O Homo sapiens moderno participou de um grande número de transformações nos ecossistemas, mas é difícil detectar a origem ou as primeiras consequências desses comportamentos.Arqueologia, geocronologia, geomorfologia e dados paleoambientais do norte do Malawi documentam a mudança na relação entre a presença de forrageiras, a organização do ecossistema e a formação de leques aluviais no Pleistoceno Superior.Após cerca do século XX, formou-se um denso sistema de artefatos mesolíticos e leques aluviais.92.000 anos atrás, no ambiente paleoecológico, não havia análogo no registro anterior de 500.000 anos.Dados arqueológicos e análises de coordenadas principais mostram que os primeiros incêndios provocados pelo homem relaxaram as restrições sazonais à ignição, afetando a composição da vegetação e a erosão.Isso, combinado com mudanças de precipitação causadas pelo clima, acabou levando a uma transição ecológica para a paisagem artificial pré-agrícola inicial.
Os humanos modernos são poderosos promotores da transformação do ecossistema.Por milhares de anos, eles mudaram o ambiente extensivamente e intencionalmente, provocando debates sobre quando e como surgiu o primeiro ecossistema dominado pelo homem (1).Cada vez mais evidências arqueológicas e etnográficas mostram que existe um grande número de interações recursivas entre forrageadoras e seu ambiente, o que indica que esses comportamentos são a base da evolução de nossa espécie (2-4).Dados fósseis e genéticos indicam que o Homo sapiens existia na África há aproximadamente 315.000 anos (ka).Os dados arqueológicos mostram que a complexidade dos comportamentos que ocorrem em todo o continente aumentou significativamente nos últimos períodos de aproximadamente 300 a 200 ka.O fim do Pleistoceno (Chibanian) (5).Desde o nosso surgimento como espécie, os humanos começaram a depender de inovação tecnológica, arranjos sazonais e cooperação social complexa para prosperar.Esses atributos nos permitem aproveitar ambientes e recursos anteriormente desabitados ou extremos, de modo que hoje os humanos são a única espécie animal pan-global (6).O fogo desempenhou um papel fundamental nessa transformação (7).
Modelos biológicos indicam que a adaptabilidade aos alimentos cozidos pode ser rastreada até pelo menos 2 milhões de anos atrás, mas não foi até o final do Pleistoceno Médio que surgiram evidências arqueológicas convencionais de controle de fogo (8).O núcleo oceânico com registros de poeira de uma grande área do continente africano mostra que nos últimos milhões de anos, o pico de carbono elementar apareceu após cerca de 400 ka, principalmente durante a transição do período interglacial para o glacial, mas também ocorreu durante o Holoceno (9).Isso mostra que antes de cerca de 400 ka, os incêndios na África subsaariana não eram comuns, e as contribuições humanas foram significativas no Holoceno (9).O fogo é uma ferramenta usada por pastores em todo o Holoceno para cultivar e manter pastagens (10).No entanto, detectar os antecedentes e o impacto ecológico do uso do fogo por caçadores-coletores no início do Pleistoceno é mais complicado (11).
O fogo é chamado de ferramenta de engenharia para manipulação de recursos tanto na etnografia quanto na arqueologia, incluindo melhorar os rendimentos dos meios de subsistência ou modificar as matérias-primas.Essas atividades geralmente estão relacionadas ao planejamento público e exigem muito conhecimento ecológico (2, 12, 13).Incêndios em escala de paisagem permitem que caçadores-coletores afastem presas, controlem pragas e aumentem a produtividade do habitat (2).O fogo no local promove o cozimento, o aquecimento, a defesa contra predadores e a coesão social (14).No entanto, até que ponto os incêndios de caçadores-coletores podem reconfigurar os componentes da paisagem, como a estrutura da comunidade ecológica e a topografia, é muito ambíguo (15, 16).
Sem dados arqueológicos e geomorfológicos desatualizados e registros ambientais contínuos de vários locais, entender o desenvolvimento de mudanças ecológicas induzidas pelo homem é problemático.Registros de longo prazo de depósitos de lagos do Grande Vale do Rift na África Austral, combinados com registros arqueológicos antigos na área, fazem dele um local para investigar os impactos ecológicos causados ​​pelo Pleistoceno.Aqui, relatamos a arqueologia e geomorfologia de uma extensa paisagem da Idade da Pedra no centro-sul da África.Em seguida, nós o relacionamos com dados paleoambientais abrangendo mais de 600 ka para determinar as primeiras evidências de acoplamento do comportamento humano e da transformação do ecossistema no contexto de incêndios provocados pelo homem.
Fornecemos um limite de idade não informado anteriormente para o leito de Chitimwe no distrito de Karonga, localizado no extremo norte da parte norte do Malawi, no sul do Vale do Rift da África (Figura 1) (17).Esses leitos são compostos por leques aluviais de solo vermelho e sedimentos fluviais, abrangendo cerca de 83 quilômetros quadrados, contendo milhões de produtos pétreos, mas sem restos orgânicos preservados, como ossos (Texto complementar) (18).Nossos dados de luz opticamente excitada (OSL) do registro da Terra (Figura 2 e Tabelas S1 a S3) alteraram a idade do leito de Chitimwe para o Pleistoceno Superior, e a idade mais antiga da ativação do leque aluvial e do enterro da idade da pedra é de cerca de 92 ka ( 18, 19).A camada aluvial e fluvial de Chitimwe cobre os lagos e rios da camada de Chiwondo Plioceno-Pleistoceno a partir de uma discordância de baixo ângulo (17).Esses depósitos estão localizados na cunha de falha ao longo da borda do lago.Sua configuração indica a interação entre flutuações do nível do lago e falhas ativas que se estendem até o Plioceno (17).Embora a ação tectônica possa ter afetado a topografia regional e a encosta do piemonte por um longo tempo, a atividade de falhas nesta área pode ter desacelerado desde o Pleistoceno Médio (20).Após ~800 ka e até pouco depois de 100 ka, a hidrologia do Lago Malawi é principalmente influenciada pelo clima (21).Portanto, nenhuma dessas é a única explicação para a formação de leques aluviais no Pleistoceno Superior (22).
(A) A localização da estação africana em relação à precipitação moderna (asterisco);azul é mais úmido e vermelho é mais seco (73);a caixa à esquerda mostra o Lago Malawi e áreas circundantes MAL05-2A e MAL05-1B A localização do núcleo /1C (ponto roxo), onde a área de Karonga é destacada como um contorno verde, e a localização do leito de Luchamange é destacada como uma caixa branca.(B) A parte norte da bacia do Malawi, mostrando a topografia de sombreado em relação ao núcleo MAL05-2A, o leito remanescente de Chitimwe (mancha marrom) e o local de escavação do Projeto Mesolítico Inicial do Malawi (MEMSAP) (ponto amarelo) );CHA, Chaminade;MGD, a aldeia de Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara Sul;VIN, imagem de biblioteca literária;WW, Beluga.
Idade central OSL (linha vermelha) e faixa de erro de 1-σ (25% cinza), todas as idades OSL relacionadas à ocorrência de artefatos in situ em Karonga.A idade relativa aos últimos 125 ka dados mostra (A) estimativas de densidade do kernel de todas as idades OSL de sedimentos de leques aluviais, indicando acumulação de leques sedimentares/aluviais (ciano), e reconstrução do nível de água do lago com base nos valores característicos da análise de componentes principais (PCA) Aquático fósseis e minerais autigênicos (21) (azul) do núcleo MAL05-1B/1C.(B) Do núcleo MAL05-1B/1C (preto, valor próximo a 7000 com um asterisco) e do núcleo MAL05-2A (cinza), as contagens de carbono macromolecular por grama normalizadas pela taxa de sedimentação.(C) Índice de riqueza de espécies de Margalef (Dmg) do pólen fóssil do núcleo MAL05-1B/1C.(D) Percentagem de pólen fóssil de Compositae, floresta de miombo e Olea europaea, e (E) Percentagem de pólen fóssil de Poaceae e Podocarpus.Todos os dados de pólen são do núcleo MAL05-1B/1C.Os números na parte superior referem-se às amostras individuais de OSL detalhadas nas Tabelas S1 a S3.A diferença na disponibilidade e resolução de dados se deve a diferentes intervalos de amostragem e disponibilidade de material no núcleo.A Figura S9 mostra dois registros de macrocarbono convertidos em z-scores.
(Chitimwe) A estabilidade da paisagem após a formação do leque é indicada pela formação de solo vermelho e carbonatos formadores de solo, que cobrem os sedimentos em forma de leque de toda a área de estudo (Texto complementar e Tabela S4).A formação de leques aluviais do Pleistoceno Superior na Bacia do Lago Malawi não se limita à área de Karonga.A cerca de 320 quilómetros a sudeste de Moçambique, o perfil de profundidade de nuclídeos cosmogénicos terrestres de 26Al e 10Be limita a formação do leito de Luchamange de solo vermelho aluvial a 119 a 27 ka (23).Esta extensa restrição de idade é consistente com a nossa cronologia OSL para a parte ocidental da Bacia do Lago Malawi e indica a expansão de leques aluviais regionais no Pleistoceno Superior.Isto é apoiado por dados do registro do testemunho do lago, que indica que a taxa de sedimentação mais alta é acompanhada por cerca de 240 ka, que tem um valor particularmente alto em ca.130 e 85 ka (texto complementar) (21).
A evidência mais antiga de assentamento humano nesta área está relacionada aos sedimentos de Chitimwe identificados em ~92 ± 7 ka.Este resultado é baseado em 605 m3 de sedimentos escavados de 14 escavações arqueológicas de controle espacial sub-centímetro e 147 m3 de sedimentos de 46 poços de teste arqueológico, controlados verticalmente até 20 cm e controlados horizontalmente até 2 metros (Texto complementar e Figuras S1 a S3) Além disso, também pesquisamos 147,5 quilômetros, organizamos 40 poços de testes geológicos e analisamos mais de 38.000 relíquias culturais de 60 deles (Tabelas S5 e S6) (18).Essas extensas investigações e escavações indicam que, embora os humanos antigos, incluindo os primeiros humanos modernos, possam ter vivido na área cerca de 92 ka atrás, o acúmulo de sedimentos associado à ascensão e depois à estabilização do Lago Malawi não preservou evidências arqueológicas até Formar o leito de Chitimwe.
Os dados arqueológicos suportam a inferência de que no final do Quaternário, a expansão em forma de leque e as atividades humanas no norte do Malawi existiam em grande número, e as relíquias culturais pertenciam aos tipos de outras partes da África relacionadas aos primeiros humanos modernos.A maioria dos artefatos são feitos de quartzito ou seixos de quartzo de rio, com redução radial, Levallois, plataforma e núcleo aleatório (Figura S4).Os artefatos de diagnóstico morfológico são atribuídos principalmente à técnica do tipo Levallois específica da Idade Mesolítica (MSA), que tem sido pelo menos cerca de 315 ka na África até agora (24).O leito de Chitimwe superior durou até o início do Holoceno, contendo eventos da Idade da Pedra tardiamente distribuídos, e foi encontrado relacionado aos caçadores-coletores do Pleistoceno e do Holoceno tardios em toda a África.Em contraste, as tradições de ferramentas de pedra (como grandes ferramentas de corte) geralmente associadas ao início do Pleistoceno Médio são raras.Onde estes ocorreram, eles foram encontrados em sedimentos contendo MSA no final do Pleistoceno, não nos estágios iniciais de deposição (Tabela S4) (18).Embora o local existisse em ~92 ka, o período mais representativo da atividade humana e deposição do leque aluvial ocorreu após ~70 ka, bem definido por um conjunto de idades OSL (Figura 2).Confirmamos esse padrão com 25 idades de OSL publicadas e 50 não publicadas anteriormente (Figura 2 e Tabelas S1 a S3).Estes indicam que de um total de 75 determinações de idade, 70 foram recuperadas de sedimentos após aproximadamente 70 ka.A Figura 2 mostra as 40 idades associadas aos artefatos in-situ MSA, em relação aos principais indicadores paleoambientais publicados a partir do centro da bacia central MAL05-1B/1C (25) e do centro da bacia norte do lago MAL05-2A não publicado anteriormente.Carvão (adjacente ao ventilador que produz a idade OSL).
Usando dados recentes de escavações arqueológicas de fitólitos e micromorfologia do solo, bem como dados públicos sobre pólen fóssil, carvão vegetal, fósseis aquáticos e minerais autigênicos do núcleo do Projeto de Perfuração do Lago Malawi, reconstruímos a relação humana da MSA com o Lago Malawi.Ocupar as condições climáticas e ambientais do mesmo período (21).Os dois últimos agentes são a base principal para reconstruir as profundidades relativas do lago que datam de mais de 1200 ka (21), e são combinados com amostras de pólen e macrocarbono coletadas no mesmo local no núcleo de ~636 ka (25) no passado .Os testemunhos mais longos (MAL05-1B e MAL05-1C; 381 e 90 m respectivamente) foram coletados a cerca de 100 quilômetros a sudeste da área do projeto arqueológico.Um testemunho curto (MAL05-2A; 41 m) foi coletado a cerca de 25 quilômetros a leste do Rio Rukulu do Norte (Figura 1).O núcleo MAL05-2A reflete as condições paleoambientais terrestres na área Kalunga, enquanto o núcleo MAL05-1B/1C não recebe aporte fluvial direto do Kalunga, portanto pode refletir melhor as condições regionais.
A taxa de deposição registrada no testemunho composto MAL05-1B/1C começou a partir de 240 ka e aumentou do valor médio de longo prazo de 0,24 para 0,88 m/ka (Figura S5).O aumento inicial está relacionado a mudanças na luz solar modulada orbital, que causará mudanças de alta amplitude no nível do lago durante este intervalo (25).No entanto, quando a excentricidade orbital cai após 85 ka e o clima é estável, a taxa de subsidência ainda é alta (0,68 m/ka).Isso coincidiu com o registro OSL terrestre, que mostrou extensa evidência de expansão do leque aluvial após cerca de 92 ka, e foi consistente com os dados de suscetibilidade mostrando uma correlação positiva entre erosão e fogo após 85 ka (Texto complementar e Tabela S7).Tendo em vista a faixa de erro do controle geocronológico disponível, é impossível julgar se esse conjunto de relações evolui lentamente a partir do andamento do processo recursivo ou irrompe rapidamente ao atingir um ponto crítico.De acordo com o modelo geofísico de evolução da bacia, desde o Pleistoceno Médio (20), a extensão do rift e a subsidência relacionada diminuíram, portanto não é a principal razão para o extenso processo de formação do leque que determinamos principalmente após 92 ka.
Desde o Pleistoceno Médio, o clima tem sido o principal fator de controle do nível da água do lago (26).Especificamente, o soerguimento da bacia norte fechou uma saída existente.800 ka para aprofundar o lago até atingir a altura do limiar da saída moderna (21).Localizada no extremo sul do lago, essa saída forneceu um limite superior para o nível da água do lago durante os intervalos úmidos (incluindo hoje), mas permitiu que a bacia fechasse quando o nível da água do lago descesse durante os períodos secos (27).A reconstrução do nível do lago mostra os ciclos secos e úmidos alternados nos últimos 636 ka.De acordo com evidências de pólen fóssil, períodos de seca extrema (> 95% de redução no total de água) associados à baixa insolação de verão levaram à expansão da vegetação semidesértica, com árvores restritas a cursos d'água permanentes (27).Esses baixos (lagos) estão correlacionados com espectros de pólen, mostrando uma alta proporção de gramíneas (80% ou mais) e xerófitas (Amaranthaceae) às custas de taxa de árvores e baixa riqueza geral de espécies (25).Em contraste, quando o lago se aproxima dos níveis modernos, a vegetação intimamente relacionada às florestas montanhosas africanas geralmente se estende até a margem do lago [cerca de 500 m acima do nível do mar (masl)].Hoje, as florestas montanhosas africanas aparecem apenas em pequenas manchas discretas acima de cerca de 1500 msnm (25, 28).
O período de seca extrema mais recente ocorreu de 104 a 86 ka.Depois disso, embora o nível do lago tenha voltado a condições elevadas, florestas abertas de miombo com uma grande quantidade de ervas e ingredientes de ervas tornaram-se comuns (27, 28).O táxon de floresta de montanha africana mais significativo é o pinheiro Podocarpus, que nunca recuperou para um valor semelhante ao nível anterior do lago alto após 85 ka (10,7 ± 7,6% após 85 ka, enquanto o nível do lago semelhante antes de 85 ka é 29,8 ± 11,8% ).O índice de Margalef (Dmg) também mostra que a riqueza de espécies dos últimos 85 ka é 43% menor do que o nível anterior sustentado do alto lago (2,3 ± 0,20 e 4,6 ± 1,21, respectivamente), por exemplo, entre 420 e 345 ka ( texto e figuras S5 e S6) (25).Amostras de pólen de aproximadamente tempo.88 a 78 ka também contém uma alta porcentagem de pólen de Compositae, o que pode indicar que a vegetação foi perturbada e está dentro da faixa de erro da data mais antiga em que os humanos ocuparam a área.
Usamos o método de anomalia climática (29) para analisar os dados paleoecológicos e paleoclimáticos de testemunhos perfurados antes e depois de 85 ka, e examinamos a relação ecológica entre vegetação, abundância de espécies e precipitação e a hipótese de dissociar a previsão climática pura inferida.Modo de linha de base da unidade de ~550 ka.Esse ecossistema transformado é afetado pelas condições de precipitação e incêndios que enchem os lagos, o que se reflete na falta de espécies e novas combinações de vegetação.Após o último período seco, apenas alguns elementos florestais se recuperaram, incluindo os componentes resistentes ao fogo das florestas montanhosas africanas, como o azeite, e os componentes resistentes ao fogo das florestas tropicais sazonais, como Celtis (texto complementar e Figura S5) ( 25).Para testar essa hipótese, modelamos os níveis de água do lago derivados de ostracode e substitutos minerais autigênicos como variáveis ​​independentes (21) e variáveis ​​dependentes, como carvão e pólen, que podem ser afetadas pelo aumento da frequência de incêndios (25).
Para verificar a semelhança ou diferença entre essas combinações em diferentes momentos, usamos pólen de Podocarpus (árvore perene), grama (grama) e oliveira (componente resistente ao fogo das florestas montanhosas africanas) para análise de coordenadas principais (PCoA), e miombo (o principal componente florestal hoje).Ao plotar PCoA na superfície interpolada representando o nível do lago quando cada combinação foi formada, examinamos como a combinação de pólen muda em relação à precipitação e como essa relação muda após 85 ka (Figura 3 e Figura S7).Antes de 85 ka, as amostras à base de gramíneas agregaram para condições secas, enquanto as amostras à base de podocarpus agregaram para condições úmidas.Em contraste, as amostras após 85 ka estão agrupadas com a maioria das amostras antes de 85 ka e possuem valores médios diferentes, indicando que sua composição é incomum para condições de precipitação semelhantes.A sua posição na PCoA reflecte a influência da Olea e do miombo, ambos favorecidos em condições mais propensas ao fogo.Nas amostras após 85 ka, o pinheiro Podocarpus foi abundante apenas em três amostras consecutivas, que ocorreram após o início do intervalo entre 78 e 79 ka.Isso sugere que, após o aumento inicial das chuvas, a floresta parece ter se recuperado brevemente antes de finalmente entrar em colapso.
Cada ponto representa uma única amostra de pólen em um determinado momento, usando o texto suplementar e o modelo de idade na Figura 1. S8.O vetor representa a direção e o gradiente da mudança, e um vetor mais longo representa uma tendência mais forte.A superfície subjacente representa o nível da água do lago como representante da precipitação;o azul escuro é mais alto.O valor médio dos valores de características de PCoA é fornecido para os dados após 85 ka (diamante vermelho) e todos os dados de níveis de lagos semelhantes antes de 85 ka (diamante amarelo).Usando os dados de todos os 636 ka, o “nível do lago simulado” está entre -0,130-σ e -0,198-σ próximo ao autovalor médio do PCA do nível do lago.
Para estudar a relação entre pólen, nível de água do lago e carvão, usamos análise de variância multivariada não paramétrica (NP-MANOVA) para comparar o “ambiente” geral (representado pela matriz de dados de pólen, nível de água do lago e carvão) antes e após a transição de 85 ka.Constatamos que a variação e a covariância encontradas nesta matriz de dados são diferenças estatisticamente significativas antes e após 85 ka (Tabela 1).
Nossos dados paleoambientais terrestres dos fitólitos e solos na borda do Lago Oeste são consistentes com a interpretação baseada no proxy do lago.Estes indicam que, apesar do alto nível de água do lago, a paisagem foi transformada em uma paisagem dominada por áreas de floresta de dossel aberto e pastagens arborizadas, assim como hoje (25).Todos os locais analisados ​​para fitólitos na borda oeste da bacia estão após ~45 ka e mostram uma grande quantidade de cobertura arbórea refletindo as condições úmidas.No entanto, eles acreditam que a maior parte da cobertura está na forma de floresta aberta coberta de bambu e grama do pânico.De acordo com dados de fitólitos, as palmeiras não resistentes ao fogo (Arecaceae) existem apenas na margem do lago e são raras ou ausentes em sítios arqueológicos do interior (Tabela S8) (30).
De um modo geral, condições úmidas, mas abertas no final do Pleistoceno também podem ser inferidas de paleossolos terrestres (19).A argila da lagoa e o carbonato do solo do pântano do sítio arqueológico de Mwanganda Village podem ser rastreados até 40 a 28 cal ka BP (Qian'anni previamente calibrado) (Tabela S4).As camadas de solos carbonáticos no leito de Chitimwe são geralmente nodulares calcários (Bkm) e argilosos e carbonáticos (Btk), o que indica a localização de relativa estabilidade geomorfológica e o lento assentamento do leque aluvial de longo alcance Aproximadamente 29 cal ka BP (Suplementar texto).O solo laterítico endurecido e erodido (rocha lítica) formado sobre os remanescentes de leques antigos indica condições de paisagem aberta (31) e forte precipitação sazonal (32), indicando o impacto contínuo dessas condições na paisagem.
O suporte para o papel do fogo nesta transição vem dos registros de macrocarvão emparelhados de testemunhos de perfuração, e o influxo de carvão da Bacia Central (MAL05-1B/1C) geralmente aumentou cerca de.175 cartas.Um grande número de picos segue aproximadamente entre eles.Após 135 e 175 ka e 85 e 100 ka, o nível do lago se recuperou, mas a floresta e a riqueza de espécies não se recuperaram (Texto complementar, Figura 2 e Figura S5).A relação entre o influxo de carvão e a suscetibilidade magnética dos sedimentos do lago também pode mostrar padrões de história de fogo de longo prazo (33).Use dados de Lyons et al.(34) O Lago Malawi continuou a erodir a paisagem queimada após 85 ka, o que implica uma correlação positiva (Rs de Spearman = 0,2542 e P = 0,0002; Tabela S7), enquanto os sedimentos mais antigos mostram a relação oposta (Rs = -0,2509 e P < 0,0001).Na bacia norte, o núcleo mais curto de MAL05-2A tem o ponto de ancoragem de datação mais profundo, e o tufo de Toba mais jovem tem ~74 a 75 ka (35).Embora careça de uma perspectiva de longo prazo, recebe informações diretamente da bacia onde os dados arqueológicos são obtidos.Os registros de carvão da bacia do norte mostram que desde a marca Toba cripto-tefra, a entrada de carvão terrígeno aumentou constantemente durante o período em que as evidências arqueológicas são mais comuns (Figura 2B).
Evidências de incêndios causados ​​pelo homem podem refletir o uso deliberado em escala de paisagem, populações generalizadas causando mais ou maiores ignições no local, alteração da disponibilidade de combustível pela colheita de florestas de sub-bosque ou uma combinação dessas atividades.Os caçadores-coletores modernos usam o fogo para mudar ativamente as recompensas de forrageamento (2).Suas atividades aumentam a abundância de presas, mantêm a paisagem do mosaico e aumentam a diversidade térmica e a heterogeneidade dos estágios de sucessão (13).O fogo também é importante para atividades no local, como aquecimento, culinária, defesa e socialização (14).Mesmo pequenas diferenças na implantação de incêndios fora dos relâmpagos naturais podem alterar os padrões de sucessão da floresta, a disponibilidade de combustível e a sazonalidade do incêndio.A redução da cobertura arbórea e das árvores do sub-bosque provavelmente aumentará a erosão, e a perda da diversidade de espécies nesta área está intimamente relacionada à perda das comunidades das florestas montanhosas africanas (25).
No registro arqueológico anterior ao início do MSA, o controle humano do fogo estava bem estabelecido (15), mas até agora, seu uso como ferramenta de gestão da paisagem só foi registrado em alguns contextos paleolíticos.Estes incluem cerca de na Austrália.40 ka (36), Terras Altas da Nova Guiné.45 ka (37) tratado de paz.50 ka Niah Cave (38) na planície de Bornéu.Nas Américas, quando os humanos entraram pela primeira vez nesses ecossistemas, especialmente nos últimos 20 ka (16), a ignição artificial foi considerada o principal fator na reconfiguração das comunidades de plantas e animais.Essas conclusões devem ser baseadas em evidências relevantes, mas no caso de sobreposição direta de dados arqueológicos, geológicos, geomorfológicos e paleoambientais, o argumento da causalidade foi fortalecido.Embora os dados de núcleo marinho das águas costeiras da África tenham fornecido anteriormente evidências de mudanças de fogo no passado cerca de 400 ka (9), aqui fornecemos evidências de influência humana de conjuntos de dados arqueológicos, paleoambientais e geomorfológicos relevantes.
A identificação de incêndios provocados pelo homem em registros paleoambientais requer evidências de atividades de fogo e mudanças temporais ou espaciais da vegetação, comprovando que essas mudanças não são previstas apenas por parâmetros climáticos, e a sobreposição temporal/espacial entre mudanças nas condições do fogo e mudanças nas condições humanas. registros (29) Aqui, a primeira evidência de ocupação generalizada de MSA e formação de leques aluviais na bacia do Lago Malawi ocorreu aproximadamente no início de uma grande reorganização da vegetação regional.85 cartas.A abundância de carvão no núcleo MAL05-1B/1C reflete a tendência regional de produção e deposição de carvão, em aproximadamente 150 ka em comparação com o restante do registro de 636 ka (Figuras S5, S9 e S10).Essa transição mostra a importante contribuição do fogo para moldar a composição do ecossistema, que não pode ser explicada apenas pelo clima.Em situações de incêndio natural, a ignição por raios geralmente ocorre no final da estação seca (39).No entanto, se o combustível estiver seco o suficiente, incêndios provocados pelo homem podem ser iniciados a qualquer momento.Na escala da cena, os humanos podem mudar continuamente o fogo coletando lenha debaixo da floresta.O resultado final de qualquer tipo de fogo feito pelo homem é que ele tem o potencial de causar mais consumo de vegetação lenhosa, com duração ao longo do ano e em todas as escalas.
Na África do Sul, já em 164 ka (12), o fogo era usado para o tratamento térmico de pedras para fabricação de ferramentas.Já em 170 ka (40), o fogo era usado como ferramenta para cozinhar tubérculos amiláceos, fazendo pleno uso do fogo nos tempos antigos.Cenário propenso a recursos prósperos (41).Os incêndios na paisagem reduzem a cobertura arbórea e são uma ferramenta importante para a manutenção dos ambientes de pastagens e fragmentos florestais, que são os elementos definidores dos ecossistemas mediados pelo homem (13).Se o propósito de mudar o comportamento da vegetação ou das presas é aumentar as queimadas provocadas pelo homem, então esse comportamento representa um aumento na complexidade de controlar e implantar o fogo pelos primeiros humanos modernos em comparação com os primeiros humanos, e mostra que nossa relação com o fogo passou por uma mudança mudança na interdependência (7).Nossa análise fornece uma maneira adicional de entender as mudanças no uso do fogo pelos humanos no Pleistoceno Superior e o impacto dessas mudanças em sua paisagem e meio ambiente.
A expansão dos leques aluviais do Quaternário Tardio na área de Karonga pode ser devido a mudanças no ciclo de combustão sazonal sob condições de chuvas acima da média, levando ao aumento da erosão da encosta.O mecanismo desta ocorrência pode ser a resposta na escala da bacia hidrográfica impulsionada pela perturbação causada pelo fogo, a erosão acentuada e sustentada da parte superior da bacia hidrográfica e a expansão dos leques aluviais no ambiente do Piemonte perto do Lago Malawi.Essas reações podem incluir mudanças nas propriedades do solo para reduzir a permeabilidade, reduzir a rugosidade da superfície e aumentar o escoamento devido à combinação de condições de alta precipitação e cobertura arbórea reduzida (42).A disponibilidade de sedimentos é inicialmente melhorada pelo descascamento do material de cobertura e, com o tempo, a resistência do solo pode diminuir devido ao aquecimento e à redução da resistência da raiz.A esfoliação do solo superficial aumenta o fluxo de sedimentos, que é acomodado pelo acúmulo em leque a jusante e acelera a formação de solo vermelho no em leque.
Muitos fatores podem controlar a resposta da paisagem às mudanças nas condições de incêndio, a maioria dos quais opera em um curto período de tempo (42-44).O sinal que associamos aqui é óbvio na escala de tempo do milênio.A análise e os modelos de evolução da paisagem mostram que com a perturbação da vegetação causada por repetidos incêndios florestais, a taxa de desnudação mudou significativamente em uma escala de tempo de milênios (45, 46).A falta de registros fósseis regionais que coincidam com as mudanças observadas nos registros de carvão e vegetação dificulta a reconstrução dos efeitos do comportamento humano e das mudanças ambientais na composição das comunidades herbívoras.No entanto, grandes herbívoros que habitam paisagens mais abertas desempenham um papel na manutenção das mesmas e na prevenção da invasão da vegetação lenhosa (47).Evidências de mudanças em diferentes componentes do ambiente não devem ocorrer simultaneamente, mas devem ser vistas como uma série de efeitos cumulativos que podem ocorrer por um longo período de tempo (11).Usando o método de anomalia climática (29), consideramos a atividade humana como um fator-chave na formação da paisagem do norte do Malawi durante o Pleistoceno Superior.No entanto, esses efeitos podem ser baseados no legado anterior e menos óbvio das interações homem-ambiente.O pico de carvão que apareceu no registro paleoambiental antes da data arqueológica mais antiga pode incluir um componente antropogênico que não causa as mesmas mudanças no sistema ecológico registradas posteriormente e não envolve depósitos suficientes para indicar com segurança a ocupação humana.
Núcleos de sedimentos curtos, como os da Bacia do Lago Masoko adjacente na Tanzânia, ou os núcleos de sedimentos mais curtos no Lago Malawi, mostram que a abundância relativa de pólen de taxa de gramíneas e floresta mudou, o que é atribuído aos últimos 45 anos.A mudança climática natural de ka (48-50).No entanto, apenas uma observação de longo prazo do registro de pólen do Lago Malawi >600 ka, juntamente com a paisagem arqueológica milenar próxima a ele, é possível entender o clima, a vegetação, o carvão e as atividades humanas.Embora seja provável que os humanos apareçam na parte norte da bacia do Lago Malawi antes de 85 ka, cerca de 85 ka, especialmente após 70 ka, indicam que a área é atraente para a habitação humana após o fim do último grande período de seca.Neste momento, o uso novo ou mais intensivo/frequente do fogo pelo homem é obviamente combinado com as mudanças climáticas naturais para reconstruir a relação ecológica > 550-ka, e finalmente formou a paisagem artificial pré-agrícola inicial (Figura 4).Ao contrário de períodos anteriores, a natureza sedimentar da paisagem preserva o sítio MSA, que é uma função da relação recursiva entre o ambiente (distribuição de recursos), comportamento humano (padrões de atividade) e ativação do leque (deposição/soterramento do local).
(A) Sobre.400 ka: Nenhum ser humano pode ser detectado.As condições úmidas são semelhantes às de hoje e o nível do lago é alto.Cobertura arbórea diversificada e não resistente ao fogo.(B) Cerca de 100 ka: Não há registro arqueológico, mas a presença de humanos pode ser detectada pelo influxo de carvão.Condições extremamente secas ocorrem em bacias hidrográficas secas.O leito rochoso é geralmente exposto e os sedimentos superficiais são limitados.(C) Cerca de 85 a 60 ka: O nível da água do lago aumenta com o aumento da precipitação.A existência de seres humanos pode ser descoberta através da arqueologia após 92 ka, e após 70 ka, a queima de terras altas e a expansão de leques aluviais se seguirão.Surgiu um sistema de vegetação menos diversificado e resistente ao fogo.(D) Cerca de 40 a 20 ka: A entrada de carvão vegetal ambiental na bacia norte aumentou.A formação de leques aluviais continuou, mas começou a enfraquecer no final deste período.Comparado com o recorde anterior de 636 ka, o nível do lago permanece alto e estável.
O Antropoceno representa o acúmulo de comportamentos de construção de nicho desenvolvidos ao longo de milhares de anos, e sua escala é exclusiva do Homo sapiens moderno (1, 51).No contexto moderno, com a introdução da agricultura, as paisagens feitas pelo homem continuam existindo e se intensificando, mas são extensões de padrões estabelecidos durante o Pleistoceno, e não desconexões (52).Dados do norte do Malawi mostram que o período de transição ecológica pode ser prolongado, complicado e repetitivo.Essa escala de transformação reflete o complexo conhecimento ecológico dos primeiros humanos modernos e ilustra sua transformação em nossa espécie dominante global hoje.
De acordo com o protocolo descrito por Thompson et al., investigação in loco e registro de artefatos e características de paralelepípedos na área de levantamento.(53).A colocação da fossa de teste e a escavação do sítio principal, incluindo micromorfologia e amostragem de fitólitos, seguiram o protocolo descrito por Thompson et al.(18) e Wright et al.(19).O nosso mapa do sistema de informação geográfica (GIS) baseado no mapa de levantamento geológico do Malawi da região mostra uma clara correlação entre os leitos de Chitimwe e os sítios arqueológicos (Figura S1).O intervalo entre os poços de testes geológicos e arqueológicos na área de Karonga é para capturar a amostra representativa mais ampla (Figura S2).A geomorfologia, idade geológica e pesquisas arqueológicas de Karonga envolvem quatro métodos principais de pesquisa de campo: pesquisas de pedestres, poços de teste arqueológico, poços de teste geológicos e escavações detalhadas do local.Juntas, essas técnicas permitem a amostragem da exposição principal do leito de Chitimwe no norte, centro e sul de Karonga (Figura S3).
A investigação in loco e registro de artefatos e características de paralelepípedos na área de levantamento de pedestres seguiram o protocolo descrito por Thompson et al.(53).Essa abordagem tem dois objetivos principais.A primeira é identificar os locais onde as relíquias culturais foram erodidas e, em seguida, colocar poços de testes arqueológicos morro acima nesses locais para restaurar as relíquias culturais in situ do ambiente enterrado.O segundo objetivo é registrar formalmente a distribuição de artefatos, suas características e sua relação com a fonte de materiais de pedra próximos (53).Neste trabalho, uma equipe de três pessoas caminhou a uma distância de 2 a 3 metros por um total de 147,5 quilômetros lineares, percorrendo a maioria dos leitos de Chitimwe sorteados (Tabela S6).
O trabalho primeiro se concentrou nos leitos de Chitimwe para maximizar as amostras de artefatos observados e, em segundo lugar, concentrou-se em longas seções lineares da margem do lago até as terras altas que cortam diferentes unidades sedimentares.Isso confirma uma observação chave de que os artefatos localizados entre o planalto ocidental e a margem do lago estão relacionados apenas ao leito de Chitimwe ou a sedimentos mais recentes do Pleistoceno Superior e do Holoceno.Os artefatos encontrados em outros depósitos estão fora do local, realocados de outros locais da paisagem, como pode ser observado pela abundância, tamanho e grau de intemperismo.
A escavação arqueológica no local e a escavação do sítio principal, incluindo micromorfologia e amostragem de fitólitos, seguiram o protocolo descrito por Thompson et al.(18, 54) e Wright et al.(19, 55).O objetivo principal é entender a distribuição subterrânea de artefatos e sedimentos em forma de leque na paisagem maior.Os artefatos geralmente são enterrados profundamente em todos os locais dos Leitos de Chitimwe, exceto nas bordas, onde a erosão começou a remover a parte superior do sedimento.Durante a investigação informal, duas pessoas passaram por Chitimwe Beds, que foram exibidos como características do mapa no mapa geológico do governo do Malawi.Quando essas pessoas encontraram os ombros do sedimento do leito de Chitimwe, começaram a caminhar ao longo da borda, onde puderam observar os artefatos erodidos do sedimento.Ao inclinar as escavações ligeiramente para cima (3 a 8 m) a partir dos artefatos de erosão ativa, a escavação pode revelar sua posição in situ em relação ao sedimento que os contém, sem a necessidade de extensa escavação lateral.As fossas de teste são colocadas de forma que fiquem a 200 a 300 metros de distância da fossa mais próxima, capturando assim as mudanças no sedimento do leito de Chitimwe e os artefatos que ele contém.Em alguns casos, o poço de teste revelou um local que mais tarde se tornou um local de escavação em grande escala.
Todos os poços de teste começam com um quadrado de 1 × 2 m, voltados para o norte-sul, e são escavados em unidades arbitrárias de 20 cm, a menos que a cor, textura ou conteúdo do sedimento mude significativamente.Registre a sedimentologia e as propriedades do solo de todos os sedimentos escavados, que passam uniformemente por uma peneira seca de 5 mm.Se a profundidade de deposição continuar ultrapassando 0,8 a 1 m, pare de cavar em um dos dois metros quadrados e continue cavando no outro, formando assim um “degrau” para que você possa entrar em camadas mais profundas com segurança.Em seguida, continue a escavar até que o leito rochoso seja alcançado, pelo menos 40 cm de sedimentos arqueologicamente estéreis estejam abaixo da concentração de artefatos, ou a escavação se torne muito insegura (profunda) para prosseguir.Em alguns casos, a profundidade de deposição precisa estender o poço de teste para um terceiro metro quadrado e entrar na vala em duas etapas.
Os poços de testes geológicos mostraram anteriormente que os leitos de Chitimwe geralmente aparecem em mapas geológicos por causa de sua cor vermelha distinta.Quando incluem riachos extensos e sedimentos fluviais e sedimentos de leques aluviais, nem sempre aparecem em vermelho (19).Geologia O poço de teste foi escavado como um poço simples projetado para remover os sedimentos superiores misturados para revelar os estratos subterrâneos dos sedimentos.Isso é necessário porque o leito de Chitimwe é erodido em uma encosta parabólica e há sedimentos colapsados ​​na encosta, que geralmente não formam partes naturais ou cortes claros.Portanto, essas escavações ou ocorreram no topo do leito de Chitimwe, presumivelmente houve contato subterrâneo entre o leito de Chitimwe e o leito de Chiwondo do Plioceno abaixo, ou ocorreram onde os sedimentos do terraço do rio precisavam ser datados (55).
Escavações arqueológicas em grande escala são realizadas em locais que prometem um grande número de montagens de ferramentas de pedra in situ, geralmente baseadas em poços de teste ou locais onde um grande número de relíquias culturais pode ser visto erodindo da encosta.As principais relíquias culturais escavadas foram recuperadas de unidades sedimentares escavadas separadamente em um quadrado de 1 × 1 m.Se a densidade de artefatos for alta, a unidade de escavação é um bico de 10 ou 5 cm.Todos os produtos de pedra, ossos fósseis e ocre foram desenhados durante cada grande escavação, e não há limite de tamanho.O tamanho da tela é de 5 mm.Se relíquias culturais forem descobertas durante o processo de escavação, elas receberão um número de descoberta de desenho de código de barras exclusivo e os números de descoberta na mesma série serão atribuídos às descobertas filtradas.As relíquias culturais são marcadas com tinta permanente, colocadas em sacos com etiquetas de espécimes e ensacadas juntamente com outras relíquias culturais do mesmo fundo.Após análise, todas as relíquias culturais são guardadas no Centro Cultural e Museológico de Karonga.
Todas as escavações são realizadas de acordo com os estratos naturais.Estes são subdivididos em espetos, e a espessura do espeto depende da densidade do artefato (por exemplo, se a densidade do artefato for baixa, a espessura do espeto será alta).Dados de fundo (por exemplo, propriedades de sedimentos, relações de fundo e observações de interferência e densidade de artefatos) são registrados no banco de dados do Access.Todos os dados de coordenadas (por exemplo, achados desenhados em segmentos, elevação de contexto, cantos quadrados e amostras) são baseados nas coordenadas Universal Transverse Mercator (UTM) (WGS 1984, Zona 36S).No local principal, todos os pontos são registrados usando uma estação total Nikon Nivo C série 5″, que é construída em uma grade local o mais próximo possível ao norte da UTM.A localização do canto noroeste de cada local de escavação e a localização de cada local de escavação A quantidade de sedimentos é fornecida na Tabela S5.
A seção de características de sedimentologia e ciência do solo de todas as unidades escavadas foi registrada usando o Programa de Classe de Peças Agrícolas dos Estados Unidos (56).As unidades sedimentares são especificadas com base no tamanho do grão, angularidade e características do leito.Observe as inclusões anormais e distúrbios associados à unidade sedimentar.O desenvolvimento do solo é determinado pelo acúmulo de sesquióxido ou carbonato no solo subterrâneo.Intemperismo subterrâneo (por exemplo, redox, formação de nódulos residuais de manganês) também é frequentemente registrado.
O ponto de coleta de amostras OSL é determinado com base na estimativa de quais fácies podem produzir a estimativa mais confiável da idade de soterramento do sedimento.No local de amostragem, foram cavadas trincheiras para expor a camada sedimentar autigênica.Colete todas as amostras usadas para datação OSL inserindo um tubo de aço opaco (cerca de 4 cm de diâmetro e cerca de 25 cm de comprimento) no perfil do sedimento.
A datação OSL mede o tamanho do grupo de elétrons presos em cristais (como quartzo ou feldspato) devido à exposição à radiação ionizante.A maior parte dessa radiação vem do decaimento de isótopos radioativos no ambiente, e uma pequena quantidade de componentes adicionais em latitudes tropicais aparecem na forma de radiação cósmica.Os elétrons capturados são liberados quando o cristal é exposto à luz, o que ocorre durante o transporte (evento de zeragem) ou em laboratório, onde a iluminação ocorre em um sensor capaz de detectar fótons (por exemplo, um tubo fotomultiplicador ou uma câmera com dispositivo de acoplamento) A parte inferior emite quando o elétron retorna ao estado fundamental.Partículas de quartzo com tamanho entre 150 e 250 μm são separadas por peneiramento, tratamento ácido e separação de densidade, e usadas como pequenas alíquotas (<100 partículas) montadas na superfície de uma placa de alumínio ou perfuradas em um poço de 300 x 300 mm. partículas são analisadas em uma panela de alumínio.A dose enterrada geralmente é estimada usando um método de regeneração de alíquota única (57).Além de avaliar a dose de radiação recebida pelos grãos, a datação OSL também requer estimar a taxa de dose medindo a concentração de radionuclídeos no sedimento da amostra coletada usando espectroscopia gama ou análise de ativação de nêutrons e determinando a amostra de referência de dose cósmica Localização e profundidade de enterro.A determinação final da idade é obtida dividindo a dose de enterramento pela taxa de dose.No entanto, quando há alteração na dose medida por um único grão ou grupo de grãos, é necessário um modelo estatístico para determinar a dose enterrada adequada a ser utilizada.A dose enterrada é calculada aqui usando o modelo de era central, no caso de datação de alíquota única, ou no caso de datação de partícula única, usando um modelo de mistura finita (58).
Três laboratórios independentes realizaram a análise OSL para este estudo.Os métodos individuais detalhados para cada laboratório são mostrados abaixo.Em geral, usamos o método da dose regenerativa para aplicar a datação OSL a pequenas alíquotas (dezenas de grãos) em vez de usar análise de grão único.Isso ocorre porque durante o experimento de crescimento regenerativo, a taxa de recuperação de uma pequena amostra é baixa (<2%) e o sinal OSL não está saturado no nível do sinal natural.A consistência interlaboratorial da determinação da idade, a consistência dos resultados dentro e entre os perfis estratigráficos testados e a consistência com a interpretação geomorfológica da idade 14C das rochas carbonáticas são as principais bases para esta avaliação.Cada laboratório avaliou ou implementou um único acordo de grãos, mas determinou independentemente que não era adequado para uso neste estudo.Os métodos detalhados e protocolos de análise seguidos por cada laboratório são fornecidos nos materiais e métodos complementares.
Artefatos de pedra recuperados de escavações controladas (BRU-I; CHA-I, CHA-II e CHA-III; MGD-I, MGD-II e MGD-III; e SS-I) são baseados no sistema métrico e na qualidade características.Meça o peso e o tamanho máximo de cada peça de trabalho (usando uma balança digital para medir o peso é 0,1 g; usando um paquímetro digital Mitutoyo para medir todas as dimensões é 0,01 mm).Todas as relíquias culturais também são classificadas de acordo com as matérias-primas (quartzo, quartzito, sílex, etc.), granulometria (fina, média, grossa), uniformidade de granulometria, cor, tipo de cortex e cobertura, intemperismo/arredondamento de arestas e grau técnico (completos ou fragmentados) Núcleos ou lascas, lascas/pedaços de canto, pedras de martelo, granadas e outros).
O núcleo é medido ao longo de seu comprimento máximo;largura máxima;a largura é 15%, 50% e 85% do comprimento;espessura máxima;espessura é de 15%, 50% e 85% do comprimento.Medidas também foram realizadas para avaliar as propriedades de volume do núcleo dos tecidos hemisféricos (radial e Levallois).Tanto os núcleos intactos quanto os quebrados são classificados de acordo com o método de redefinição (plataforma única ou multiplataforma, radial, Levallois, etc.), e as cicatrizes escamosas são contadas em ≥15 mm e ≥20% do comprimento do núcleo.Núcleos com 5 ou menos cicatrizes de 15 mm são classificados como “aleatórios”.A cobertura cortical de toda a superfície do núcleo é registrada e a cobertura cortical relativa de cada lado é registrada no núcleo do tecido hemisférico.
A folha é medida ao longo de seu comprimento máximo;largura máxima;a largura é 15%, 50% e 85% do comprimento;espessura máxima;espessura é de 15%, 50% e 85% do comprimento.Descreva os fragmentos de acordo com as partes restantes (proximal, médio, distal, dividido à direita e dividido à esquerda).O alongamento é calculado dividindo o comprimento máximo pela largura máxima.Meça a largura da plataforma, a espessura e o ângulo da plataforma externa do corte intacto e dos fragmentos do corte proximal e classifique as plataformas de acordo com o grau de preparação.Registre a cobertura cortical e a localização em todas as fatias e fragmentos.As bordas distais são classificadas de acordo com o tipo de terminação (pena, dobradiça e forquilha superior).No corte completo, registre o número e a direção da cicatriz no corte anterior.Quando encontrado, registre o local da modificação e a invasividade de acordo com o protocolo estabelecido por Clarkson (59).Planos de renovação foram iniciados para a maioria das combinações de escavação para avaliar os métodos de restauração e a integridade da deposição do local.
Os artefatos de pedra recuperados dos poços de teste (CS-TP1-21, SS-TP1-16 e NGA-TP1-8) são descritos de acordo com um esquema mais simples do que a escavação controlada.Para cada artefato, foram registradas as seguintes características: matéria-prima, tamanho de partícula, cobertura do córtex, grau de tamanho, intemperismo/dano de borda, componentes técnicos e preservação dos fragmentos.Notas descritivas para as características de diagnóstico dos flocos e núcleos são registradas.
Blocos completos de sedimentos foram cortados de seções expostas em escavações e trincheiras geológicas.Essas pedras foram fixadas no local com ataduras de gesso ou papel higiênico e fita adesiva, e depois transportadas para o Laboratório de Arqueologia Geológica da Universidade de Tübingen, na Alemanha.Lá, a amostra é seca a 40°C por pelo menos 24 horas.Em seguida, são curados a vácuo, usando uma mistura de resina de poliéster não promovida e estireno na proporção de 7:3.O peróxido de metil etil cetona é usado como catalisador, mistura de resina-estireno (3 a 5 ml/l).Uma vez que a mistura de resina tenha gelificado, aqueça a amostra a 40°C por pelo menos 24 horas para endurecer completamente a mistura.Use uma serra para cortar a amostra endurecida em pedaços de 6 × 9 cm, cole-os em uma lâmina de vidro e triture-os até uma espessura de 30 μm.As fatias resultantes foram digitalizadas usando um scanner de mesa e analisadas usando luz polarizada plana, luz polarizada cruzada, luz incidente oblíqua e fluorescência azul a olho nu e ampliação (× 50 a × 200).A terminologia e a descrição dos cortes finos seguem as diretrizes publicadas por Stoops (60) e Courty et al.(61).Os nódulos carbonáticos formadores de solo coletados a partir de uma profundidade > 80 cm são cortados ao meio para que a metade possa ser impregnada e realizada em fatias finas (4,5 × 2,6 cm) usando um estereomicroscópio padrão e microscópio petrográfico e catodoluminescência (CL) Microscópio de pesquisa .O controle dos tipos de carbonatos é muito cauteloso, pois a formação do carbonato formador do solo está relacionada à superfície estável, enquanto a formação do carbonato de águas subterrâneas é independente da superfície ou do solo.
As amostras foram perfuradas a partir da superfície cortada dos nódulos carbonáticos formadores do solo e divididas pela metade para várias análises.FS usou os microscópios estéreo e petrográficos padrão do Grupo de Trabalho de Geoarqueologia e o microscópio CL do Grupo de Trabalho de Mineralogia Experimental para estudar as fatias finas, ambas localizadas em Tübingen, Alemanha.As subamostras de datação por radiocarbono foram perfuradas usando brocas de precisão de uma área designada de aproximadamente 100 anos.A outra metade dos nódulos tem 3 mm de diâmetro para evitar áreas com recristalização tardia, ricas inclusões minerais ou grandes mudanças no tamanho dos cristais de calcita.O mesmo protocolo não pode ser seguido para as amostras MEM-5038, MEM-5035 e MEM-5055 A.Essas amostras são selecionadas de amostras de sedimentos soltos e são muito pequenas para serem cortadas ao meio para seccionamento fino.No entanto, estudos de seção delgada foram realizados nas amostras micromorfológicas correspondentes de sedimentos adjacentes (incluindo nódulos carbonáticos).
Submetemos amostras de datação de 14C ao Centro de Pesquisa de Isótopos Aplicados (CAIS) da Universidade da Geórgia, Atenas, EUA.A amostra de carbonato reage com ácido fosfórico a 100% em um recipiente de reação evacuado para formar CO2.Purificação a baixa temperatura de amostras de CO2 de outros produtos de reação e conversão catalítica em grafite.A razão de grafite 14C/13C foi medida usando um espectrômetro de massa de acelerador de 0,5 MeV.Compare a proporção da amostra com a proporção medida com o padrão de ácido oxálico I (NBS SRM 4990).O mármore de Carrara (IAEA C1) é usado como fundo e o travertino (IAEA C2) é usado como padrão secundário.O resultado é expresso como uma porcentagem de carbono moderno, e a data não calibrada citada é dada em anos de radiocarbono (anos BP) antes de 1950, usando uma meia-vida de 14C de 5568 anos.O erro é citado como 1-σ e reflete o erro estatístico e experimental.Com base no valor de δ13C medido por espectrometria de massa de razão isotópica, C. Wissing do Laboratório de Biogeologia em Tübingen, Alemanha, relatou a data do fracionamento isotópico, exceto para UGAMS-35944r medido no CAIS.A amostra 6887B foi analisada em duplicata.Para fazer isso, perfure uma segunda subamostra do nódulo (UGAMS-35944r) da área de amostragem indicada na superfície de corte.A curva de calibração INTCAL20 (Tabela S4) (62) aplicada no hemisfério sul foi utilizada para corrigir o fracionamento atmosférico de todas as amostras para 14C a 2-σ.