Предки людей не только умели пользоваться огнём, но и применяли сложные технологии для изготовления орудий. Недавно исследователи из Института Вейцмана применили собственные передовые технологии для того, чтобы по-новому взглянуть на коллекцию каменных орудий. По результатам исследования они предположили, что древние люди, которые сделали их, могли хорошо понимать влияние нагрева на камень и использовать его для изготовления лезвий, а также использовать различные температуры для создания разных типов орудий. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Human Behavior.
Пещера Кесем, расположенная в Центральном Израиле, была раскопана профессоров Ави Гофером и его коллегами из Университета Тель-Авива. Находки из этой пещеры датированы периодом между 420 000 и 200 000 лет назад, или в раннем (нижнем) палеолите и относятся к Ашело-ябрудийскому археологическому комплексу. Древние гоминиды, жившие в пещере Кесем, оставили после себя тысячи каменных орудий. Преимущественно они сделаны из кремня — материала, который легко найти на всей территории страны. Примерно между 300 000 и 400 000 лет назад основная добыча гоминидов изменилась: вместо слонов они начали охотиться на оленей, а это потребовало смены орудий на более тонкие. Учёные задались вопросом, использовали ли древние обитатели пещеры огонь для обжига камня перед тем, как его расколоть. Гораздо более поздние группы (менее 100 000 лет назад) оставили следы обжига на кремне — он облегчает обработку камня. Однако на стоянках такого возраста почти не остаётся органических веществ, которые могли бы дать исследователям доказательства использования огня для изготовления орудий.
Доктор Филип Натальо из отделения научной археологии при Институте Вейцмана объясняет: первая трудность заключается в том, чтобы определить, претерпел ли кремень структурные изменения. Этому мешает тот факт, что структура сырого кремня варьируется в зависимости от геологических условий, в которых он образовался. Следы нагрева в твёрдой породе будут микроскопическими или даже практически невидимыми. Чтобы справиться с этой проблемой, Натальо и его аспирант доктор Авиад Агам, который специализируется на доисторической археологии, обратились к доктору Иддо Пинкасу из отдела химической поддержки исследований — эксперту по спектроскопии комбинационного рассеяния света.
Сперва группа исследователей собирала куски кремня в окрестностях пещеры Кесем и других регионах страны. После нагревания их до разных температур и последующего охлаждения исследователи изучили их в спектроскопической лаборатории Пинкаса, где определили состав породы вплоть до химической и молекулярной структуры.
Однако эксперимент дал огромный объём данных — слишком большой, чтобы анализировать их обычными методами. Поэтому они обратились к Идо Азури, эксперту в области машинного обучения и искусственного интеллекта. Метод, предложенный им, не только помог проанализировать данные спектроскопии и разобраться в изменениях, вызванных обжигом пород, но и, вероятно, может быть использован в поиске диапазона температур, до которых была нагрета каждая порода.
Далее исследователи применили спектроскопию и машинный анализ к случайно выбранным образцам из тысяч кусочков древнего кремня, извлечённых из пещеры Кесем археологами. Они взяли новые данные и оценили температуры, до которых древние люди нагревали камни, с помощью модели, которую создал Азури.
В ходе исследования сравнивалось три типа кремниевых орудий, что выявило три вида уникальных температурных диапазонов, по одному для каждого типа.
Первый тип, который учёные называют «крышечки от кастрюль», представляет собой маленькие, зазубренные и обломанные осколки, анализ которых показал, что они подвергались нагреву до такой температуры, что осколки отлетали сами по себе. Это показало команде, что они на правильном пути, поскольку подобная высокая температура (около 600 градусов по Цельсию) предполагалась и в других исследованиях для создания орудий.
Второй тип, «хлопья» и третий, «лезвия» — более крупные, похожие на нож орудия с длинным острым краем и толстым основанием, за которое их можно было держать. «Хлопья», меньшие по размерам режущие инструменты, чем «лезвия», были обработаны в относительно высоком диапазоне температур, тогда как «лезвия» нагревались до низких температур (примерно 200-300 градусов по Цельсию), и диапазон температур, в которых они обжигались, был значительно уже.
То есть, похоже на то, что обитатели пещеры намеренно использовали разные способы термической обработки для создания разных орудий.
Редактор Вера Круз, автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз.