Er is momenteel weinig bekend over hoe de eerste mensen vuur gebruikten. Daar komt nu verandering in dankzij een nieuwe proxy, een meetbare stof waarmee bosbranden in een ver verleden kunnen worden aangetoond. De proxy is de organische stof levoglucosan, een suikermolecuul dat wordt geproduceerd tijdens de verbranding van vegetatie en aanwezig is in sedimenten van oceanen en meren. doctoraat studente Laura Schreuder deed haar onderzoek bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Op 27 mei, zij zal haar proefschrift over dit onderwerp verdedigen aan de Universiteit Utrecht.

Met behulp van deze nieuwe proxy, Schreuder ontwikkelde een complete tijdreeks, die bijna 200 teruggaat, 000 jaar en komt precies overeen met een belangrijke periode in de noordwaartse migratie van Homo sapiens op het Afrikaanse continent. Binnen deze periode is duidelijke pieken te zien waren in de hoeveelheid levoglucosan, en daarmee de intensiteit van de bosbranden in West-Afrika ten zuiden van de Sahara.

Schreuder:"Twee pieken in de periode tussen 60, 000 en 50, 000 jaar geleden zijn opvallend:ze sluiten aan bij de bewoning van West-Afrika door Homo sapiens en met een dichtere begroeiing van bomen en struiken (vaatplanten). Deze weelderige groei betekende gunstiger levensomstandigheden voor de mens en een grotere beschikbaarheid van brandstof. Een piek in levoglucosan onthult dat mensen mogelijk vuur gebruikten."

"Bijvoorbeeld, we zien geen piek in levoglucosan in de periode tussen 130, 000 en 100, 000 jaar geleden, overwegende dat in die periode waarschijnlijk hebben hier ook mensen gewoond. Van dit, we concluderen dat vuur in die periode waarschijnlijk nog niet belangrijk was voor de mens."

Bosbranden in het verre verleden

Er is al veel bekend over de intensiteit van bosbranden in de prehistorie. Echter, de door archeologen verzamelde kennis beslaat voor West-Afrika doorgaans niet meer dan een paar duizend jaar (er is meer bekend over Oost-Afrika). Voor de lange termijn ontbraken nog geschikte geochemische biomarkers. Levoglucosan heeft wetenschappers nu een beter hulpmiddel gegeven om prehistorische bosbranden in kaart te brengen.

De tijdreeks van 192, 000 jaar gepresenteerd door Schreuder is gebaseerd op een nauwkeurige analyse van een boorkern voor de kust van Guinee. Naast de genoemde pieken tussen 60, 000 en 50, 000 jaar geleden, er was een piek in de depositie van levoglucosan 80, 000 jaar geleden. Echter, volgens Schreuder, dit is niet relevant omdat er op dat moment een algemene toename van de sedimentatiesnelheid was:in die periode, er is in relatief korte tijd veel materiaal op de zeebodem afgezet, wat ook veel levoglucosan betekent.

Inspiratie uit fijnstofmetingen

Levoglucosaan (1, 6-anhydro-D-glucose) is een suikermolecuul dat wordt geproduceerd bij de onvolledige verbranding van bomen en planten. Het wordt gebruikt bij metingen van atmosferische fijnstof, bijvoorbeeld om de invloed van houtkachels op de luchtkwaliteit te bepalen. Als bestanddeel van fijnstof, het kan over honderden of zelfs duizenden kilometers worden vervoerd en kan daardoor in oceanen en meren terechtkomen, waar het zinkt. Gedurende miljoenen jaren, het sediment van de oceaan en het meer versteent; voor geologen, de boorkernen vormen een rijk archief, en daar horen nu ook prehistorische bosbranden bij.

Degradatie op de zeebodem

Schroder ontdekte dat er nauwelijks afbraak optreedt tijdens het transport over lange afstand van levoglucosan door de atmosfeer en via de waterkolom. Echter, op de zeebodem bij de sediment-watergrens, de stof breekt wel af, en dat verstoort het signaal. "We hebben vastgesteld dat de snelheid waarmee de suikermoleculen op de zeebodem worden afgezet (accumulatiesnelheid) een bijzonder nauwkeurige maatstaf is voor de afzetting van levoglucosan, en met dat, van bosbranden, ’ legt Schreuder uit.

Meetmethode verbeterd

Schreuder vergeleek ook vegetatieveranderingen met veranderingen in vegetatiebranden. Ze gebruikte informatie die afkomstig was van langketenige n-alkanen om meer te weten te komen over vegetatieveranderingen op het Afrikaanse continent. Deze moleculen, die net als levoglucosan over grote afstanden worden vervoerd, zijn belangrijke "vegetatieproxy's" - biomarkers van het vegetatietype op het continent die onthullen of de groei voornamelijk plaatsvond in de vorm van bossen en struiken (vaatplanten) of savannes met grassen. De analyse van andere boorkernen in Polen en Australië maakte het mogelijk om verschillende proxy's te vergelijken; naast levoglucosan en de eerder genoemde alkanen, houtskool en pollen werden aan de vergelijking toegevoegd. Verder, de meetmethoden zijn verbeterd, zodat nu kleine hoeveelheden levoglucosan in sedimentmonsters kunnen worden gemeten.