นกกระจอกเทศ

เศษอาหารในครัวที่พบได้ทั่วไปในแอฟริกา - เปลือกไข่นกกระจอกเทศ - กำลังช่วยไขปริศนาว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อใด โดยระบุลำดับเวลาของโฮโม เซเปียนส์กลุ่มแรกสุดบางกลุ่มที่ตั้งถิ่นฐานเพื่อใช้ทรัพยากรอาหารทางทะเลตามแนวชายฝั่งแอฟริกาใต้ เมื่อกว่า 100,000 ปีที่แล้ว นักธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ และศูนย์ธรณีวิทยา Berkeley (BGC) ได้พัฒนาเทคนิคที่ใช้การทิ้งที่แพร่หลายเหล่านี้เพื่อระบุวันที่ที่ทิ้งขยะอย่างแม่นยำ ซึ่งเรียกอย่างสุภาพว่ามิดเดน ซึ่งเก่าเกินกว่าจะระบุวันที่ด้วยเรดิโอคาร์บอนหรือคาร์บอน 14 เทคนิค มาตรฐานวัสดุอย่างกระดูกและไม้ที่มีอายุน้อยกว่า 50,000 ปี ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารProceedings of the National Academy of Sciencesในเดือนนี้ อดีตนักศึกษาระดับปริญญาเอกของ UC Berkeley Elizabeth Niespolo และนักธรณีวิทยาและ BGC และรองผู้อำนวยการ Warren Sharp รายงานโดยใช้การนัดหมายยูเรเนียม-ทอเรียมของเปลือกไข่นกกระจอกเทศเพื่อพิสูจน์ว่ามิดเดนนอกเมืองเคปทาวน์ แอฟริกาใต้ ถูกทับถมระหว่าง 119,900 ถึง 113,100 ปีที่แล้ว นั่นทำให้ไซต์นี้เรียกว่า Ysterfontein 1 ซึ่งเป็นเปลือกหอยที่เก่าแก่ที่สุดในโลกที่รู้จัก และบอกเป็นนัยว่ามนุษย์ในยุคแรก ๆ ปรับตัวเข้ากับชีวิตชายฝั่งได้อย่างสมบูรณ์เมื่อประมาณ 120,000 ปีที่แล้ว สิ่งนี้ยังพิสูจน์ได้ว่าฟันโฮมินิดสามซี่ที่พบในพื้นที่นั้นเป็นหนึ่งในฟอสซิลโฮโมเซเปียนส์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ค้นพบในแอฟริกาตอนใต้ เทคนิคนี้มีความแม่นยำเพียงพอสำหรับนักวิจัยในการระบุอย่างน่าเชื่อว่ากองเปลือกหอยทะเลส่วนใหญ่ที่มีความลึก 12.5 ฟุต ได้แก่ หอยแมลงภู่ หอยมอลลัสก์ และหอยโข่ง ผสมกับกระดูกสัตว์และเปลือกไข่อาจถูกทับถมในช่วงเวลาเพียง 2,300 ฟอง ปี. ยุคสมัยใหม่กำลังแก้ไขข้อสันนิษฐานบางประการที่นักโบราณคดีมีเกี่ยวกับโฮโม เซเปียนส์ในยุคแรก ๆ ที่ทิ้งขยะไว้ในบริเวณนั้น รวมถึงวิธีที่จำนวนประชากรและกลยุทธ์การหาอาหารของพวกเขาเปลี่ยนไปตามสภาพอากาศและระดับน้ำทะเลที่เปลี่ยนแปลง “เหตุผลที่น่าตื่นเต้นก็คือไซต์นี้ไม่สามารถเก็บข้อมูลด้วยเรดิโอคาร์บอนได้เพราะมันเก่าเกินไป” นีสโปโลกล่าว พร้อมสังเกตว่ามีไซต์ลักษณะนี้อีกมากทั่วแอฟริกา โดยเฉพาะบริเวณชายฝั่งของแอฟริกาใต้ "ไซต์ประเภทนี้เกือบทั้งหมดมีเปลือกไข่นกกระจอกเทศ ดังนั้นตอนนี้เรามีเทคนิคนี้แล้ว จึงมีความเป็นไปได้ที่จะไปเยี่ยมชมไซต์เหล่านี้อีกครั้ง และใช้แนวทางนี้ในการระบุวันที่อย่างแม่นยำและแม่นยำยิ่งขึ้น และที่สำคัญกว่านั้นคือ ค้นหาว่า พวกมันมีอายุเท่ากับอิสเตอร์ฟอนเทนหรือแก่กว่าหรือน้อยกว่า และสิ่งที่บอกเราเกี่ยวกับการหาอาหารและพฤติกรรมของมนุษย์ในอดีต” เธอกล่าวเสริม เนื่องจากเปลือกไข่นกกระจอกเทศมีอยู่ทั่วไปในฝูงสัตว์แอฟริกา ไข่จึงเป็นแหล่งโปรตีนที่อุดมสมบูรณ์ เทียบเท่ากับไข่ไก่ประมาณ 20 ฟอง จึงเป็นเป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับนักธรณีวิทยา แต่การนำยูเรเนียม-ทอเรียมเดทติ้ง หรือที่เรียกว่าชุดยูเรเนียมมาใช้กับเปลือกนกกระจอกเทศนั้นถูกรุมเร้าด้วยความไม่แน่นอนหลายประการ Niespolo กล่าวว่า "งานก่อนหน้านี้ที่ทำเปลือกไข่ด้วยชุดยูเรเนียมนั้นประสบความสำเร็จอย่างมากและส่วนใหญ่พลาด" Niespolo กล่าว การออกเดทที่แม่นยำย้อนกลับไปเมื่อ 500,000 ปีที่แล้ว วิธีการอื่นที่ใช้กับไซต์ที่มีอายุมากกว่า 50,000 ปี เช่น การระบุอายุด้วยแสงมีความแม่นยำน้อยกว่า ซึ่งมักจะอยู่ที่ 3 เท่าขึ้นไป และไม่สามารถดำเนินการกับเอกสารจดหมายเหตุที่มีอยู่ในพิพิธภัณฑ์ได้ ชาร์ปกล่าว นักวิจัยเชื่อว่าการหาอายุของยูเรเนียม-ทอเรียมสามารถให้อายุของเปลือกไข่นกกระจอกเทศได้ถึง 500,000 ปี ซึ่งขยายอายุของเนื้อชั้นกลางและแหล่งโบราณคดีอื่นๆ ออกไปอีกประมาณ 10 เท่าในอดีต "นี่เป็นชุดข้อมูลที่เผยแพร่ครั้งแรกซึ่งแสดงให้เห็นว่าเราสามารถได้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกันจริงๆ สำหรับสิ่งต่างๆ ที่อยู่นอกช่วงเรดิโอคาร์บอน เมื่อประมาณ 120,000 ปีก่อนในกรณีนี้" ชาร์ป ซึ่งเชี่ยวชาญในการใช้การหาคู่ของยูเรเนียม-ทอเรียมเพื่อแก้ปัญหาใน บรรพชีวินวิทยาและการแปรสัณฐานตลอดจนโบราณคดี "มันแสดงให้เห็นว่าเปลือกไข่เหล่านี้ยังคงรักษาระบบชุดยูเรเนียมที่ไม่บุบสลายและให้อายุที่เชื่อถือได้ย้อนเวลากลับไปไกลกว่าที่เคยแสดงให้เห็นมาก่อน" Graham Avery ผู้ร่วมวิจัย นักโบราณคดีและนักวิจัยเกษียณ กล่าวว่า "วันที่ใหม่บนเปลือกไข่นกกระจอกเทศและการเก็บรักษาสัตว์ที่ยอดเยี่ยมทำให้ Ysterfontein 1 เป็นเปลือกหอยยุคหินกลางที่มีการแบ่งชั้นหลายชั้นและมีอายุดีที่สุด ณ ชายฝั่งตะวันตกของแอฟริกาใต้" พิพิธภัณฑ์อิซิโกแอฟริกาใต้ "การประยุกต์ใช้วิธีการหาคู่ใหม่เพิ่มเติม ซึ่งมีเศษเปลือกไข่ นกกระจอกเทศ อยู่ จะช่วยเสริมการควบคุมตามลำดับเวลาในพื้นที่ใกล้เคียงของยุคหินกลาง เช่น Hoedjiespunt และ Sea Harvest ซึ่งมีการประกอบชิ้นส่วนของสัตว์และหินที่คล้ายคลึงกัน และอื่นๆ บนชายฝั่งทางตอนใต้ของ Cape " การตั้งถิ่นฐานครั้งแรกของมนุษย์? Ysterfontein 1 เป็นหนึ่งในโหลเปลือกหอยที่กระจายอยู่ตามชายฝั่งตะวันตกและตะวันออกของจังหวัดเวสเทิร์นเคป ใกล้กับเคปทาวน์ ขุดค้นในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ถือเป็นแหล่งยุคหินกลางที่สร้างขึ้นในช่วงเวลาที่โฮโม เซเปียนส์กำลังพัฒนาพฤติกรรมที่ซับซ้อน เช่น ดินแดนและการแข่งขันระหว่างกลุ่ม ตลอดจนความร่วมมือระหว่างกลุ่มที่ไม่ใช่เครือญาติ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่ากลุ่มคนเหล่านี้กำลังเปลี่ยนจากนักล่าสัตว์มาเป็นประชากรที่ตั้งถิ่นฐาน ต้องขอบคุณแหล่งโปรตีนคุณภาพสูงที่มั่นคง - หอยและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล - จากทะเล จนถึงขณะนี้ อายุของไซต์ Middle Stone Age เช่น Ysterfontein 1 มีความไม่แน่นอนประมาณ 10% ทำให้การเปรียบเทียบระหว่างไซต์ Middle Stone Age และกับไซต์ยุคหินภายหลังเป็นเรื่องยาก วันที่ใหม่ซึ่งมีความแม่นยำประมาณ 2% ถึง 3% ทำให้ไซต์นี้อยู่ในบริบทของการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศโลกที่มีการบันทึกไว้เป็นอย่างดี: มันถูกครอบครองทันทีหลังจากช่วง interglacial ล่าสุด เมื่อระดับน้ำทะเลอยู่ในระดับสูง อาจจะ 8 เมตร (26 ฟุต) สูงกว่าวันนี้ ระดับน้ำทะเลลดลงอย่างรวดเร็วระหว่างการยึดครองพื้นที่นี้ - แนวชายฝั่งถอยร่นไปถึง 2 ไมล์ในช่วงเวลานี้ - แต่การสะสมของเปลือกหอยยังคงดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง บ่งบอกเป็นนัยว่าผู้อยู่อาศัยพบวิธีที่จะรองรับการกระจายทรัพยากรอาหารทางทะเลที่เปลี่ยนแปลงเพื่อรักษา อาหารที่ต้องการ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าเปลือกหอย Ysterfontein 1 สะสมอย่างรวดเร็ว - อาจประมาณ 1 เมตร (3 ฟุต) ทุกๆ 1,000 ปี - บ่งบอกว่าผู้คนในยุคหินกลางตามชายฝั่งทางตอนใต้ของแอฟริกาใช้ประโยชน์จากทรัพยากรทางทะเลอย่างกว้างขวาง เช่นเดียวกับที่ผู้คนทำในช่วงนั้น ยุคหินตอนหลัง และเสนอว่ากลยุทธ์การหาอาหารทางทะเลที่มีประสิทธิภาพได้พัฒนาขึ้นตั้งแต่เนิ่นๆ สำหรับการออกเดทเปลือกไข่จะดีกว่า อายุสามารถยึดติดกับแหล่งโบราณคดีบางแห่งที่มีอายุมากกว่า 50,000 ปีผ่านการสืบอายุอาร์กอน-อาร์กอน (40Ar/39Ar) ของเถ้าภูเขาไฟ แต่ขี้เถ้าไม่ได้มีอยู่เสมอไป อย่างไรก็ตามในแอฟริกา - และก่อนโฮโลซีน ทั่วทั้งตะวันออกกลางและเอเชีย - เปลือกไข่นกกระจอกเทศเป็นเรื่องปกติ ไซต์บางแห่งมีเครื่องประดับเปลือกไข่นกกระจอกเทศที่ทำโดย Homo sapiens ยุคแรก ในช่วงสี่ปีที่ผ่านมา Sharp และ Niespolo ได้ทำการศึกษาเปลือกไข่นกกระจอกเทศอย่างละเอียด รวมถึงการวิเคราะห์เปลือกไข่สมัยใหม่ที่ได้จากฟาร์มนกกระจอกเทศในโซลแวง แคลิฟอร์เนีย และพัฒนาวิธีการที่เป็นระบบเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่แน่นอนของการวิเคราะห์ก่อนหน้านี้ ข้อสังเกตที่สำคัญประการหนึ่งคือ สัตว์ต่างๆ รวมทั้งนกกระจอกเทศ จะไม่ดูดและกักเก็บยูเรเนียม แม้ว่าจะพบได้ทั่วไปในระดับส่วนต่อพันล้านส่วนในน้ำส่วนใหญ่ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าเปลือกนกกระจอกเทศที่วางใหม่ไม่มียูเรเนียม แต่ถูกดูดซับหลังจากฝังในดิน เช่นเดียวกับเปลือกหอย แต่โครงสร้างแคลเซียมคาร์บอเนต - แร่ธาตุที่เรียกว่า aragonite - ไม่เสถียรเมื่อฝังอยู่ในดินเหมือนกับแคลเซียมคาร์บอเนตรูปแบบแคลไซต์ที่พบในเปลือกไข่ เพราะเหตุนี้ เปลือกไข่จึงกักเก็บยูเรเนียมไว้ได้ดีกว่าในช่วงร้อยปีแรกหรือมากกว่านั้นจนฝังไว้ กระดูกประกอบด้วยแคลเซียมฟอสเฟตเป็นส่วนใหญ่ มีโครงสร้างแร่ธาตุที่ไม่คงตัวในสภาพแวดล้อมของดินส่วนใหญ่ และไม่สามารถกักเก็บยูเรเนียมที่ดูดซับไว้ได้อย่างน่าเชื่อถือ ยูเรเนียมเหมาะสำหรับการหาคู่เพราะมันสลายตัวในอัตราคงที่เมื่อเวลาผ่านไปเป็นไอโซโทปของทอเรียมที่สามารถวัดได้ในปริมาณเล็กน้อยด้วยแมสสเปกโตรเมตรี อัตราส่วนของไอโซโทปทอเรียมต่อยูเรเนียมยังคงมีอยู่บอกนักธรณีวิทยาว่ายูเรเนียมอยู่ในเปลือกไข่มานานแค่ไหนแล้ว การออกเดทในอนุกรมยูเรเนียมอาศัยยูเรเนียม-238 ซึ่งเป็นไอโซโทปยูเรเนียมที่โดดเด่นในธรรมชาติ ซึ่งสลายตัวเป็นทอเรียม-230 ในโปรโตคอลที่พัฒนาโดย Sharp และ Niespolo พวกเขาใช้เลเซอร์เพื่อพ่นละอองเป็นหย่อมเล็กๆ ตามหน้าตัดของเปลือก และวิ่งละอองผ่านเครื่องแมสสเปกโตรมิเตอร์เพื่อระบุองค์ประกอบของมัน พวกเขามองหาจุดที่มีปริมาณยูเรเนียมสูงและไม่ปนเปื้อนด้วยไอโซโทปที่สองของทอเรียม ทอเรียม-232 ซึ่งบุกรุกเปลือกไข่หลังจากการฝังแม้ว่าจะไม่ลึกเท่า พวกเขารวบรวมวัสดุจากพื้นที่เหล่านั้นได้มากขึ้น ละลายในกรด แล้ววิเคราะห์หายูเรเนียม-238 และทอเรียม-230 อย่างแม่นยำมากขึ้นด้วย "สารละลาย" แมสสเปกโตรเมตรี ขั้นตอนเหล่านี้หลีกเลี่ยงข้อจำกัดบางประการของเทคนิคก่อนหน้านี้ โดยให้ความแม่นยำระดับเดียวกับคาร์บอน-14 แต่ในช่วงเวลาที่มากกว่า 10 เท่า "กุญแจสำคัญของเทคนิคการหาคู่ที่เราพัฒนาขึ้นนี้แตกต่างจากความพยายามครั้งก่อนในการออกเดทกับเปลือกไข่นกกระจอกเทศคือข้อเท็จจริงที่ว่าเรากำลังอธิบายอย่างชัดเจนถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเปลือกไข่นกกระจอกเทศไม่มียูเรเนียมหลักอยู่ในตัว ดังนั้นยูเรเนียมที่เราใช้ในการ วันที่เปลือกไข่มาจากน้ำในดินและยูเรเนียมจะถูกดูดซับโดยเปลือกไข่เมื่อทับถม "Niespolo กล่าว