistiku huwa meħtieġ biex tiddetermina d-doża midfuna xierqa li għandha tintuża.Id-doża midfuna hija kkalkulata hawnhekk bl-użu tal-mudell ta' l-era ċentrali, fil-każ ta' datar ta' alikwott wieħed, jew fil-każ ta' datar ta' partiċelli waħda, bl-użu ta' mudell ta' taħlita finita (58).
Tliet laboratorji indipendenti wettqu analiżi OSL għal dan l-istudju.Il-metodi individwali dettaljati għal kull laboratorju huma murija hawn taħt.B'mod ġenerali, nużaw il-metodu ta 'doża riġenerattiva biex napplikaw id-dating OSL għal alikwoti żgħar (għexieren ta' ħbub) minflok nużaw analiżi ta 'qamħ wieħed.Dan għaliex matul l-esperiment ta 'tkabbir riġenerattiv, ir-rata ta' rkupru ta 'kampjun żgħir hija baxxa (<2%), u s-sinjal OSL mhuwiex saturat fil-livell tas-sinjal naturali.Il-konsistenza inter-laboratorju tad-determinazzjoni tal-età, il-konsistenza tar-riżultati fi ħdan u bejn il-profili stratigrafiċi ttestjati, u l-konsistenza mal-interpretazzjoni ġeomorfoloġika tal-età 14C tal-blat karbonat huma l-bażi ewlenija għal din il-valutazzjoni.Kull laboratorju evalwa jew implimenta ftehim ta 'qamħ wieħed, iżda b'mod indipendenti ddetermina li ma kienx adattat għall-użu f'dan l-istudju.Il-metodi dettaljati u l-protokolli ta' analiżi segwiti minn kull laboratorju huma pprovduti fil-materjali u l-metodi supplimentari.
Artifacts tal-ġebel irkuprati minn skavi kkontrollati (BRU-I; CHA-I, CHA-II, u CHA-III; MGD-I, MGD-II, u MGD-III; u SS-I) huma bbażati fuq is-sistema metrika u l-kwalità karatteristiċi.Kejjel il-piż u d-daqs massimu ta 'kull biċċa tax-xogħol (bl-użu ta' skala diġitali biex ikejjel il-piż huwa 0.1 g; bl-użu ta 'kalibru diġitali Mitutoyo biex ikejjel id-dimensjonijiet kollha huwa 0.01 mm).Ir-relikwi kulturali kollha huma wkoll ikklassifikati skont il-materja prima (kwarz, kwarżit, żnied, eċċ.), daqs tal-qamħ (fin, medju, oħxon), uniformità tad-daqs tal-qamħ, kulur, tip u kopertura tal-kortiċi, it-temp/arrotondament tat-tarf u l-grad tekniku (kompleti jew frammentati) Qlub jew qxur, qxur/biċċiet tal-kantunieri, ġebel tal-martell, granati u oħrajn).
Il-qalba titkejjel tul it-tul massimu tagħha;wisa 'massimu;wisa ' hija 15%, 50%, u 85% tat-tul;ħxuna massima;ħxuna hija 15%, 50%, u 85% tat-tul.Twettqu wkoll kejl biex jevalwaw il-proprjetajiet tal-volum tal-qalba tat-tessuti emisferiċi (radjali u Levallois).Kemm il-qlub intatti kif ukoll imkissrin huma kklassifikati skond il-metodu ta 'reset (pjattaforma waħda jew multi-pjattaforma, radjali, Levallois, eċċ.), U ċikatriċi flaky huma magħduda f'≥15 mm u ≥20% tat-tul tal-qalba.Il-qlub b'5 jew inqas ċikatriċi ta' 15 mm huma kklassifikati bħala "każwali".Il-kopertura kortikali tal-wiċċ kollu tal-qalba hija rreġistrata, u l-kopertura kortikali relattiva ta 'kull naħa hija rreġistrata fuq il-qalba tat-tessut emisferiku.
Il-folja titkejjel tul it-tul massimu tagħha;wisa 'massimu;wisa ' hija 15%, 50%, u 85% tat-tul;ħxuna massima;ħxuna hija 15%, 50%, u 85% tat-tul.Iddeskrivi l-frammenti skont il-partijiet li fadal (prossimili, tan-nofs, distali, maqsuma fuq il-lemin u maqsuma fuq ix-xellug).It-titwil huwa kkalkulat billi t-tul massimu jiġi diviż bil-wisa 'massimu.Kejjel il-wisa 'tal-pjattaforma, il-ħxuna, u l-angolu tal-pjattaforma ta' barra tal-porzjon intatt u l-frammenti tal-porzjon prossimali, u kklassifika l-pjattaformi skont il-grad ta 'preparazzjoni.Irreġistra l-kopertura kortikali u l-post fuq il-flieli u l-frammenti kollha.It-truf distali huma kklassifikati skond it-tip ta 'terminazzjoni (rix, ċappetta, u furketta ta' fuq).Fuq il-porzjon komplut, irreġistra n-numru u d-direzzjoni taċ-ċikatriċi fuq il-porzjon ta 'qabel.Meta tiltaqa' magħhom, irreġistra l-post tal-modifika u l-invażività skont il-protokoll stabbilit minn Clarkson (59).Inbdew pjanijiet ta 'rinnovazzjoni għall-biċċa l-kbira tal-kombinazzjonijiet ta' tħaffir biex jevalwaw il-metodi ta 'restawr u l-integrità tad-depożizzjoni tas-sit.
L-artifacts tal-ġebel irkuprati mill-fosos tat-test (CS-TP1-21, SS-TP1-16 u NGA-TP1-8) huma deskritti skond skema aktar sempliċi minn tħaffir ikkontrollat.Għal kull artifact, ġew irreġistrati l-karatteristiċi li ġejjin: materja prima, daqs tal-partiċelli, kopertura tal-kortiċi, grad ta 'daqs, ħsara fit-temp/tarf, komponenti tekniċi, u preservazzjoni ta' frammenti.Noti deskrittivi għall-karatteristiċi dijanjostiċi tal-qxur u l-qlub huma rreġistrati.
Blokki kompluti ta 'sediment inqatgħu minn sezzjonijiet esposti fi skavi u trinek ġeoloġiċi.Dawn il-ġebel ġew imwaħħla fuq il-post b'faxex tal-ġibs jew toilet paper u tejp tal-ippakkjar, u mbagħad ittrasportati lejn il-Laboratorju tal-Arkeoloġija Ġeoloġika tal-Università ta 'Tubingen fil-Ġermanja.Hemmhekk, il-kampjun jitnixxef f'40°C għal mill-inqas 24 siegħa.Imbagħad huma vulkanizzati taħt vakwu, bl-użu ta 'taħlita ta' reżina tal-poliester mhux promossa u styrene fi proporzjon ta '7:3.Methyl ethyl ketone peroxide jintuża bħala katalizzatur, taħlita reżina-styrene (3 sa 5 ml/l).Ladarba t-taħlita tar-reżina tkun ġellieda, saħħan il-kampjun f'40°C għal mill-inqas 24 siegħa biex it-taħlita tibbies kompletament.Uża serrieq tal-madum biex taqta 'l-kampjun imwebbes f'biċċiet ta' 6 × 9 cm, waħħalhom fuq slide tal-ħġieġ u itħanhom għal ħxuna ta '30 μm.Il-flieli li rriżultaw ġew skannjati bl-użu ta 'skaner ċatt, u analizzati bl-użu ta' dawl polarizzat pjan, dawl polarizzat inkroċjat, dawl inċidentali oblikwu, u fluworexxenza blu bl-għajn u t-tkabbir (×50 sa ×200).It-terminoloġija u d-deskrizzjoni tas-sezzjonijiet irqaq isegwu l-linji gwida ppubblikati minn Stoops (60) u Courty et al.(61).In-noduli tal-karbonat li jiffurmaw il-ħamrija miġbura minn fond ta'> 80 ċm jinqatgħu bin-nofs sabiex nofshom ikunu jistgħu jiġu mimlijin u jsiru fi flieli rqaq (4.5 × 2.6 ċm) bl-użu ta' mikroskopju stereo standard u mikroskopju petrografiku u mikroskopju ta' riċerka katodoluminixxenti (CL) .Il-kontroll tat-tipi ta 'karbonat huwa kawt ħafna, minħabba li l-formazzjoni ta' karbonat li jifforma l-ħamrija hija relatata mal-wiċċ stabbli, filwaqt li l-formazzjoni ta 'karbonat tal-ilma ta' taħt l-art hija indipendenti mill-wiċċ jew mill-ħamrija.
Il-kampjuni ġew imtaqqbin mill-wiċċ maqtugħ tan-noduli tal-karbonat li jiffurmaw il-ħamrija u tnaqqsu bin-nofs għal diversi analiżi.FS uża l-mikroskopji stereo u petrografiċi standard tal-Grupp ta 'Ħidma tal-Ġeoarkeoloġija u l-mikroskopju CL tal-Grupp ta' Ħidma tal-Mineraloġija Sperimentali biex jistudja l-flieli rqaq, li t-tnejn jinsabu f'Tübingen, il-Ġermanja.Is-sottokampjuni tad-dating bir-radjukarbon ġew imtaqqbin bl-użu ta 'drills ta' preċiżjoni minn żona magħżula ta 'madwar 100 sena.In-nofs l-ieħor tan-noduli huwa ta '3 mm fid-dijametru biex jiġu evitati żoni b'rikristallizzazzjoni tard, inklużjonijiet minerali sinjuri, jew bidliet kbar fid-daqs tal-kristalli tal-kalċite.L-istess protokoll ma jistax jiġi segwit għall-kampjuni MEM-5038, MEM-5035 u MEM-5055 A.Dawn il-kampjuni jintgħażlu minn kampjuni ta' sediment maħlul u huma żgħar wisq biex jinqatgħu bin-nofs għal qsim irqiq.Madankollu, studji ta 'taqsima rqiqa saru fuq il-kampjuni mikromorfoloġiċi korrispondenti ta' sedimenti adjaċenti (inklużi noduli tal-karbonat).
Aħna ssottomettejna kampjuni ta 'dating 14C liċ-Ċentru għar-Riċerka tal-Isotopi Applikati (CAIS) fl-Università tal-Ġeorġja, Ateni, l-Istati Uniti.Il-kampjun tal-karbonat jirreaġixxi b'100% aċidu fosforiku f'kontenitur ta' reazzjoni evakwat biex jifforma CO2.Purifikazzjoni f'temperatura baxxa ta 'kampjuni ta' CO2 minn prodotti ta 'reazzjoni oħra u konverżjoni katalitika għal grafita.Il-proporzjon ta 'grafita 14C/13C tkejjel bl-użu ta' spettrometru tal-massa aċċeleratur ta '0.5-MeV.Qabbel il-proporzjon tal-kampjun mal-proporzjon imkejjel bl-istandard tal-aċidu ossaliku I (NBS SRM 4990).L-irħam ta 'Carrara (IAEA C1) jintuża bħala l-isfond, u t-travertina (IAEA C2) tintuża bħala l-istandard sekondarju.Ir-riżultat huwa espress bħala perċentwal tal-karbonju modern, u d-data ikkwotata mhux ikkalibrata tingħata fis-snin tar-radjukarbonju (snin BP) qabel l-1950, bl-użu ta 'half-life 14C ta' 5568 sena.L-iżball huwa kkwotat bħala 1-σ u jirrifletti żball statistiku u sperimentali.Ibbażat fuq il-valur δ13C imkejjel mill-ispettrometrija tal-massa tal-proporzjon tal-isotopi, C. Wissing tal-Laboratorju tal-Bijoġeoloġija f'Tubingen, il-Ġermanja, irrapporta d-data tal-frazzjonament tal-isotopi, ħlief għal UGAMS-35944r imkejjel f'CAIS.Il-kampjun 6887B ġie analizzat f'żewġ kopji.Biex tagħmel dan, drill it-tieni sub-kampjun min-nodulu (UGAMS-35944r) miż-żona tat-teħid tal-kampjuni indikata fuq il-wiċċ tat-tqattigħ.Il-kurva tal-kalibrazzjoni INTCAL20 (Tabella S4) (62) applikata fl-emisfera tan-Nofsinhar intużat biex tikkoreġi l-frazzjonament atmosferiku tal-kampjuni kollha għal 14C sa 2-σ.