Древние люди использовали огонь для изготовления каменных инструментов

Наши предки не только умели пользоваться огнем, но и разработали сложные технологии для изготовления инструментов. Исследователи из Научного института Вейцмана недавно применили собственные передовые технологии, чтобы по-новому взглянуть на коллекцию каменных орудий труда. Их результаты показывают, что первые люди, создавшие их, возможно, хорошо понимали эффекты нагрева камня перед тем, как расколоть его на лезвия, и, возможно, даже использовали разные температуры для создания различных типов инструментов. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Nature Human Behavior.

Пещера Кесем, место в центре Израиля, была раскопана профессором Ави Гофером и его коллегами из Тель-Авивского университета. Находки в пещере датируются периодом от 420 000 до 200 000 лет назад, или нижним палеолитом, и отнесены к уникальному ашело-ябрудийскому культурному комплексу. Древние гоминины (группа, в которую входят мы и вымершие члены нашего генеалогического древа), жившие в пещере Кесем, оставили после себя десятки тысяч каменных орудий труда. Эти инструменты в основном сделаны из кремня, материала, который легко доступен по всей стране, и они были произведены в процессе, называемом колотом, то есть с использованием другого камня или инструмента для откола кусков, заточки острого края. Где-то между 300 000-400 000 лет назад основная добыча, на которую охотились эти гоминины, изменилась - со слонов на ланей, что потребовало переключения в используемом наборе инструментов в сторону более мелких артефактов. Исследовательская группа Вейцмана задала вопрос, могли ли древние жители этого района использовать огонь для закаливания кремня перед тем, как его ударить. Гораздо более поздние группы - менее 100 000 лет назад - оставили свидетельства обжига кремня, что упрощает форму камня. Однако на территориях этого возраста, как правило, почти не остается органических веществ, которые в настоящее время могут дать исследователям убедительные доказательства использования огня.

По словам доктора Филипе Наталио из отдела научной археологии Института, первая проблема в попытке понять, претерпел ли кремень какие-либо структурные изменения, такие как огонь, заключается в том, что структура сырого кремня может варьироваться от участка к участку и от части к кусок, в зависимости от геологических условий, в которых он образовался. А следы прошлого нагрева в твердой породе будут в основном микроскопическими или меньше - в основном невидимыми. Чтобы преодолеть это препятствие, он и доктор Авиад Агам, специализирующийся на доисторической археологии, обратились к доктору Иддо Пинкасу, который является экспертом в методике, известной как рамановская спектроскопия, в отделе поддержки химических исследований Института.

Группа сначала собрала кремень в окрестностях пещеры Кесем, а также в других местах по всей стране. После нагревания кусков кремня до различных температур и их повторного охлаждения исследователи исследовали их с помощью инструментов в спектроскопической лаборатории Пинкаса, которые выявили состав этих камней вплоть до их химической и молекулярной структуры.

Но в результате эксперимента были получены огромные объемы данных - слишком большие для анализа с помощью обычных методов. Итак, группа обратилась к доктору Идо Азури, который работает в отделе биоинформатики Института в отделе основных средств наук о жизни. Азури является экспертом в области машинного обучения и искусственного интеллекта, поэтому, несмотря на отход от своих обычных биологических исследований, поиск закономерностей в больших объемах данных был прямо у него на пути. В самом деле, он был рад обнаружить, что не только данные спектроскопии могут быть проанализированы с помощью методов машинного обучения, чтобы отсортировать изменения, вызванные обжигом камней, этот метод может найти диапазон температур, в котором каждый из них был нагрет.

Затем группа применила спектроскопию и анализ искусственного интеллекта к случайно выбранным образцам из тысяч кусков древнего молотого кремня, выкопанного в пещере Кесем археологом профессором Ави Гофер из Тель-Авивского университета. Затем Азури взял эти новые данные и оценил температуры, до которых древние люди нагревали древние обломки кремня по модели, которую он изначально создал.

“Сначала, - говорит Наталио, - данные, казалось, были повсюду, и мы не знали, можем ли мы что-нибудь сказать об этих инструментах. Но затем Азури создал свою модель, и все стало на свои места“.

Сравнение температур для трех типов инструментов показывает небольшой, относительно прохладный диапазон для лезвий по сравнению с двумя другими.

В дистиллированной версии результатов было проведено сравнение трех различных типов кремневых артефактов и выявлено три уникальных диапазона температур, по одному для каждого вида. Первый тип, который ученые называют крышками от горшков, представлял собой небольшие осколки с надрезами и сколами, и анализ показал, что они подвергались воздействию огня, достаточно горячего, чтобы кусочки кремня отлетали сами по себе. Это подсказало команде, что их анализ был правильным, поскольку в других исследованиях предполагалось, что очень высокая температура - до 600 градусов Цельсия - создаст зазубрины и сколы. Кусочки второго типа известны как хлопья; и третье - лезвия - более крупные ножевидные инструменты с одной длинной острой кромкой и более толстой кромкой, на которой их можно держать. Хлопья, по существу меньшие по размеру режущие инструменты, чем лезвия, обрабатывались в относительно большом диапазоне температур, в то время как лезвия были нагреты до более низких температур (около 200-300 градусов) и температурного диапазона, который они имели. претерпел гораздо меньше. Другими словами, казалось, что обитатели пещеры намеренно использовали разные термообработки для создания различных инструментов.

“Мы не можем знать, как они научили других навыкам изготовления инструментов, какой опыт заставил их нагреть необработанный кремень до разных температур или как им удалось контролировать процесс“, - говорит Наталио.

Напомним, ранее сообщалось, что был найден еще один вымерший предок современного человека.

Источник