Cáscaras de huevo de avestruz antiguas de Ysterfontein 1, un basurero de la Edad de Piedra Media en Sudáfrica. Se muestran cáscaras de huevo seleccionadas de la capa superior del basurero fechadas por uranio-torio (U-Th, o 230Th / U) geocronología, con sus superficies exteriores hacia arriba. La barra de escala es de 1 cm. Con nuevas edades de entierro 230Th / U de cáscaras de huevo de avestruz, Ysterfontein 1 es el basurero de conchas marinas más antiguo y bien datado, lo que indica que los humanos se adaptaron para utilizar sistemáticamente los recursos costeros como los mariscos hace ~ 120 mil años. Crédito:E. Niespolo.
Los arqueólogos han aprendido mucho sobre nuestros antepasados hurgando en sus montones de basura, que contienen evidencia de su dieta y niveles de población a medida que la flora y fauna local cambió con el tiempo.
Un desperdicio de cocina común en África, las cáscaras de huevos de avestruz, ahora está ayudando a descifrar el misterio de cuándo ocurrieron estos cambios. proporcionando una línea de tiempo para algunos de los primeros Homo sapiens que se establecieron para utilizar los recursos alimenticios marinos a lo largo de la costa sudafricana más de 100, Hace 000 años.
Geocronólogos de la Universidad de California, Berkeley, y el Centro de Geocronología de Berkeley (BGC) han desarrollado una técnica que utiliza estos omnipresentes descartes para fechar con precisión los vertederos de basura, cortésmente llamados basureros, que son demasiado antiguos para ser datados por técnicas de radiocarbono o carbono-14. el estándar para materiales como el hueso y la madera que tienen menos de 50 años, 000 años.
En un artículo publicado este mes en la revista Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, La exestudiante de doctorado de UC Berkeley Elizabeth Niespolo y el geocronólogo y director asociado de BGC Warren Sharp informaron sobre el uso de la datación de uranio-torio de cáscaras de huevos de avestruz para establecer que un basurero en las afueras de Ciudad del Cabo, Sudáfrica, fue depositado entre 119, 900 y 113, 100 años atrás.
Eso hace que el sitio llamado Ysterfontein 1, el basurero de conchas más antiguo del mundo, e implica que los primeros humanos estaban completamente adaptados a la vida costera alrededor de 120, Hace 000 años. Esto también establece que tres dientes de homínido encontrados en el sitio se encuentran entre los fósiles de Homo sapiens más antiguos recuperados en el sur de África.
La técnica es lo suficientemente precisa como para que los investigadores afirmen de manera convincente que la pila de 12,5 pies de profundidad de conchas en su mayoría marinas, mejillones, moluscos y lapas:entremezclados con huesos de animales y cáscaras de huevo pueden haberse depositado durante un período de tan solo 2, 300 años.
Las nuevas edades ya están revisando algunas de las suposiciones que los arqueólogos habían hecho sobre los primeros Homo sapiens que depositaron su basura en el sitio. incluyendo cómo su población y sus estrategias de alimentación cambiaron con el cambio climático y el nivel del mar.
"La razón por la que esto es emocionante es que este sitio no habría sido datable por radiocarbono porque es demasiado antiguo, "Niespolo dijo, observando que hay muchos más sitios de este tipo en África, en particular, las zonas costeras de Sudáfrica.
"Casi todos los sitios de este tipo tienen cáscaras de huevo de avestruz, así que ahora que tenemos esta técnica, existe la posibilidad de volver a visitar estos sitios y utilizar este enfoque para fecharlos con mayor precisión y exactitud, y más importante, averigüe si tienen la misma edad que Ysterfontein o si son mayores o menores, y lo que eso nos dice sobre la búsqueda de comida y el comportamiento humano en el pasado, " ella añadió.
Debido a que las cáscaras de huevo de avestruz son omnipresentes en los basurales africanos, los huevos son una rica fuente de proteínas, equivalente a unos 20 huevos de gallina, han sido un objetivo atractivo para los geocronólogos. Pero la aplicación de la datación por uranio-torio, también llamada serie de uranio, a los caparazones de avestruz ha sido acosada por muchas incertidumbres.
"El trabajo anterior hasta la fecha con series de uranio ha sido realmente impredecible, y sobre todo extrañar, "Dijo Niespolo.
La datación de precisión se remonta a 500, Hace 000 años
Otros métodos aplicables a sitios mayores de 50 años, 000 años, como la datación por luminiscencia, son menos precisos, a menudo por un factor de 3 o más, y no se pueden realizar en materiales de archivo disponibles en museos, Dijo Sharp.
Los investigadores creen que la datación de uranio-torio puede proporcionar edades para cáscaras de huevo de avestruz de hasta 500 años, 000 años, extendiendo la datación precisa de basureros y otros sitios arqueológicos aproximadamente 10 veces más en el pasado.
Las estructuras de cáscara de huevo ejercen un control primario sobre la distribución de U y Th secundarios, por lo que se requiere una caracterización espacial de los elementos clave y un muestreo cuidadoso para producir edades precisas mediante datación 230Th / U. Las barras de escala son de 1 mm. A. Microfotografía de sección delgada de una cáscara de huevo de avestruz moderna en sección transversal, y las correspondientes estructuras de cáscara de huevo indicadas por V (capa vertical), P (empalizada o capa prismática), y C (capa de cono). Los poros que sirven como vías de oxígeno para los polluelos en incubación son visibles como agujeros abiertos que penetran a través de la cáscara del huevo. B. Fragmento montado en epoxi de una cáscara de huevo antigua de Ysterfontein 1 en sección transversal, que muestran las mismas estructuras de cáscara de huevo están bien conservadas en el tiempo profundo. Los análisis de la ablación con láser son evidentes a lo largo de las líneas marcadas y siguen las concentraciones de U y Th. Se aprecia un poro en el centro del fragmento montado. Las edades de entierro de 230Th / U de las cáscaras de huevo de esta capa son ~ 118 mil años. Crédito:E. Niespolo.
"Este es el primer conjunto de datos publicado que muestra que podemos obtener resultados realmente coherentes para cosas fuera del rango de radiocarbono, alrededor de 120, Hace 000 años en este caso, "dijo Sharp, que se especializa en el uso de la datación de uranio-torio para resolver problemas en paleoclima y tectónica, así como en arqueología. "Está demostrando que estas cáscaras de huevo mantienen intactos sus sistemas de series de uranio y dan edades confiables más atrás en el tiempo de lo que se había demostrado antes".
"Las nuevas fechas en la cáscara de huevo de avestruz y la excelente conservación de la fauna hacen de Ysterfontein 1 el basurero de conchas de la Edad de Piedra Media multiestratificado mejor fechado en la costa oeste de Sudáfrica, "dijo el coautor Graham Avery, Arqueozoóloga e investigadora jubilada del Museo Sudafricano Iziko. "Aplicación adicional del nuevo método de datación, donde estén disponibles fragmentos de cáscara de huevo de avestruz, fortalecerá el control cronológico en los sitios cercanos de la Edad de Piedra Media, como Hoedjiespunt y Sea Harvest, que tienen conjuntos faunísticos y líticos similares, y otros en la costa sur del Cabo ".
¿Los primeros asentamientos humanos?
Ysterfontein 1 es uno de una docena de basureros de conchas esparcidos a lo largo de las costas occidental y oriental de la provincia del Cabo Occidental. cerca de Ciudad del Cabo. Excavado a principios de la década de 2000, Se considera un sitio de la Edad de Piedra Media establecido en la época en que el Homo sapiens estaba desarrollando comportamientos complejos como la territorialidad y la competencia intergrupal. así como la cooperación entre grupos no familiares. Estos cambios pueden deberse al hecho de que estos grupos estaban pasando de cazadores-recolectores a poblaciones asentadas, gracias a fuentes estables de proteínas de alta calidad (mariscos y mamíferos marinos) del mar.
Hasta ahora, las edades de los sitios de la Edad de Piedra Media como Ysterfontein 1 han sido inciertas en aproximadamente un 10%, dificultando la comparación entre los sitios de la Edad de Piedra Media y con los de la Edad de Piedra Posterior. Las nuevas fechas con una precisión de aproximadamente 2% a 3%, colocar el sitio en el contexto de cambios bien documentados en el clima global:fue ocupado inmediatamente después del último período interglacial, cuando el nivel del mar estaba alto, quizás 8 metros (26 pies) más alto que hoy. El nivel del mar bajó rápidamente durante la ocupación del sitio (la costa se retiró hasta 2 millas durante este período) pero la acumulación de proyectiles continuó de manera constante, lo que implica que los habitantes encontraron formas de adaptarse a la distribución cambiante de los recursos alimentarios marinos para mantener su dieta preferida.
El estudio también muestra que el basurero de conchas de Ysterfontein 1 se acumuló rápidamente, tal vez alrededor de 1 metro (3 pies) cada 1, 000 años, lo que implica que las personas de la Edad de Piedra Media a lo largo de la costa del sur de África hicieron un uso extensivo de los recursos marinos, al igual que la gente lo hizo durante la Edad de Piedra tardía, y sugiriendo que las estrategias de alimentación marina eficaces se desarrollaron temprano.
Para citas, las cáscaras de huevo son mejores
Las edades se pueden atribuir a algunos sitios arqueológicos mayores de 50 años, 000 años mediante la datación argón-argón (40Ar / 39Ar) de cenizas volcánicas. Pero la ceniza no siempre está presente. En África, sin embargo, y antes del Holoceno, en todo el Medio Oriente y Asia, las cáscaras de huevo de avestruz son comunes. Algunos sitios incluso contienen adornos de cáscara de huevo de avestruz hechos por los primeros Homo sapiens.
Durante los últimos cuatro años, Sharp y Niespolo realizaron un estudio exhaustivo de las cáscaras de huevo de avestruz, incluido el análisis de cáscaras de huevo modernas obtenidas de una granja de avestruces en Solvang, California, y desarrolló una forma sistemática de evitar las incertidumbres de análisis anteriores. Una observación clave fue que los animales, incluyendo avestruces, no recoja ni almacene uranio, aunque es común en niveles de partes por mil millones en la mayor parte del agua. Demostraron que las conchas de avestruz recién puestas no contienen uranio, sino que se absorbe después del entierro en el suelo.
Lo mismo ocurre con las conchas marinas, pero su estructura de carbonato de calcio, un mineral llamado aragonito, no es tan estable cuando se entierra en el suelo como la forma de calcita de carbonato de calcio que se encuentra en la cáscara de huevo. Debido a esto, Las cáscaras de huevo retienen mejor el uranio absorbido durante los primeros cien años que están enterradas. Hueso, que consiste principalmente en fosfato de calcio, tiene una estructura mineral que tampoco permanece estable en la mayoría de los entornos de suelo ni retiene de manera confiable el uranio absorbido.
El uranio es ideal para la datación porque se desintegra a un ritmo constante a lo largo del tiempo en un isótopo de torio que se puede medir en cantidades diminutas mediante espectrometría de masas. La proporción de este isótopo de torio con respecto al uranio todavía presente le dice a los geocronólogos cuánto tiempo ha estado el uranio en la cáscara de huevo.
La datación en serie de uranio se basa en uranio-238, el isótopo de uranio dominante en la naturaleza, que decae a torio-230. En el protocolo desarrollado por Sharp y Niespolo, usaron un láser para aerosolizar pequeños parches a lo largo de una sección transversal del caparazón, y pasó el aerosol a través de un espectrómetro de masas para determinar su composición. Buscaron manchas con alto contenido de uranio y no contaminadas por un segundo isótopo de torio, torio-232, que también invade las cáscaras de huevo después del entierro, aunque no tan profundamente. Recogieron más material de esas áreas, lo disolvió en ácido, y luego lo analizó con más precisión para uranio-238 y torio-230 con espectrometría de masas en "solución".
Estos procedimientos evitan algunas de las limitaciones anteriores de la técnica, dando aproximadamente la misma precisión que el carbono-14, pero en un intervalo de tiempo diez veces mayor.
"La clave de esta técnica de datación que hemos desarrollado y que difiere de los intentos anteriores de fechar las cáscaras de los huevos de avestruz es el hecho de que estamos explicando explícitamente el hecho de que las cáscaras de los huevos de avestruz no contienen uranio primario, por lo que el uranio que estamos usando para fechar las cáscaras de huevo en realidad proviene del agua de los poros del suelo y las cáscaras de huevo absorben el uranio al depositarse, "Dijo Niespolo.
