Les Homo sapiens modernes ont participé à un grand nombre de transformations des écosystèmes, mais il est difficile de déceler l'origine ou les premières conséquences de ces comportements.Les données archéologiques, géochronologiques, géomorphologiques et paléoenvironnementales du nord du Malawi documentent l'évolution de la relation entre la présence de butineurs, l'organisation de l'écosystème et la formation d'éventails alluviaux au Pléistocène supérieur.Après environ le 20e siècle, un système dense d'artefacts mésolithiques et d'éventails alluviaux s'est formé.Il y a 92 000 ans, dans l'environnement paléoécologique, il n'y avait pas d'analogue dans le précédent record de 500 000 ans.Les données archéologiques et l'analyse des coordonnées principales montrent que les premiers incendies artificiels ont assoupli les restrictions saisonnières sur l'allumage, affectant la composition de la végétation et l'érosion.Ceci, combiné aux changements de précipitations induits par le climat, a finalement conduit à une transition écologique vers le paysage artificiel pré-agricole précoce.
Les humains modernes sont de puissants promoteurs de la transformation des écosystèmes.Pendant des milliers d'années, ils ont profondément et intentionnellement modifié l'environnement, suscitant un débat sur le moment et la manière dont le premier écosystème dominé par l'homme a émergé (1).De plus en plus de preuves archéologiques et ethnographiques montrent qu'il existe un grand nombre d'interactions récursives entre les butineurs et leur environnement, ce qui indique que ces comportements sont à la base de l'évolution de notre espèce (2-4).Les données fossiles et génétiques indiquent que l'Homo sapiens existait en Afrique il y a environ 315 000 ans (ka).Les données archéologiques montrent que la complexité des comportements qui se produisent à travers le continent a considérablement augmenté dans le passé d'environ 300 à 200 ka.La fin du Pléistocène (Chibanien) (5).Depuis notre émergence en tant qu'espèce, les humains ont commencé à compter sur l'innovation technologique, les arrangements saisonniers et la coopération sociale complexe pour prospérer.Ces attributs nous permettent de tirer parti d'environnements et de ressources auparavant inhabités ou extrêmes, de sorte qu'aujourd'hui les humains sont la seule espèce animale mondiale (6).Le feu a joué un rôle clé dans cette transformation (7).
Les modèles biologiques indiquent que l'adaptabilité aux aliments cuits remonte à au moins 2 millions d'années, mais ce n'est qu'à la fin du Pléistocène moyen que les preuves archéologiques conventionnelles de la lutte contre les incendies sont apparues (8).La carotte océanique avec des enregistrements de poussière d'une grande partie du continent africain montre qu'au cours des derniers millions d'années, le pic de carbone élémentaire est apparu après environ 400 ka, principalement lors de la transition de la période interglaciaire à la période glaciaire, mais s'est également produit pendant l'Holocène (9).Cela montre qu'avant environ 400 ka, les incendies en Afrique sub-saharienne n'étaient pas courants, et que les apports humains étaient importants à l'Holocène (9).Le feu est un outil utilisé par les bergers tout au long de l'Holocène pour cultiver et entretenir les prairies (10).Cependant, détecter le contexte et l'impact écologique de l'utilisation du feu par les chasseurs-cueilleurs au début du Pléistocène est plus compliqué (11).
Le feu est appelé un outil d'ingénierie pour la manipulation des ressources à la fois en ethnographie et en archéologie, y compris l'amélioration des revenus des moyens de subsistance ou la modification des matières premières.Ces activités sont généralement liées à la planification publique et nécessitent de nombreuses connaissances écologiques (2, 12, 13).Les incendies à l'échelle du paysage permettent aux chasseurs-cueilleurs de chasser leurs proies, de lutter contre les ravageurs et d'augmenter la productivité de l'habitat (2).Le feu sur place favorise la cuisson, le chauffage, la défense contre les prédateurs et la cohésion sociale (14).Cependant, la mesure dans laquelle les feux des chasseurs-cueilleurs peuvent reconfigurer les composantes du paysage, telles que la structure de la communauté écologique et la topographie, est très ambiguë (15, 16).
Sans données archéologiques et géomorphologiques obsolètes et enregistrements environnementaux continus provenant de plusieurs endroits, comprendre le développement des changements écologiques induits par l'homme est problématique.Les enregistrements à long terme des dépôts lacustres de la vallée du Grand Rift en Afrique australe, combinés aux anciens enregistrements archéologiques de la région, en font un lieu d'étude des impacts écologiques causés par le Pléistocène.Ici, nous rendons compte de l'archéologie et de la géomorphologie d'un vaste paysage de l'âge de pierre en Afrique centrale et méridionale.Ensuite, nous l'avons lié à des données paléoenvironnementales couvrant plus de 600 ka pour déterminer les premières preuves de couplage du comportement humain et de la transformation de l'écosystème dans le contexte des incendies d'origine humaine.
Nous avons fourni une limite d'âge non signalée auparavant pour le lit de Chitimwe dans le district de Karonga, situé à l'extrémité nord de la partie nord du Malawi dans la vallée du Rift sud-africain (Figure 1) (17).Ces lits sont composés de cônes alluviaux de sol rouge et de sédiments fluviaux, couvrant environ 83 kilomètres carrés, contenant des millions de produits en pierre, mais aucun reste organique préservé, tel que des os (Texte supplémentaire) (18).Nos données sur la lumière optiquement excitée (OSL) de l'enregistrement de la Terre (Figure 2 et Tableaux S1 à S3) ont modifié l'âge du lit de Chitimwe jusqu'au Pléistocène supérieur, et l'âge le plus ancien d'activation du ventilateur alluvial et d'enfouissement à l'âge de pierre est d'environ 92 ka ( 18, 19).La couche alluviale et fluviale de Chitimwe recouvre les lacs et rivières de la couche Pliocène-Pléistocène Chiwondo à partir d'une discordance à faible angle (17).Ces dépôts sont situés dans le coin de faille le long du bord du lac.Leur configuration indique l'interaction entre les fluctuations du niveau du lac et les failles actives s'étendant jusqu'au Pliocène (17).Bien que l'action tectonique ait pu affecter la topographie régionale et la pente du piémont pendant longtemps, l'activité des failles dans cette zone peut s'être ralentie depuis le Pléistocène moyen (20).Après ~800 ka et jusqu'à peu après 100 ka, l'hydrologie du lac Malawi est principalement déterminée par le climat (21).Par conséquent, aucun de ceux-ci n'est la seule explication de la formation d'éventails alluviaux au Pléistocène supérieur (22).
(A) L'emplacement de la station africaine par rapport aux précipitations modernes (astérisque);le bleu est plus humide et le rouge est plus sec (73) ;la case de gauche montre le lac Malawi et les zones environnantes MAL05-2A et MAL05-1B L'emplacement du noyau / 1C (point violet), où la zone de Karonga est mise en évidence par un contour vert, et l'emplacement du lit de Luchamange est mis en évidence comme une boîte blanche.(B) La partie nord du bassin du Malawi, montrant la topographie d'ombrage par rapport au noyau MAL05-2A, le lit de Chitimwe restant (tache brune) et l'emplacement des fouilles du projet du Mésolithique précoce du Malawi (MEMSAP) (point jaune) );CHA, Chaminade ;MGD, le village de Mwanganda ;NGA, Ngara ;SS, Sadara Sud ;VIN, image de la bibliothèque littéraire ;WW, Béluga.
Âge central OSL (ligne rouge) et plage d'erreur de 1-σ (25 % de gris), tous les âges OSL liés à l'apparition d'artefacts in situ à Karonga.L'âge par rapport aux dernières données de 125 ka montre (A) les estimations de la densité du noyau de tous les âges OSL des sédiments du cône alluvial, indiquant l'accumulation du cône sédimentaire/alluvial (cyan) et la reconstruction du niveau d'eau du lac sur la base des valeurs caractéristiques de l'analyse en composantes principales (ACP). Aquatique fossiles et minéraux authigènes (21) (bleu) du noyau MAL05-1B/1C.(B) À partir du noyau MAL05-1B/1C (noir, une valeur proche de 7000 avec un astérisque) et du noyau MAL05-2A (gris), les comptes de carbone macromoléculaire par gramme normalisés par la vitesse de sédimentation.(C) Indice de richesse en espèces de Margalef (Dmg) à partir du pollen fossile de base MAL05-1B/1C.(D) Pourcentage de pollen fossile de Compositae, miombo woodland et Olea europaea, et (E) Pourcentage de pollen fossile de Poaceae et Podocarpus.Toutes les données polliniques proviennent de la carotte MAL05-1B/1C.Les chiffres en haut font référence aux échantillons OSL individuels détaillés dans les tableaux S1 à S3.La différence dans la disponibilité et la résolution des données est due aux différents intervalles d'échantillonnage et à la disponibilité des matériaux dans la carotte.La figure S9 montre deux macro-enregistrements de carbone convertis en scores z.
(Chitimwe) La stabilité du paysage après la formation de l'éventail est indiquée par la formation de sol rouge et de carbonates formant le sol, qui recouvrent les sédiments en forme d'éventail de toute la zone d'étude (texte supplémentaire et tableau S4).La formation de cônes alluviaux du Pléistocène supérieur dans le bassin du lac Malawi ne se limite pas à la région de Karonga.À environ 320 kilomètres au sud-est du Mozambique, le profil de profondeur des nucléides cosmogéniques terrestres de 26Al et 10Be limite la formation du lit de Luchamange de sol rouge alluvial à 119 à 27 ka (23).Cette restriction d'âge étendue est cohérente avec notre chronologie OSL pour la partie ouest du bassin du lac Malawi et indique l'expansion des cônes alluviaux régionaux au Pléistocène supérieur.Ceci est étayé par les données de l'enregistrement de la carotte du lac, qui indiquent que le taux de sédimentation plus élevé s'accompagne d'environ 240 ka, ce qui a une valeur particulièrement élevée à ca.130 et 85 ka (texte complémentaire) (21).
La première preuve d'établissement humain dans cette zone est liée aux sédiments de Chitimwe identifiés à ~ 92 ± 7 ka.Ce résultat est basé sur 605 m3 de sédiments extraits de 14 fouilles archéologiques de contrôle spatial subcentimétrique et 147 m3 de sédiments provenant de 46 sondages archéologiques, contrôlés verticalement à 20 cm et contrôlés horizontalement à 2 mètres (Texte complémentaire et Figures S1 à S3) De plus, nous avons également sondé 147,5 kilomètres, aménagé 40 sondages géologiques et analysé plus de 38 000 vestiges culturels de 60 d'entre eux (tableaux S5 et S6) (18).Ces recherches et fouilles approfondies indiquent que bien que des humains anciens, y compris les premiers humains modernes, aient vécu dans la région il y a environ 92 ka, l'accumulation de sédiments associée à la montée puis à la stabilisation du lac Malawi n'a pas conservé de preuves archéologiques jusqu'à la formation du lit de Chitimwe.
Les données archéologiques étayent l'inférence selon laquelle à la fin du Quaternaire, l'expansion en forme d'éventail et les activités humaines dans le nord du Malawi existaient en grand nombre, et les reliques culturelles appartenaient aux types d'autres parties de l'Afrique liées aux premiers humains modernes.La plupart des artefacts sont constitués de quartzite ou de galets de quartz de rivière, avec réduction radiale, Levallois, plate-forme et noyau aléatoire (Figure S4).Les artefacts diagnostiques morphologiques sont principalement attribués à la technique de type Levallois spécifique à l'âge mésolithique (MSA), qui a été d'au moins environ 315 ka en Afrique jusqu'à présent (24).Le lit supérieur de Chitimwe a duré jusqu'au début de l'Holocène, contenant des événements de la fin de l'âge de pierre peu distribués, et s'est avéré être lié aux chasseurs-cueilleurs du Pléistocène tardif et de l'Holocène dans toute l'Afrique.En revanche, les traditions d'outils en pierre (comme les grands outils de coupe) généralement associées au début du Pléistocène moyen sont rares.Lorsque ceux-ci se sont produits, ils ont été trouvés dans des sédiments contenant du MSA à la fin du Pléistocène, et non dans les premiers stades de dépôt (tableau S4) (18).Bien que le site existait à ~ 92 ka, la période la plus représentative de l'activité humaine et du dépôt de cônes alluviaux s'est produite après ~ 70 ka, bien définie par un ensemble d'âges OSL (Figure 2).Nous avons confirmé ce schéma avec 25 âges OSL publiés et 50 âges OSL non publiés (Figure 2 et Tableaux S1 à S3).Celles-ci indiquent que sur un total de 75 déterminations d'âge, 70 ont été récupérées dans les sédiments après environ 70 ka.La figure 2 montre les 40 âges associés aux artefacts MSA in situ, par rapport aux principaux indicateurs paléoenvironnementaux publiés à partir du centre du bassin central MAL05-1B/1C (25) et du centre du bassin nord MAL05-2A précédemment non publié du lac.Charbon de bois (adjacent au ventilateur qui produit l'âge OSL).
En utilisant des données fraîches provenant de fouilles archéologiques de phytolithes et de la micromorphologie du sol, ainsi que des données publiques sur le pollen fossile, le gros charbon de bois, les fossiles aquatiques et les minéraux authigènes du cœur du projet de forage du lac Malawi, nous avons reconstruit la relation humaine de la MSA avec le lac Malawi.Occuper les conditions climatiques et environnementales de la même période (21).Ces deux derniers agents sont la base principale pour reconstruire les profondeurs relatives des lacs datant de plus de 1200 ka (21), et sont appariés avec des échantillons de pollen et de macrocarbone collectés au même endroit dans la carotte d'environ 636 ka (25) dans le passé .Les carottes les plus longues (MAL05-1B et MAL05-1C ; 381 et 90 m respectivement) ont été prélevées à environ 100 kilomètres au sud-est de la zone du projet archéologique.Une petite carotte (MAL05-2A; 41 m) a été recueillie à environ 25 kilomètres à l'est de la rivière North Rukulu (figure 1).Le noyau MAL05-2A reflète les conditions paléoenvironnementales terrestres dans la région de Kalunga, tandis que le noyau MAL05-1B/1C ne reçoit pas d'apport fluvial direct du Kalunga, il peut donc mieux refléter les conditions régionales.
Le taux de dépôt enregistré dans la carotte de forage composite MAL05-1B/1C a commencé à partir de 240 ka et a augmenté de la valeur moyenne à long terme de 0,24 à 0,88 m/ka (Figure S5).L'augmentation initiale est liée aux changements de la lumière solaire modulée orbitale, ce qui entraînera des changements de grande amplitude du niveau du lac au cours de cet intervalle (25).Cependant, lorsque l'excentricité orbitale chute après 85 ka et que le climat est stable, le taux de subsidence est encore élevé (0,68 m/ka).Cela a coïncidé avec l'enregistrement OSL terrestre, qui a montré de nombreuses preuves d'expansion du ventilateur alluvial après environ 92 ka, et était cohérent avec les données de susceptibilité montrant une corrélation positive entre l'érosion et le feu après 85 ka (texte supplémentaire et tableau S7).Compte tenu de la plage d'erreur du contrôle géochronologique disponible, il est impossible de juger si cet ensemble de relations évolue lentement à partir de la progression du processus récursif ou éclate rapidement lorsqu'il atteint un point critique.Selon le modèle géophysique d'évolution du bassin, depuis le Pléistocène moyen (20), l'extension du rift et la subsidence associée ont ralenti, ce n'est donc pas la raison principale du processus de formation d'éventail étendu que nous avons principalement déterminé après 92 ka.
Depuis le Pléistocène moyen, le climat est le principal facteur de contrôle du niveau d'eau du lac (26).Plus précisément, le soulèvement du bassin nord a fermé une sortie existante.800 ka pour approfondir le lac jusqu'à ce qu'il atteigne la hauteur du seuil de la sortie moderne (21).Situé à l'extrémité sud du lac, cet exutoire fournissait une limite supérieure pour le niveau d'eau du lac pendant les périodes humides (y compris aujourd'hui), mais permettait au bassin de se fermer lorsque le niveau d'eau du lac baissait pendant les périodes sèches (27).La reconstruction du niveau du lac montre l'alternance des cycles secs et humides au cours des derniers 636 ka.Selon des preuves provenant de pollens fossiles, des périodes de sécheresse extrême (> 95 % de réduction de la quantité totale d'eau) associées à un faible ensoleillement en été ont conduit à l'expansion d'une végétation semi-désertique, avec des arbres limités aux cours d'eau permanents (27).Ces dépressions (lacustres) sont corrélées avec les spectres polliniques, montrant une forte proportion de graminées (80% ou plus) et de xérophytes (Amaranthaceae) au détriment des taxons d'arbres et une faible richesse spécifique globale (25).En revanche, lorsque le lac se rapproche des niveaux modernes, la végétation étroitement liée aux forêts de montagne africaines s'étend généralement jusqu'au bord du lac [environ 500 m au-dessus du niveau de la mer (masl)].Aujourd'hui, les forêts de montagne africaines n'apparaissent que dans de petites parcelles discrètes au-dessus d'environ 1500 mètres d'altitude (25, 28).
La période de sécheresse extrême la plus récente s'est produite de 104 à 86 ka.Après cela, bien que le niveau du lac soit revenu à des conditions élevées, les forêts claires de miombo avec une grande quantité d'herbes et d'ingrédients à base d'herbes sont devenues courantes (27, 28).Le taxon forestier de montagne africain le plus important est le pin Podocarpus , qui n'a jamais récupéré une valeur similaire au niveau élevé du lac précédent après 85 ka (10,7 ± 7,6% après 85 ka, tandis que le niveau du lac similaire avant 85 ka est de 29,8 ± 11,8% ).L'indice de Margalef (Dmg) montre également que la richesse spécifique des derniers 85 ka est inférieure de 43 % au précédent niveau élevé soutenu du lac (respectivement 2,3 ± 0,20 et 4,6 ± 1,21), par exemple entre 420 et 345 ka (Complémentaire texte et figures S5 et S6) (25).Échantillons de pollen d'environ temps.88 à 78 ka contient également un pourcentage élevé de pollen de Compositae, ce qui peut indiquer que la végétation a été perturbée et se situe dans la plage d'erreur de la date la plus ancienne à laquelle les humains ont occupé la zone.
Nous utilisons la méthode des anomalies climatiques (29) pour analyser les données paléoécologiques et paléoclimatiques des carottes forées avant et après 85 ka, et examinons la relation écologique entre la végétation, l'abondance des espèces et les précipitations et l'hypothèse de découplage de la prédiction climatique pure inférée.Conduisez en mode de base d'environ 550 ka.Cet écosystème transformé est affecté par les conditions de précipitations de remplissage des lacs et les incendies, ce qui se traduit par le manque d'espèces et de nouvelles combinaisons de végétation.Après la dernière période sèche, seuls certains éléments forestiers se sont rétablis, notamment les composants résistants au feu des forêts de montagne africaines, comme l'huile d'olive, et les composants résistants au feu des forêts tropicales saisonnières, telles que Celtis (Texte supplémentaire et Figure S5) ( 25).Pour tester cette hypothèse, nous avons modélisé les niveaux d'eau du lac dérivés de l'ostracode et des substituts minéraux authigènes en tant que variables indépendantes (21) et variables dépendantes telles que le charbon de bois et le pollen qui peuvent être affectées par une fréquence accrue des incendies (25).
Afin de vérifier la similitude ou la différence entre ces combinaisons à différents moments, nous avons utilisé du pollen de Podocarpus (arbre à feuilles persistantes), d'herbe (herbe) et d'olivier (composant résistant au feu des forêts de montagne africaines) pour l'analyse des coordonnées principales (PCoA), et miombo (la principale composante boisée aujourd'hui).En traçant PCoA sur la surface interpolée représentant le niveau du lac lors de la formation de chaque combinaison, nous avons examiné comment la combinaison de pollen change en fonction des précipitations et comment cette relation change après 85 ka (Figure 3 et Figure S7).Avant 85 ka, les échantillons à base de graminées se sont agrégés vers des conditions sèches, tandis que les échantillons à base de podocarpus se sont agrégés vers des conditions humides.En revanche, les échantillons après 85 ka sont regroupés avec la plupart des échantillons avant 85 ka et ont des valeurs moyennes différentes, ce qui indique que leur composition est inhabituelle pour des conditions de précipitations similaires.Leur position dans PCoA reflète l'influence d'Olea et de miombo, qui sont tous deux favorisés dans des conditions plus propices au feu.Dans les échantillons après 85 ka, le pin Podocarpus n'était abondant que dans trois échantillons consécutifs, qui se sont produits après le début de l'intervalle entre 78 et 79 ka.Cela suggère qu'après l'augmentation initiale des précipitations, la forêt semble s'être brièvement rétablie avant de finalement s'effondrer.
Chaque point représente un seul échantillon de pollen à un moment donné, en utilisant le texte supplémentaire et le modèle d'âge de la figure 1. S8.Le vecteur représente la direction et le gradient du changement, et un vecteur plus long représente une tendance plus forte.La surface sous-jacente représente le niveau d'eau du lac en tant que représentant des précipitations;le bleu foncé est plus élevé.La valeur moyenne des valeurs des caractéristiques PCoA est fournie pour les données après 85 ka (losange rouge) et toutes les données de niveaux de lac similaires avant 85 ka (losange jaune).En utilisant les données de l'ensemble des 636 ka, le "niveau du lac simulé" se situe entre -0,130-σ et -0,198-σ près de la valeur propre moyenne de l'ACP du niveau du lac.
Afin d'étudier la relation entre le pollen, le niveau d'eau du lac et le charbon de bois, nous avons utilisé une analyse de variance multivariée non paramétrique (NP-MANOVA) pour comparer « l'environnement » global (représenté par la matrice de données du pollen, du niveau d'eau du lac et du charbon de bois) avant et après la transition 85 ka.Nous avons constaté que la variation et la covariance trouvées dans cette matrice de données sont des différences statistiquement significatives avant et après 85 ka (tableau 1).
Nos données paléoenvironnementales terrestres des phytolithes et des sols au bord du lac de l'Ouest sont conformes à l'interprétation basée sur le proxy du lac.Ceux-ci indiquent que malgré le niveau d'eau élevé du lac, le paysage s'est transformé en un paysage dominé par des terres forestières à canopée ouverte et des prairies boisées, tout comme aujourd'hui (25).Tous les emplacements analysés pour les phytolithes sur le bord ouest du bassin sont après ~ 45 ka et montrent une grande quantité de couverture arboricole reflétant des conditions humides.Cependant, ils pensent que la majeure partie du paillis se présente sous la forme d'une forêt ouverte envahie par le bambou et l'herbe panique.Selon les données sur les phytolithes, les palmiers non résistants au feu (Arecaceae) n'existent que sur le rivage du lac et sont rares ou absents dans les sites archéologiques intérieurs (tableau S8) (30).
D'une manière générale, les conditions humides mais ouvertes du Pléistocène supérieur peuvent également être déduites des paléosols terrestres (19).L'argile de la lagune et le carbonate du sol des marais du site archéologique du village de Mwanganda remontent à 40 à 28 cal ka BP (précédemment calibré Qian'anni) (tableau S4).Les couches de sol carbonaté dans le lit de Chitimwe sont généralement des couches calcaires nodulaires (Bkm) et argileuses et carbonatées (Btk), ce qui indique l'emplacement d'une relative stabilité géomorphologique et le lent tassement du cône alluvial de grande envergure Environ 29 cal ka BP (Supplémentaire texte).Le sol de latérite érodé et durci (roche lithique) formé sur les vestiges d'anciens éventails indique des conditions de paysage ouvert (31) et de fortes précipitations saisonnières (32), indiquant l'impact continu de ces conditions sur le paysage.
Le soutien du rôle du feu dans cette transition provient des enregistrements de macro charbon de bois appariés des carottes de forage, et l'afflux de charbon de bois du bassin central (MAL05-1B / 1C) a généralement augmenté d'environ.175 cartes.Un grand nombre de pics suivent entre environ.Après 135 et 175 ka et 85 et 100 ka, le niveau du lac s'est rétabli, mais la forêt et la richesse en espèces ne se sont pas rétablies (Texte complémentaire, Figure 2 et Figure S5).La relation entre l'afflux de charbon de bois et la susceptibilité magnétique des sédiments lacustres peut également montrer des schémas d'historique des incendies à long terme (33).Utiliser les données de Lyons et al.(34) Le lac Malawi a continué à éroder le paysage brûlé après 85 ka, ce qui implique une corrélation positive (Spearman's Rs = 0,2542 et P = 0,0002 ; Tableau S7), tandis que les sédiments plus anciens montrent la relation opposée (Rs = -0,2509 et P < 0,0001).Dans le bassin nord, la carotte plus courte MAL05-2A a le point d'ancrage de datation le plus profond, et le tuf Toba le plus jeune est d'environ 74 à 75 ka (35).Bien qu'il lui manque une perspective à plus long terme, il reçoit des informations directement du bassin d'où proviennent les données archéologiques.Les enregistrements de charbon de bois du bassin nord montrent que depuis la marque de crypto-tephra de Toba, l'apport de charbon de bois terrigène a régulièrement augmenté pendant la période où les preuves archéologiques sont les plus courantes (Figure 2B).
Les preuves d'incendies d'origine humaine peuvent refléter une utilisation délibérée à l'échelle du paysage, des populations étendues provoquant des allumages plus ou plus importants sur place, une altération de la disponibilité du combustible par l'exploitation des forêts du sous-étage ou une combinaison de ces activités.Les chasseurs-cueilleurs modernes utilisent le feu pour modifier activement les récompenses de recherche de nourriture (2).Leurs activités augmentent l'abondance des proies, maintiennent le paysage en mosaïque et augmentent la diversité thermique et l'hétérogénéité des stades de succession (13).Le feu est également important pour les activités sur place telles que le chauffage, la cuisine, la défense et la socialisation (14).Même de petites différences dans le déploiement des incendies en dehors des coups de foudre naturels peuvent modifier les schémas de succession forestière, la disponibilité du combustible et la saisonnalité des incendies.La réduction du couvert arboré et des arbres du sous-étage est le plus susceptible d'augmenter l'érosion, et la perte de diversité des espèces dans cette zone est étroitement liée à la perte des communautés forestières de montagne africaines (25).
Dans les archives archéologiques avant le début de la MSA, le contrôle humain du feu est bien établi (15), mais jusqu'à présent, son utilisation comme outil de gestion du paysage n'a été enregistrée que dans quelques contextes paléolithiques.Ceux-ci incluent environ en Australie.40 ka (36), Highland Nouvelle-Guinée.45 ka (37) traité de paix.50 ka Niah Cave (38) dans les basses terres de Bornéo.Dans les Amériques, lorsque l'homme est entré pour la première fois dans ces écosystèmes, en particulier au cours des 20 derniers siècles (16), l'allumage artificiel était considéré comme le principal facteur de reconfiguration des communautés végétales et animales.Ces conclusions doivent être fondées sur des preuves pertinentes, mais en cas de chevauchement direct des données archéologiques, géologiques, géomorphologiques et paléoenvironnementales, l'argument de causalité a été renforcé.Bien que les données marines de base des eaux côtières de l'Afrique aient déjà fourni des preuves de changements de feu dans le passé d'environ 400 ka (9), nous fournissons ici des preuves de l'influence humaine à partir d'ensembles de données archéologiques, paléoenvironnementales et géomorphologiques pertinentes.
L'identification des incendies d'origine humaine dans les registres paléoenvironnementaux nécessite des preuves des activités des incendies et des changements temporels ou spatiaux de la végétation, prouvant que ces changements ne sont pas prédits par les seuls paramètres climatiques, et le chevauchement temporel/spatial entre les changements dans les conditions d'incendie et les changements dans l'activité humaine. records (29) Ici, la première preuve d'une occupation généralisée de la MSA et de la formation d'un cône alluvial dans le bassin du lac Malawi s'est produite approximativement au début d'une réorganisation majeure de la végétation régionale.85 cartes.L'abondance de charbon de bois dans le noyau MAL05-1B/1C reflète la tendance régionale de la production et du dépôt de charbon de bois, à environ 150 ka par rapport au reste de l'enregistrement de 636 ka (figures S5, S9 et S10).Cette transition montre l'importante contribution du feu à la formation de la composition de l'écosystème, qui ne peut s'expliquer uniquement par le climat.Dans les situations d'incendie naturel, l'allumage de la foudre se produit généralement à la fin de la saison sèche (39).Cependant, si le combustible est suffisamment sec, des feux artificiels peuvent être allumés à tout moment.A l'échelle de la scène, l'homme peut continuellement modifier le feu en ramassant du bois de chauffage sous la forêt.Le résultat final de tout type de feu d'origine humaine est qu'il a le potentiel d'entraîner une plus grande consommation de végétation ligneuse, tout au long de l'année et à toutes les échelles.
En Afrique du Sud, dès 164 ka (12), le feu était utilisé pour le traitement thermique des pierres d'outillage.Dès 170 ka (40), le feu était utilisé comme outil de cuisson des tubercules féculents, faisant pleinement usage du feu dans l'Antiquité.Paysage propice aux ressources prospères (41).Les incendies de paysage réduisent la couverture arborée et sont un outil important pour le maintien des environnements de prairies et de parcelles forestières, qui sont les éléments déterminants des écosystèmes à médiation humaine (13).Si le but de la modification de la végétation ou du comportement des proies est d'augmenter le brûlage artificiel, alors ce comportement représente une augmentation de la complexité du contrôle et du déploiement du feu par les premiers humains modernes par rapport aux premiers humains, et montre que notre relation avec le feu a subi un changement. changement d'interdépendance (7).Notre analyse fournit un moyen supplémentaire de comprendre les changements dans l'utilisation du feu par les humains au Pléistocène supérieur, et l'impact de ces changements sur leur paysage et leur environnement.
L'expansion des cônes alluvionnaires du Quaternaire supérieur dans la région de Karonga peut être due à des changements dans le cycle de combustion saisonnier dans des conditions de précipitations supérieures à la moyenne, entraînant une érosion accrue du versant.Le mécanisme de cet événement peut être la réponse à l'échelle du bassin versant entraînée par la perturbation causée par le feu, l'érosion accrue et soutenue de la partie supérieure du bassin versant et l'expansion des cônes alluviaux dans l'environnement du piémont près du lac Malawi.Ces réactions peuvent inclure la modification des propriétés du sol pour réduire la perméabilité, réduire la rugosité de la surface et augmenter le ruissellement en raison de la combinaison de conditions de précipitations élevées et d'une couverture arborée réduite (42).La disponibilité des sédiments est initialement améliorée en décollant le matériau de couverture et, avec le temps, la résistance du sol peut diminuer en raison du chauffage et de la résistance réduite des racines.L'exfoliation de la couche arable augmente le flux de sédiments, qui est accueilli par l'accumulation en forme d'éventail en aval et accélère la formation de sol rouge sur la forme en éventail.
De nombreux facteurs peuvent contrôler la réponse du paysage à l'évolution des conditions d'incendie, dont la plupart agissent sur une courte période de temps (42-44).Le signal que nous associons ici est évident à l'échelle du temps millénaire.L'analyse et les modèles d'évolution du paysage montrent qu'avec la perturbation de la végétation causée par les feux de forêt répétés, le taux de dénudation a changé de manière significative à l'échelle du temps millénaire (45, 46).Le manque de registres fossiles régionaux qui coïncident avec les changements observés dans les registres du charbon de bois et de la végétation entrave la reconstruction des effets du comportement humain et des changements environnementaux sur la composition des communautés d'herbivores.Cependant, les grands herbivores qui habitent des paysages plus ouverts jouent un rôle dans leur maintien et empêchent l'invasion de la végétation ligneuse (47).Il ne faut pas s'attendre à ce que les preuves de changements dans les différentes composantes de l'environnement se produisent simultanément, mais doivent être considérées comme une série d'effets cumulatifs qui peuvent se produire sur une longue période de temps (11).En utilisant la méthode des anomalies climatiques (29), nous considérons l'activité humaine comme un facteur clé dans la formation du paysage du nord du Malawi au cours du Pléistocène supérieur.Cependant, ces effets peuvent être basés sur l'héritage antérieur et moins évident des interactions homme-environnement.Le pic de charbon de bois qui est apparu dans les archives paléoenvironnementales avant la date archéologique la plus ancienne peut inclure une composante anthropique qui ne provoque pas les mêmes changements de système écologique que ceux enregistrés plus tard et n'implique pas de dépôts suffisants pour indiquer avec confiance une occupation humaine.
De courtes carottes de sédiments, telles que celles du bassin adjacent du lac Masoko en Tanzanie, ou les carottes de sédiments plus courtes du lac Malawi, montrent que l'abondance relative de pollen des taxons d'herbes et de bois a changé, ce qui est attribué aux 45 dernières années.Le changement climatique naturel de ka (48-50).Cependant, seule une observation à plus long terme de l'enregistrement pollinique du lac Malawi> 600 ka, ainsi que du paysage archéologique séculaire à côté, est-il possible de comprendre le climat, la végétation, le charbon de bois et les activités humaines.Bien que les humains soient susceptibles d'apparaître dans la partie nord du bassin du lac Malawi avant 85 ka, environ 85 ka, en particulier après 70 ka, indiquent que la zone est attrayante pour l'habitation humaine après la fin de la dernière grande période de sécheresse.À cette époque, l'utilisation nouvelle ou plus intensive/fréquente du feu par l'homme se combine évidemment avec le changement climatique naturel pour reconstruire la relation écologique> 550-ka, et forme finalement le paysage artificiel pré-agricole précoce (Figure 4).Contrairement aux périodes antérieures, la nature sédimentaire du paysage préserve le site MSA, qui est fonction de la relation récursive entre l'environnement (répartition des ressources), le comportement humain (modèles d'activité) et l'activation des ventilateurs (dépôt/enfouissement du site).
(A) À propos.400 ka : Aucun être humain ne peut être détecté.Les conditions humides sont similaires à celles d'aujourd'hui et le niveau du lac est élevé.Couverture arborée diversifiée et non résistante au feu.(B) Environ 100 ka : Il n'y a pas de trace archéologique, mais la présence humaine peut être détectée grâce à l'afflux de charbon de bois.Des conditions extrêmement sèches se produisent dans les bassins versants secs.Le socle rocheux est généralement exposé et les sédiments de surface sont limités.(C) Environ 85 à 60 ka : Le niveau d'eau du lac augmente avec l'augmentation des précipitations.L'existence des êtres humains peut être découverte grâce à l'archéologie après 92 ka, et après 70 ka, l'incendie des hautes terres et l'expansion des cônes alluviaux suivront.Un système végétal moins diversifié et résistant au feu a émergé.(D) Environ 40 à 20 ka : L'apport environnemental de charbon de bois dans le bassin nord a augmenté.La formation de cônes alluvionnaires se poursuit, mais commence à s'affaiblir à la fin de cette période.Par rapport au précédent record de 636 ka, le niveau du lac reste élevé et stable.
L'Anthropocène représente l'accumulation de comportements de construction de niche développés au cours de milliers d'années, et son échelle est unique à l'Homo sapiens moderne (1, 51).Dans le contexte moderne, avec l'introduction de l'agriculture, les paysages créés par l'homme continuent d'exister et de s'intensifier, mais ce sont des extensions de modèles établis au cours du Pléistocène, plutôt que des déconnexions (52).Les données du nord du Malawi montrent que la période de transition écologique peut être longue, compliquée et répétitive.Cette échelle de transformation reflète les connaissances écologiques complexes des premiers humains modernes et illustre leur transformation en notre espèce dominante mondiale aujourd'hui.
Selon le protocole décrit par Thompson et al., enquête sur place et enregistrement des artefacts et des caractéristiques des pavés sur la zone d'étude.(53).La mise en place de la fosse d'essai et l'excavation du site principal, y compris la micromorphologie et l'échantillonnage des phytolithes, ont suivi le protocole décrit par Thompson et al.(18) et Wright et al.(19).Notre carte du système d'information géographique (SIG) basée sur la carte géologique du Malawi de la région montre une corrélation claire entre les lits de Chitimwe et les sites archéologiques (Figure S1).L'intervalle entre les sondages géologiques et archéologiques dans la région de Karonga est de capturer l'échantillon représentatif le plus large (Figure S2).La géomorphologie, l'âge géologique et les études archéologiques de Karonga impliquent quatre principales méthodes d'enquête sur le terrain : les enquêtes pédestres, les sondages archéologiques, les sondages géologiques et les fouilles détaillées du site.Ensemble, ces techniques permettent d'échantillonner l'exposition principale du lit de Chitimwe au nord, au centre et au sud de Karonga (Figure S3).
L'enquête sur place et l'enregistrement des artéfacts et des caractéristiques pavées de la zone d'étude des piétons ont suivi le protocole décrit par Thompson et al.(53).Cette approche a deux objectifs principaux.La première consiste à identifier les endroits où les reliques culturelles ont été érodées, puis à placer des sondages archéologiques en amont à ces endroits pour restaurer les reliques culturelles in situ à partir de l'environnement enfoui.Le deuxième objectif est d'enregistrer formellement la distribution des artefacts, leurs caractéristiques et leur relation avec la source des matériaux en pierre à proximité (53).Dans ce travail, une équipe de trois personnes a marché à une distance de 2 à 3 mètres pour un total de 147,5 kilomètres linéaires, traversant la plupart des lits Chitimwe dessinés (tableau S6).
Le travail s'est d'abord concentré sur les lits de Chitimwe pour maximiser les échantillons d'artefacts observés, et ensuite sur de longues sections linéaires allant de la rive du lac aux hautes terres qui traversent différentes unités sédimentaires.Cela confirme une observation clé selon laquelle les artefacts situés entre les hautes terres occidentales et la rive du lac ne sont liés qu'au lit de Chitimwe ou à des sédiments plus récents du Pléistocène supérieur et de l'Holocène.Les artefacts trouvés dans d'autres gisements sont hors site, déplacés d'autres endroits du paysage, comme en témoignent leur abondance, leur taille et leur degré d'altération.
Le sondage archéologique en place et l'excavation du site principal, y compris l'échantillonnage de la micromorphologie et des phytolithes, ont suivi le protocole décrit par Thompson et al.(18, 54) et Wright et al.(19, 55).L'objectif principal est de comprendre la distribution souterraine des artefacts et des sédiments en forme d'éventail dans le paysage plus large.Les artefacts sont généralement enfouis profondément dans tous les endroits des lits de Chitimwe, à l'exception des bords, où l'érosion a commencé à enlever le haut des sédiments.Au cours de l'enquête informelle, deux personnes sont passées devant les Chitimwe Beds, qui figuraient sur la carte géologique du gouvernement du Malawi.Lorsque ces personnes ont rencontré les épaules des sédiments du lit de Chitimwe, elles ont commencé à marcher le long du bord, où elles ont pu observer les artefacts érodés par les sédiments.En inclinant légèrement les excavations vers le haut (3 à 8 m) par rapport aux artefacts en érosion active, l'excavation peut révéler leur position in situ par rapport au sédiment qui les contient, sans qu'il soit nécessaire de creuser latéralement de manière extensive.Les fosses d'essai sont placées à une distance de 200 à 300 mètres de la prochaine fosse la plus proche, capturant ainsi les changements dans les sédiments du lit de Chitimwe et les artefacts qu'ils contiennent.Dans certains cas, la fosse d'essai a révélé un site qui est devenu plus tard un site d'excavation à grande échelle.
Toutes les fosses d'essai commencent par un carré de 1 × 2 m, sont orientées nord-sud et sont creusées par unités arbitraires de 20 cm, à moins que la couleur, la texture ou la teneur des sédiments ne changent de manière significative.Enregistrez la sédimentologie et les propriétés du sol de tous les sédiments excavés, qui passent uniformément à travers un tamis sec de 5 mm.Si la profondeur de dépôt continue à dépasser 0,8 à 1 m, arrêtez de creuser dans l'un des deux mètres carrés et continuez à creuser dans l'autre, formant ainsi une « marche » pour pénétrer dans les couches plus profondes en toute sécurité.Continuez ensuite à creuser jusqu'à ce que le substratum rocheux soit atteint, qu'au moins 40 cm de sédiments archéologiquement stériles soient en dessous de la concentration d'artefacts, ou que l'excavation devienne trop dangereuse (profondément) pour continuer.Dans certains cas, la profondeur de dépôt doit étendre la fosse d'essai à un troisième mètre carré et entrer dans la tranchée en deux étapes.
Des sondages géologiques ont déjà montré que les lits de Chitimwe apparaissent souvent sur les cartes géologiques en raison de leur couleur rouge distinctive.Lorsqu'ils comprennent des sédiments de cours d'eau et de rivières étendus et des sédiments de cône alluvial, ils n'apparaissent pas toujours en rouge (19).Géologie La fosse d'essai a été creusée comme une simple fosse conçue pour retirer les sédiments supérieurs mélangés afin de révéler les strates souterraines des sédiments.Cela est nécessaire car le lit de Chitimwe est érodé en une pente parabolique et il y a des sédiments effondrés sur la pente, qui ne forment généralement pas de parties ou de coupes naturelles claires.Par conséquent, ces fouilles ont eu lieu soit au sommet du lit de Chitimwe, vraisemblablement il y avait un contact souterrain entre le lit de Chitimwe et le lit pliocène de Chiwondo en dessous, soit elles ont eu lieu là où les sédiments de la terrasse fluviale devaient être datés (55).
Des fouilles archéologiques à grande échelle sont menées dans des endroits qui promettent un grand nombre d'assemblages d'outils en pierre in situ, généralement basés sur des fosses d'essai ou des endroits où un grand nombre de reliques culturelles peuvent être vues s'éroder de la pente.Les principales reliques culturelles fouillées ont été récupérées à partir d'unités sédimentaires fouillées séparément dans un carré de 1 × 1 m.Si la densité d'artefacts est élevée, l'unité de creusement est un bec de 10 ou 5 cm.Tous les produits en pierre, les ossements fossiles et l'ocre ont été dessinés lors de chaque fouille majeure, et il n'y a pas de limite de taille.La taille de l'écran est de 5 mm.Si des reliques culturelles sont découvertes au cours du processus de fouille, elles se verront attribuer un numéro de découverte de dessin de code à barres unique, et les numéros de découverte de la même série seront attribués aux découvertes filtrées.Les reliques culturelles sont marquées à l'encre permanente, placées dans des sacs avec des étiquettes de spécimen et mises en sac avec d'autres reliques culturelles du même milieu.Après analyse, toutes les reliques culturelles sont conservées au Centre Culturel et Muséal de Karonga.
Toutes les fouilles sont réalisées selon les strates naturelles.Ceux-ci sont subdivisés en broches et l'épaisseur de la broche dépend de la densité de l'artefact (par exemple, si la densité de l'artefact est faible, l'épaisseur de la broche sera élevée).Les données de fond (par exemple, les propriétés des sédiments, les relations de fond et les observations d'interférence et de densité d'artefacts) sont enregistrées dans la base de données Access.Toutes les données de coordonnées (par exemple, les découvertes dessinées dans les segments, l'élévation du contexte, les coins carrés et les échantillons) sont basées sur les coordonnées UTM (Universal Transverse Mercator) (WGS 1984, Zone 36S).Sur le site principal, tous les points sont enregistrés à l'aide d'une station totale Nikon Nivo C series 5″, qui est construite sur une grille locale aussi proche que possible du nord de l'UTM.L'emplacement du coin nord-ouest de chaque site d'excavation et l'emplacement de chaque site d'excavation La quantité de sédiments est donnée dans le tableau S5.
La section des caractéristiques de sédimentologie et de science du sol de toutes les unités excavées a été enregistrée à l'aide du United States Agricultural Part Class Program (56).Les unités sédimentaires sont spécifiées en fonction de la taille des grains, de l'angularité et des caractéristiques du litage.Notez les inclusions anormales et les perturbations associées à l'unité sédimentaire.Le développement du sol est déterminé par l'accumulation de sesquioxyde ou de carbonate dans le sol souterrain.L'altération souterraine (par exemple redox, formation de nodules résiduels de manganèse) est également fréquemment enregistrée.
Le point de collecte des échantillons OSL est déterminé sur la base de l'estimation du faciès susceptible de produire l'estimation la plus fiable de l'âge d'enfouissement des sédiments.Au point d'échantillonnage, des tranchées ont été creusées pour exposer la couche sédimentaire authigène.Recueillir tous les échantillons utilisés pour la datation OSL en insérant un tube en acier opaque (environ 4 cm de diamètre et environ 25 cm de longueur) dans le profil sédimentaire.
La datation OSL mesure la taille du groupe d'électrons piégés dans les cristaux (tels que le quartz ou le feldspath) en raison de l'exposition aux rayonnements ionisants.La majeure partie de ce rayonnement provient de la désintégration des isotopes radioactifs dans l'environnement, et une petite quantité de composants supplémentaires sous les latitudes tropicales apparaît sous la forme de rayonnement cosmique.Les électrons capturés sont libérés lorsque le cristal est exposé à la lumière, ce qui se produit pendant le transport (événement de mise à zéro) ou en laboratoire, où l'éclairage se produit sur un capteur capable de détecter les photons (par exemple, un tube photomultiplicateur ou un appareil photo avec une charge dispositif de couplage) La partie inférieure émet lorsque l'électron revient à l'état fondamental.Les particules de quartz d'une taille comprise entre 150 et 250 μm sont séparées par tamisage, traitement acide et séparation par densité, et utilisées sous forme de petites aliquotes (<100 particules) montées sur la surface d'une plaque d'aluminium ou percées dans un puits de 300 x 300 mm L'individu les particules sont analysées sur un plateau en aluminium.La dose enterrée est généralement estimée à l'aide d'une méthode de régénération d'un seul aliquot (57).En plus d'évaluer la dose de rayonnement reçue par les grains, la datation OSL nécessite également d'estimer le débit de dose en mesurant la concentration de radionucléides dans le sédiment de l'échantillon collecté à l'aide de la spectroscopie gamma ou de l'analyse par activation neutronique, et de déterminer l'échantillon de référence de dose cosmique. enterrement.La détermination finale de l'âge est obtenue en divisant la dose d'enterrement par le débit de dose.Cependant, lorsqu'il y a un changement dans la dose mesurée par un seul grain ou un groupe de grains, un modèle statistique est nécessaire pour déterminer la dose enterrée appropriée à utiliser.La dose enfouie est ici calculée à l'aide du modèle de l'ère centrale, dans le cas d'une datation aliquote unique, ou dans le cas d'une datation particule unique, à l'aide d'un modèle de mélange fini (58).
Trois laboratoires indépendants ont effectué une analyse OSL pour cette étude.Les méthodes individuelles détaillées pour chaque laboratoire sont présentées ci-dessous.En général, nous utilisons la méthode de dose régénérative pour appliquer la datation OSL à de petites aliquotes (dizaines de grains) au lieu d'utiliser une analyse à grain unique.En effet, au cours de l'expérience de croissance régénérative, le taux de récupération d'un petit échantillon est faible (<2 %), et le signal OSL n'est pas saturé au niveau du signal naturel.La cohérence inter-laboratoires de la détermination de l'âge, la cohérence des résultats au sein et entre les profils stratigraphiques testés, et la cohérence avec l'interprétation géomorphologique de l'âge 14C des roches carbonatées sont la base principale de cette évaluation.Chaque laboratoire a évalué ou mis en œuvre un accord sur un seul grain, mais a déterminé de manière indépendante qu'il ne convenait pas à une utilisation dans cette étude.Les méthodes détaillées et les protocoles d'analyse suivis par chaque laboratoire sont fournis dans les documents et méthodes complémentaires.
Les artefacts en pierre récupérés lors de fouilles contrôlées (BRU-I ; CHA-I, CHA-II et CHA-III ; MGD-I, MGD-II et MGD-III ; et SS-I) sont basés sur le système métrique et la qualité les caractéristiques.Mesurez le poids et la taille maximale de chaque pièce (l'utilisation d'une balance numérique pour mesurer le poids est de 0,1 g ; l'utilisation d'un pied à coulisse numérique Mitutoyo pour mesurer toutes les dimensions est de 0,01 mm).Toutes les reliques culturelles sont également classées en fonction des matières premières (quartz, quartzite, silex, etc.), de la granulométrie (fine, moyenne, grossière), de l'uniformité de la granulométrie, de la couleur, du type et de la couverture du cortex, de l'altération/arrondi des bords et de la qualité technique. (complets ou fragmentés) Noyaux ou éclats, éclats/cornières, marteaux, grenades et autres).
Le noyau est mesuré sur sa longueur maximale;largeur maximale ;la largeur est de 15 %, 50 % et 85 % de la longueur ;épaisseur maximale ;l'épaisseur est de 15%, 50% et 85% de la longueur.Des mesures ont également été réalisées pour évaluer les propriétés volumiques du noyau des tissus hémisphériques (radial et Levallois).Les carottes intactes et brisées sont classées selon la méthode de réinitialisation (monoplateforme ou multiplateforme, radiale, Levallois, etc.) et les cicatrices squameuses sont comptées à ≥15 mm et ≥20 % de la longueur de la carotte.Les noyaux avec 5 cicatrices de 15 mm ou moins sont classés comme « aléatoires ».La couverture corticale de toute la surface du noyau est enregistrée, et la couverture corticale relative de chaque côté est enregistrée sur le noyau du tissu hémisphérique.
La feuille est mesurée sur sa longueur maximale ;largeur maximale ;la largeur est de 15 %, 50 % et 85 % de la longueur ;épaisseur maximale ;l'épaisseur est de 15%, 50% et 85% de la longueur.Décrivez les fragments en fonction des parties restantes (proximale, médiane, distale, fendue à droite et fendue à gauche).L'allongement est calculé en divisant la longueur maximale par la largeur maximale.Mesurez la largeur de la plate-forme, l'épaisseur et l'angle de la plate-forme externe de la tranche intacte et des fragments de tranche proximale, et classez les plates-formes en fonction du degré de préparation.Enregistrez la couverture corticale et l'emplacement sur toutes les tranches et tous les fragments.Les bords distaux sont classés selon le type de terminaison (plume, charnière et fourche supérieure).Sur la tranche complète, notez le numéro et la direction de la cicatrice sur la tranche précédente.Lorsqu'ils sont rencontrés, enregistrez l'emplacement de la modification et le caractère invasif conformément au protocole établi par Clarkson (59).Des plans de rénovation ont été lancés pour la plupart des combinaisons d'excavation afin d'évaluer les méthodes de restauration et l'intégrité des dépôts sur le site.
Les artéfacts en pierre récupérés des sondages (CS-TP1-21, SS-TP1-16 et NGA-TP1-8) sont décrits selon un schéma plus simple que l'excavation contrôlée.Pour chaque artefact, les caractéristiques suivantes ont été enregistrées : matière première, taille des particules, couverture du cortex, classe de taille, dommages causés par les intempéries/les bords, les composants techniques et la préservation des fragments.Des notes descriptives pour les caractéristiques diagnostiques des éclats et des carottes sont enregistrées.
Des blocs complets de sédiments ont été découpés dans des sections exposées dans des excavations et des tranchées géologiques.Ces pierres ont été fixées sur place avec des pansements en plâtre ou du papier toilette et du ruban adhésif, puis transportées au Laboratoire d'archéologie géologique de l'Université de Tübingen en Allemagne.Là, l'échantillon est séché à 40°C pendant au moins 24 heures.Ensuite, ils sont durcis sous vide, en utilisant un mélange de résine polyester non favorisée et de styrène dans un rapport de 7:3.Le peroxyde de méthyléthylcétone est utilisé comme catalyseur, mélange résine-styrène (3 à 5 ml/l).Une fois le mélange de résine gélifié, chauffer l'échantillon à 40°C pendant au moins 24 heures pour durcir complètement le mélange.Utilisez une scie à carreaux pour couper l'échantillon durci en morceaux de 6 × 9 cm, collez-les sur une lame de verre et broyez-les à une épaisseur de 30 μm.Les tranches résultantes ont été numérisées à l'aide d'un scanner à plat et analysées à l'aide d'une lumière polarisée plane, d'une lumière polarisée croisée, d'une lumière incidente oblique et d'une fluorescence bleue à l'œil nu et à un grossissement (× 50 à × 200).La terminologie et la description des lames minces suivent les directives publiées par Stoops (60) et Courty et al.(61).Les nodules de carbonate formant le sol prélevés à une profondeur de> 80 cm sont coupés en deux afin que la moitié puisse être imprégnée et réalisée en tranches minces (4,5 × 2,6 cm) à l'aide d'un stéréomicroscope standard et d'un microscope pétrographique et d'un microscope de recherche à cathodoluminescence (CL) .Le contrôle des types de carbonate est très prudent, car la formation de carbonate formant le sol est liée à la surface stable, tandis que la formation de carbonate des eaux souterraines est indépendante de la surface ou du sol.
Des échantillons ont été forés à partir de la surface coupée des nodules de carbonate formant le sol et coupés en deux pour diverses analyses.FS a utilisé les microscopes stéréo et pétrographiques standard du groupe de travail sur la géoarchéologie et le microscope CL du groupe de travail sur la minéralogie expérimentale pour étudier les tranches minces, toutes deux situées à Tübingen, en Allemagne.Les sous-échantillons de datation au radiocarbone ont été forés à l'aide de forets de précision provenant d'une zone désignée d'environ 100 ans.L'autre moitié des nodules a un diamètre de 3 mm pour éviter les zones de recristallisation tardive, d'inclusions minérales riches ou de changements importants dans la taille des cristaux de calcite.Le même protocole ne peut pas être suivi pour les échantillons MEM-5038, MEM-5035 et MEM-5055 A.Ces échantillons sont sélectionnés à partir d'échantillons de sédiments meubles et sont trop petits pour être coupés en deux pour une coupe mince.Cependant, des études en lames minces ont été réalisées sur les échantillons micromorphologiques correspondants des sédiments adjacents (y compris les nodules carbonatés).
Nous avons soumis des échantillons de datation au 14C au Centre de recherche appliquée sur les isotopes (CAIS) de l'Université de Géorgie, Athènes, États-Unis.L'échantillon de carbonate réagit avec de l'acide phosphorique à 100 % dans un récipient de réaction sous vide pour former du CO2.Purification à basse température d'échantillons de CO2 provenant d'autres produits de réaction et conversion catalytique en graphite.Le rapport graphite 14C/13C a été mesuré à l'aide d'un spectromètre de masse à accélérateur de 0,5 MeV.Comparer le ratio de l'échantillon avec le ratio mesuré avec l'étalon d'acide oxalique I (NBS SRM 4990).Le marbre de Carrare (IAEA C1) est utilisé comme arrière-plan et le travertin (IAEA C2) est utilisé comme étalon secondaire.Le résultat est exprimé en pourcentage de carbone moderne, et la date non calibrée citée est donnée en années radiocarbone (années BP) avant 1950, en utilisant une demi-vie 14C de 5568 ans.L'erreur est citée comme 1-σ et reflète l'erreur statistique et expérimentale.Sur la base de la valeur δ13C mesurée par spectrométrie de masse à rapport isotopique, C. Wissing du Laboratoire de biogéologie de Tubingen, en Allemagne, a indiqué la date du fractionnement isotopique, à l'exception de l'UGAMS-35944r mesuré au CAIS.L'échantillon 6887B a été analysé en double.Pour ce faire, percez un deuxième sous-échantillon du nodule (UGAMS-35944r) à partir de la zone d'échantillonnage indiquée sur la surface de coupe.La courbe d'étalonnage INTCAL20 (tableau S4) (62) appliquée dans l'hémisphère sud a été utilisée pour corriger le fractionnement atmosphérique de tous les échantillons de 14C à 2-σ.