Als soort, wij mensen zijn altijd gefascineerd geweest door waar we vandaan kwamen. aanvankelijk, men geloofde dat mensen niet uit Afrika konden komen.

Die misvatting begon vanaf 1925 langzaam te verschuiven, toen de moderne discipline paleoantropologie - de studie van onze oorsprong - in Zuid-Afrika werd geboren. Dat is toen professor Raymond Dart van de Universiteit van de Witwatersrand, in Johannesburg, herkende de betekenis van een kleine fossiele schedel die hem uit Taung was gebracht, in de provincie Noordwest van het land.

Dart realiseerde zich dat de schedel toebehoorde aan een wezen dat noch volledig aap noch mens was:het vertegenwoordigde een van onze verre voorouders, die hij noemde Australopithecus africanus , betekenis " zuidelijke aap van Afrika ".

In de jaren die volgden vond paleontoloog Robert Broom meer fossielen van volwassen individuen uit Sterkfontein en andere grotten in het gebied dat we nu kennen als de bakermat van de mensheid, net buiten Johannesburg. Zijn werk bevestigde het feit dat Afrika de geboorteplaats van de mensheid was, hoewel het jaren duurde voordat veel Europese wetenschappers hiertoe kwamen.

Sinds de jaren zestig, het fossielenbestand van dit belangrijke gebied heeft grotendeels een achterbank ingenomen met Oost-Afrikaanse vondsten. Dat komt omdat we niet wisten hoe oud de grotten in de bakermat van de mensheid zijn, en kon dus geen sluitende data geven voor de vele fossielen die erin werden gevonden. De geologische omgeving in de Cradle is heel anders dan het Rift-systeem in Oost-Afrika, waar zich vulkanische aslagen bevinden tussen de fossiele bedden; de aslagen zijn te dateren, leeftijden geven aan de fossielen. De grotten van Zuid-Afrika hebben dergelijke vulkanische lagen niet.

Maar er zijn andere soorten rotsen in de grotten. Met deze werken mijn collega's en ik gebruikten een methode genaamd uranium-looddatering om de ouderdom van de grotten in de bakermat van de mensheid vast te stellen. Dit betekent dat we het hele vroege menselijke record van de wieg kunnen beperken tot een paar korte tijdvensters tussen één en drie miljoen jaar geleden.

Een van de dingen die bijzonder opwindend is aan dit onderzoek, is dat we – voor het eerst – Zuid-Afrikaanse mensachtigen kunnen vergelijken met hun neven in Oost-Afrika.

Ontgrendelen van stroomstenen

Grotten zitten vol met bijzondere rotssoorten. Er zijn stalagmieten die opgroeien vanaf de vloeren, en stalactieten die van de plafonds naar beneden hangen. Zoals druppelend water in de grot langs de vloer stroomt, gesteenten die bekend staan ​​​​als stroomstenen vormen - en terwijl ze dat doen, het mineraal uranium zit erin opgesloten, kristal voor kristal. Hierdoor ontstaat een soort "klok" die ons vertelt hoe oud de vloeistenen zijn.

We verzamelden deze stroomstenen van de verschillende grotten in de Cradle, bracht ze terug naar het lab, vervolgens geëxtraheerd en geconcentreerd de kleine hoeveelheid uranium die erin aanwezig was, evenals de nog kleinere hoeveelheid lood die is geproduceerd door het uraniumverval. Deze uranium- en loodisotopen stellen ons in staat om de "klokken" van de flowstones te lezen - technisch bekend als uranium-looddatering.

Deze uranium-looddatering is niet nieuw. Het is goed ingeburgerd en wordt al tientallen jaren door geologen gebruikt; zo weten we hoe oud de aarde is. Hoe dan ook, het is geen gemakkelijk proces geweest. Mijn collega's en ik moesten de bestaande uranium-lood-dateringsmethode specifiek voor de Zuid-Afrikaanse stroomstenen aanpassen. De uitdaging was dat er in gesteenten van slechts een paar miljoen jaar oud – jong naar geologische maatstaven – niet veel tijd is geweest om lood op te hopen, het dochtervervalproduct van uranium.

Het heeft ons 13 jaar gekost om dit punt te bereiken. Maar het is het wachten waard geweest.

In onze recente Nature-paper, we hebben de grootste dataset ooit samengesteld van leeftijden voor de Cradle-grotten en waren in staat om deze grondig te analyseren en patronen te zoeken. specifiek, we vroegen of alle grotten aan de oppervlakte open waren voor fossielen om erin te spoelen en tegelijkertijd fossielen te verzamelen - of dat elk als zijn eigen kleine ecosysteem fungeerde.

De Cradle is een relatief kleine plaats (ongeveer 10 x 15 km), en we zouden verwachten dat dezelfde gebeurtenissen in alle grotten tegelijkertijd zouden worden vastgelegd.

En dit is precies wat we vonden. We dateerden 29 stroomstenen, van acht grotten, en ontdekte dat de stroomstenen allemaal dateren uit dezelfde zes smalle tijdvensters. Bijvoorbeeld, 2 miljoen jaar geleden, alle belangrijke grotten aan de andere kant van de Cradle waren gesloten - er werd niets naar binnen gespoeld - met stromingssteen die zich binnenin vormde.

We weten ook dat stromingsstenen zich alleen kunnen vormen in tijden dat het meer regent. Dus door de stroomstenen te dateren, we pikken deze tijden in het verleden uit. Voor het eerst weten we dat onze vroege menselijke voorouders grote veranderingen in het lokale klimaat hebben meegemaakt. De sedimenten met de fossielen erin in de grotten, zijn allemaal ingeklemd tussen stroomstenen. We interpreteren dit patroon, flowstone-sediment-flowstone, als een signaal van deze veranderende klimaten, waarbij de sedimenten drogere tijden vertegenwoordigen.

Dit betekent dat alle fossielen uit de Cradle, mensachtigen en andere dieren, verzameld tijdens drogere tijden.

Daten met het niet te dateren

De stroomsteenlagen in de grotten zijn het equivalent van de aslagen in de Rift Valley. Met de uranium-loodleeftijden voor deze stroomstenen, De fossielen van Zuid-Afrika kunnen uit de schaduw treden van ongedateerd en niet dateerbaar zijn.

Dit zal de wereld in staat stellen haar aandacht weer te richten op het ongelooflijk rijke fossielenbestand van het land met een beter begrip van wanneer die fossielen werden gevormd en wat dat ons vertelt over de menselijke evolutie.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.