Wetenschap
De superuitbarsting van Toba heeft mogelijk de verspreiding van moderne mensen uit Afrika vergemakkelijkt
Maar een nieuwe studie gepubliceerd in Nature , waaronder ASU-onderzoekers Curtis Marean, Christopher Campisano en Jayde Hirniak, suggereert dat mensen zich mogelijk ook hebben verspreid tijdens droge perioden langs "blauwe snelwegen" gecreëerd door seizoensrivieren. Onderzoekers vonden ook bewijs van koken en stenen werktuigen die het oudste bewijs van boogschieten vertegenwoordigen.
Onderzoekers die in de Hoorn van Afrika werken, hebben bewijs gevonden dat aantoont hoe de vroegmoderne mens overleefde in de nasleep van de uitbarsting van Toba, een van de grootste supervulkanen in de geschiedenis, zo'n 74.000 jaar geleden. De gedragsflexibiliteit van deze mensen heeft hen niet alleen geholpen de superuitbarsting te doorstaan, maar heeft mogelijk ook de latere verspreiding van moderne mensen uit Afrika en over de rest van de wereld vergemakkelijkt.
"Deze studie bevestigt de resultaten van Pinnacle Point in Zuid-Afrika:de uitbarsting van Toba heeft misschien de omgeving in Afrika veranderd, maar mensen hebben zich aangepast en overleefden de door de uitbarsting veroorzaakte veranderingen in het milieu", zegt Marean, onderzoekswetenschapper bij het Institute of Human Origins en Foundation Professor bij de School of Human Evolution and Social Change.
Het team onderzocht de Shinfa-Metema 1-locatie in de laaglanden van het huidige noordwesten van Ethiopië langs de Shinfa-rivier, een zijrivier van de Blauwe Nijl.
De superuitbarsting vond plaats midden in de tijd dat de locatie bezet was en wordt gedocumenteerd door kleine glasscherven waarvan de chemie overeenkomt met die van Toba.
De timing bepalen via cryptotephra
“Een van de baanbrekende implicaties van dit onderzoek,” zei Marean, “is dat we met de nieuwe cryptotephra-methoden die voor ons eerdere onderzoek in Zuid-Afrika zijn ontwikkeld en nu hier in Ethiopië worden toegepast, locaties in heel Afrika kunnen correleren, en misschien ook de wereld, met een resolutie van enkele weken."
Cryptotephra zijn kenmerkende vulkanische glasscherven die 80 tot 20 micron groot kunnen zijn, wat kleiner is dan de diameter van een mensenhaar. Om deze microscopisch kleine scherven uit archeologisch sediment te halen, is geduld en veel aandacht voor detail vereist.
"Zoeken naar cryptotephra op deze archeologische vindplaatsen is als zoeken naar een speld in een hooiberg, maar niet weten of er zelfs maar een naald is. Het vermogen om locaties 8.000 kilometer uit elkaar te correleren, en mogelijk verder, tot binnen enkele weken in plaats van duizenden jaren maakt het allemaal de moeite waard", zegt Christopher Campisano, onderzoekswetenschapper bij het Institute of Human Origins en professor bij de School of Human Evolution and Social Change.
"Deze studie benadrukt nogmaals het belang van het team van de Universiteit van Nevada-Las Vegas/Arizona State University dat de grenzen verlegt voor het succesvol analyseren van cryptotephra met een extreem lage dichtheid tot nu toe en het correleren van archeologische vindplaatsen in heel Afrika", aldus Campisano.
De methoden voor het identificeren van cryptotephra met een lage dichtheid bij Pinnacle Point werden voor het eerst ontwikkeld aan de Universiteit van Nevada in Las Vegas onder leiding van wijlen Gene Smith en Racheal Johnsen en worden nu toegepast in het Sediment and TEphra Preparation (STEP) Lab van de Arizona State University.
Jayde Hirniak, afgestudeerd aan de School of Human Evolution and Social Change, leidde de inspanningen van ASU om zijn eigen cryptotephra-lab op te richten – het STEP Lab – in samenwerking met Campisano en voortbouwend op methoden die bij UNLV waren ontwikkeld. Hirniak werkte ook samen met cryptotephra-laboratoria in het Verenigd Koninkrijk die werken met sedimentmonsters waarin honderden of duizenden glasscherven zijn bewaard.
Nu ligt de voornaamste expertise van Hirniak op het gebied van tefrochronologie, waarbij gebruik wordt gemaakt van vulkanische as om archeologische en paleomilieugegevens met elkaar te verbinden en ze op dezelfde tijdlijn te plaatsen, wat haar bijdrage aan dit onderzoek was.
"Ons laboratorium bij ASU is gebouwd om cryptotephra-horizonten met een extreem lage dichtheid (minder dan 10 scherven per gram) te verwerken met behulp van een zeer gespecialiseerde techniek. Er zijn slechts een paar laboratoria ter wereld met deze mogelijkheden", aldus Hirniak.
Migraties langs 'blauwe snelwegen'
Op basis van isotopengeochemie van de tanden van fossiele zoogdieren en struisvogeleierschalen concludeerden ze dat de locatie door mensen werd bewoond in een tijd met lange droge seizoenen, vergelijkbaar met enkele van de meest droge habitats in Oost-Afrika vandaag de dag. Aanvullende bevindingen suggereren dat wanneer de rivierstromen tijdens droge perioden stopten, mensen zich aanpasten door op dieren te jagen die naar de resterende waterpoelen kwamen om te drinken. Naarmate de waterpoelen steeds kleiner werden, werd het gemakkelijker om vis te vangen zonder speciale uitrusting, en verschoof het dieet steeds meer naar vis.
De klimatologische effecten lijken een langer droog seizoen te hebben veroorzaakt, waardoor de mensen in het gebied nog meer afhankelijk zijn van vis. Het kleiner worden van de waterpoelen heeft mensen er mogelijk ook toe aangezet om naar het buitenland te migreren op zoek naar meer voedsel.
"Toen mensen het voedsel in en rond een bepaalde waterpoel in het droge seizoen opraakten, werden ze waarschijnlijk gedwongen om naar nieuwe waterpoelen te verhuizen", zegt John Kappelman, hoogleraar antropologie en aard- en planetaire wetenschappen aan de UT en hoofdauteur van het onderzoek. "Seizoensgebonden rivieren fungeerden dus als 'pompen' die populaties langs de kanalen van de ene waterpoel naar de andere overhevelden, wat mogelijk de meest recente verspreiding buiten Afrika veroorzaakte."
Het is onwaarschijnlijk dat de mensen die in Shinfa-Metema 1 woonden lid waren van de groep die Afrika verliet. De gedragsflexibiliteit die hen hielp zich aan te passen aan uitdagende klimatologische omstandigheden zoals de Toba-uitbarsting was echter waarschijnlijk een sleutelkenmerk van de mens uit het Midden-Steentijdperk, waardoor onze soort zich uiteindelijk uit Afrika kon verspreiden en zich over de hele wereld kon uitbreiden.
De mensen die op de Shinfa-Metema 1-locatie woonden, jaagden op een verscheidenheid aan landdieren, van antilopen tot apen, zoals blijkt uit de snijwonden op de botten, en kookten blijkbaar hun maaltijden, zoals blijkt uit bewijs van gecontroleerd vuur op de locatie. De meest opvallende stenen werktuigen zijn kleine, symmetrische driehoekige punten. Uit analyses blijkt dat de punten hoogstwaarschijnlijk pijlpunten zijn die, met een leeftijd van 74.000 jaar, het oudste bewijs van boogschieten vertegenwoordigen.