Химия для каменного топора

Исследование, проведённое специалистами Тель-Авивского университета и колледжа Тель-Хай, направлено на поиски ответа на вопрос о том, где брали сырье для изготовления своих орудий древние обитатели долины Хула. В своей работе авторы опирались на современные методики химического анализа, а также применили возможности искусственного интеллекта для идентификации геохимических отпечатков ладоней из стоянок Мааян Барух и Гешер Бенот Яаков, которые являются древнейшими в указанном регионе. Полученные результаты указывают на то, что источником сырья для изготовления каменных топоров являются залежи кремня на плато Дишон, расположенном на удалении около 20 км западнее долины Хула и в сотнях метров выше уровнем. По мнению исследователей, материалы раскопок указывают на высокий уровень социальной организации и высокие когнитивные способности древних людей.

Расположенная вдоль разлома Мёртвого моря долина Хула была освоена людьми с глубокой древности. В данном регионе сосредоточено множество памятников, возраст древнейших из них составляет более 750 000 тысяч лет. Долина Хула лежит на путях миграции из Африки на север, и здешние условия благоприятны для жизни – в долине сосредоточены источники воды, а наличие богатой растительности и дичи обеспечивало возможности для охоты. О высокой интенсивности жизнедеятельности свидетельствуют многочисленные артефакты, в том числе тысячи каменных топоров – одного из наиболее древних инструментов, созданных человеком. Это многофункциональное орудие, образцы которого известны с глубокой древности по всему земному шару, позволяло выполнять различные задачи от выкапывания из земли кореньев и добычи источников воды до разделки туш добытых животных.

Внимание авторов исследования привлекли топоры, найденные в ходе раскопок двух древних стоянок ашельской культуры в долине Хула – Гешер Бенот Яаков (примерно 750 000-е гг. до н.э.), и Мааян Барух (500 000 гг. до н.э.). На территории стоянки Мааян Барух обнаружено в общей сложности найдено около 3,5 тысяч инструментов, ещё несколько тысяч происходят со стоянки Гешер Бенот Яаков.

Анализ артефактов показал, что для изготовления среднего топора весом около 200 г. и длиной немногим более 10 см требовалось измельчить крупный камень весом порядка 1 кг. Это значит, что для изготовления 3,5 тысяч топоров потребовалось бы не менее 3,5 тонн кремня. Закономерным представляется вопрос о том, где древние обитатели стоянки могли раздобыть такой огромный объём камня, и учёные пытались найти ответы на него на протяжении многих лет, однако немного приблизиться к разрешению этой загадки удалось лишь с применением современных технологий: «продвинутого» химического анализа и возможностей искусственного интеллекта – специально разработанного алгоритма.

Для анализа были отобраны образцы двух десятков каменных топоров – по десять с каждой стоянки. Полученный в результате измельчения образцов порошок растворили в кислоте в чистой лаборатории, а затем при помощи масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой (технология ICP-MS) была измерена концентрация около 40 химических элементов. Параллельно с этой работой вёлся поиск материалов для сравнительного анализа с целью определения возможных источников кремня. География обследований охватила обнажения кремня в горах Цфат, на хребте Рамим, Голанских высотах и плато Дишон, а также булыжники из ручьев, впадающих в долину Хула: Иордана, Аюна, Дишон, Рош Пина и Маханайим. Отобранные образцы кремня впоследствии также анализировались с использованием технологии ICP-MS. Для корректного сравнения, ввиду высокой сложности работ по сбору образцов, проведению химического анализа и огромного массива полученных данных, был разработан специальный вычислительный алгоритм. Так учёные смогли сопоставить археологические артефакты с геологическими образцами. Выяснилось, что все образцы топоров, найденных при раскопках, изготовлены из кремня, который был получен из одного источника – кремневых отложений плато Дишон.

Важным открытием стало обнаружение на плато Дишон доисторического комплекса по добыче и измельчению кремня, что, вероятно, свидетельствует об использовании этого источника на протяжении многих столетий. Учитывая достаточно большую удалённость от стоянок Гешер Бенот Яаков и Мааян Барух (около 20 км) и расположение на высоте от 70 до 800 м, исследователи пришли к выводу о том, что добыча сырья требовала высокой социальной организации. Судя по всему, жившие сотни тысяч лет назад люди (по-видимому, гоминиды вида homo erectus), обладали высокими когнитивными и социальными способностями, позволявшими распределять ресурсы, планировать и осуществлять длительные походы для добычи сырья, необходимого для изготовления орудий, от которых зависела их жизнь. Обитатели этих мест имели чёткое представление об имеющихся в регионе ресурсах, обладали пониманием того, как можно получить сырьё высокого качества. Для этого они успешно наладили информационный обмен и передачу знаний следующим поколениям.

Источник: https://phys.org/news/2023-07-early-humans-hula-valley-invested.html