Homo sapiens ya kisasa wameshiriki katika idadi kubwa ya mabadiliko ya mfumo wa ikolojia, lakini ni vigumu kutambua asili au matokeo ya mapema ya tabia hizi.Akiolojia, jiokhronolojia, jiomofolojia, na data ya paleoenvironmental kutoka kaskazini mwa Malawi huandika uhusiano unaobadilika kati ya kuwepo kwa malisho, shirika la mfumo wa ikolojia, na uundaji wa mashabiki wa alluvial katika Marehemu Pleistocene.Baada ya karibu karne ya 20, mfumo mnene wa mabaki ya Mesolithic na mashabiki wa alluvial uliundwa.Miaka 92,000 iliyopita, katika mazingira ya paleo-ikolojia, hakukuwa na analog katika rekodi ya awali ya miaka 500,000.Data ya kiakiolojia na uchanganuzi mkuu wa kuratibu unaonyesha kwamba mioto ya mapema iliyochomwa na mwanadamu ililegeza vikwazo vya msimu vya kuwasha, na kuathiri muundo wa mimea na mmomonyoko wa ardhi.Hii, pamoja na mabadiliko ya hali ya hewa ya mvua, hatimaye ilisababisha mpito wa kiikolojia hadi mandhari ya mapema ya kilimo kabla ya kilimo.
Wanadamu wa kisasa ni wahamasishaji wenye nguvu wa mabadiliko ya mfumo wa ikolojia.Kwa maelfu ya miaka, wamebadilisha mazingira kwa kina na kwa makusudi, na hivyo kuzua mjadala kuhusu lini na jinsi mfumo ikolojia wa kwanza unaotawaliwa na mwanadamu uliibuka (1).Ushahidi zaidi wa kiakiolojia na wa ethnografia unaonyesha kwamba kuna idadi kubwa ya mwingiliano wa kujirudia kati ya wanyama wanaokula chakula na mazingira yao, ambayo inaonyesha kwamba tabia hizi ndizo msingi wa mageuzi ya aina zetu (2-4).Data ya visukuku na kijenetiki zinaonyesha kuwa Homo sapiens ilikuwepo Afrika takriban miaka 315,000 iliyopita (ka).Data ya kiakiolojia inaonyesha kwamba utata wa tabia zinazotokea katika bara zima umeongezeka sana katika siku za nyuma takriban spans 300 hadi 200 ka.Mwisho wa Pleistocene (Chibanian) (5).Tangu kuibuka kwetu kama viumbe, wanadamu wameanza kutegemea uvumbuzi wa kiteknolojia, mipangilio ya msimu na ushirikiano changamano wa kijamii ili kustawi.Sifa hizi hutuwezesha kunufaika na mazingira na rasilimali ambazo hapo awali hazikuwa na watu au zilizokithiri, kwa hiyo leo wanadamu ndio wanyama pekee duniani kote (6).Moto ulikuwa na jukumu muhimu katika mageuzi haya (7).
Mitindo ya kibaolojia inaonyesha kwamba uwezo wa kuzoea chakula kilichopikwa unaweza kupatikana nyuma angalau miaka milioni 2 iliyopita, lakini haikuwa hadi mwisho wa Pleistocene ya Kati ambapo ushahidi wa kawaida wa akiolojia wa udhibiti wa moto ulionekana (8).Kiini cha bahari kilicho na rekodi za vumbi kutoka eneo kubwa la bara la Afrika kinaonyesha kuwa katika mamilioni ya miaka iliyopita, kilele cha kaboni ya msingi kilionekana baada ya takriban 400 ka, haswa wakati wa mabadiliko kutoka kwa kipindi cha barafu hadi barafu, lakini pia ilitokea. Holocene (9).Hii inaonyesha kwamba kabla ya takriban ka 400, moto katika Afrika Kusini mwa Jangwa la Sahara haukuwa wa kawaida, na michango ya kibinadamu ilikuwa muhimu katika Holocene (9).Moto ni chombo kinachotumiwa na wafugaji katika Holocene kulima na kudumisha nyasi (10).Walakini, kugundua usuli na athari za kiikolojia za utumiaji wa moto na wawindaji katika Pleistocene ya mapema ni ngumu zaidi (11).
Moto unaitwa zana ya kihandisi ya upotoshaji wa rasilimali katika ethnografia na akiolojia, ikijumuisha kuboresha mapato ya riziki au kurekebisha malighafi.Shughuli hizi kwa kawaida zinahusiana na upangaji wa umma na zinahitaji maarifa mengi ya kiikolojia (2, 12, 13).Mioto ya kimazingira huwezesha wawindaji kufukuza mawindo, kudhibiti wadudu, na kuongeza uzalishaji wa makazi (2).Moto kwenye tovuti unakuza kupikia, kuongeza joto, ulinzi wa wanyama wanaowinda wanyama wengine, na uwiano wa kijamii (14).Hata hivyo, kiwango ambacho mioto ya wawindaji inaweza kusanidi upya vipengele vya mazingira, kama vile muundo wa jumuiya ya ikolojia na topografia, ni ya utata sana (15, 16).
Bila data ya kiakiolojia na kijiomofolojia iliyopitwa na wakati na rekodi zinazoendelea za mazingira kutoka maeneo mengi, kuelewa maendeleo ya mabadiliko ya kiikolojia yanayotokana na binadamu ni tatizo.Rekodi za hifadhi za muda mrefu za ziwa kutoka Bonde la Ufa Kusini mwa Afrika, pamoja na rekodi za kale za kiakiolojia katika eneo hilo, zinaifanya kuwa mahali pa kuchunguza athari za kiikolojia zinazosababishwa na Pleistocene.Hapa, tunaripoti juu ya akiolojia na jiomofolojia ya mandhari pana ya Enzi ya Mawe kusini-kati mwa Afrika.Kisha, tuliiunganisha na data ya paleoenvironmental inayoanzia >600 ka ili kubainisha ushahidi wa mapema zaidi wa uunganisho wa tabia ya binadamu na mabadiliko ya mfumo ikolojia katika muktadha wa mioto inayosababishwa na binadamu.
Tulitoa kikomo cha umri ambacho hakikuripotiwa hapo awali kwa kitanda cha Chitimwe katika Wilaya ya Karonga, iliyoko mwisho wa kaskazini mwa sehemu ya kaskazini ya Malawi katika Bonde la Ufa kusini mwa Afrika (Mchoro 1) (17).Vitanda hivi vinajumuisha feni nyekundu za udongo na mchanga wa mto, unaofunika takriban kilomita za mraba 83, zenye mamilioni ya bidhaa za mawe, lakini hakuna mabaki ya kikaboni yaliyohifadhiwa, kama vile mifupa (Nakala ya ziada) (18).Data yetu ya mwanga uliosisimka (OSL) kutoka rekodi ya Dunia (Mchoro 2 na Jedwali S1 hadi S3) ilirekebisha umri wa kitanda cha Chitimwe kuwa Marehemu Pleistocene, na umri wa zamani zaidi wa kuwezesha shabiki wa alluvial na mazishi ya umri wa mawe ni takriban 92 ka ( 18, 19).Safu ya alluvial na mto Chitimwe inashughulikia maziwa na mito ya safu ya Pliocene-Pleistocene Chiwondo kutoka kwa kutofautiana kwa pembe ya chini (17).Amana hizi ziko kwenye kabari yenye makosa kwenye ukingo wa ziwa.Usanidi wao unaonyesha mwingiliano kati ya kushuka kwa kiwango cha ziwa na makosa hai yanayoenea hadi Pliocene (17).Ingawa hatua ya tectonic inaweza kuwa imeathiri topografia ya eneo na mteremko wa piedmonti kwa muda mrefu, shughuli ya hitilafu katika eneo hili inaweza kuwa imepungua tangu Pleistocene ya Kati (20).Baada ya ~ ka 800 na hadi muda mfupi baada ya ka 100, elimu ya maji ya Ziwa Malawi inaendeshwa zaidi na hali ya hewa (21).Kwa hivyo, hakuna kati ya haya ndio maelezo pekee ya malezi ya mashabiki wa alluvial katika Marehemu Pleistocene (22).
(A) Eneo la kituo cha Kiafrika kuhusiana na kunyesha kwa mvua ya kisasa (nyota);bluu ni mvua na nyekundu ni kavu zaidi (73);kisanduku kilicho upande wa kushoto kinaonyesha Ziwa Malawi na maeneo yanayozunguka MAL05-2A na MAL05-1B Mahali pa msingi /1C (kitone cha zambarau), ambapo eneo la Karonga limeangaziwa kama muhtasari wa kijani kibichi, na eneo la kitanda cha Luchamange limeangaziwa. kama sanduku nyeupe.(B) Sehemu ya kaskazini ya bonde la Malawi, ikionyesha topografia ya vilima kuhusiana na msingi wa MAL05-2A, kitanda kilichosalia cha Chitimwe (kiraka cha kahawia) na eneo la uchimbaji wa Mradi wa Mapema wa Mesolithic wa Malawi (MEMSAP) (kitone cha njano) );CHA, Chaminade;MGD, kijiji cha Mwanganda;NGA, Ngara;SS, Sadara Kusini;VIN, picha ya maktaba ya fasihi;WW, Beluga.
Umri wa kituo cha OSL (mstari mwekundu) na safu ya makosa ya 1-σ (25% ya kijivu), umri wote wa OSL unaohusiana na kutokea kwa vizalia vya programu vya in situ huko Karonga.Umri ukilinganisha na data ya ka 125 iliyopita inaonyesha (A) makadirio ya msongamano wa kernel ya umri wote wa OSL kutoka kwa mchanga wa feni wa alluvial, inayoonyesha mkusanyiko wa feni wa ute/alluvial (cyan), na ujenzi upya wa kiwango cha maji ya ziwa kulingana na uchanganuzi mkuu wa vipengele (PCA) maadili ya tabia ya Majini. visukuku na madini halisi (21) (bluu) kutoka kwa msingi wa MAL05-1B/1C.(B) Kutoka kwa msingi wa MAL05-1B/1C (nyeusi, thamani inayokaribia 7000 iliyo na kinyota) na msingi wa MAL05-2A (kijivu), hesabu za kaboni ya macromolecular kwa kila gramu iliyorekebishwa kwa kiwango cha mchanga.(C) Kielezo cha utajiri wa spishi za Margalef (Dmg) kutoka kwa chavua kuu ya MAL05-1B/1C.(D) Asilimia ya chavua ya visukuku kutoka Compositae, misitu ya miombo na Olea europaea, na (E) Asilimia ya chavua kutoka Poaceae na Podocarpus.Data zote za chavua zinatoka kwenye msingi wa MAL05-1B/1C.Nambari zilizo hapo juu hurejelea sampuli mahususi za OSL zilizofafanuliwa katika Jedwali S1 hadi S3.Tofauti ya upatikanaji na azimio la data inatokana na vipindi tofauti vya sampuli na upatikanaji wa nyenzo katika msingi.Kielelezo S9 kinaonyesha rekodi mbili za jumla za kaboni zilizobadilishwa hadi alama z.
(Chitimwe) Uthabiti wa mazingira baada ya kutengeneza feni unaonyeshwa na uundaji wa udongo mwekundu na kabonati zinazotengeneza udongo, ambazo hufunika mashapo yenye umbo la feni ya eneo lote la utafiti (Maandishi ya ziada na Jedwali S4).Kuundwa kwa mashabiki wa Late Pleistocene alluvial katika Bonde la Ziwa Malawi sio tu eneo la Karonga.Takriban kilomita 320 kusini-mashariki mwa Msumbiji, maelezo mafupi ya kina cha nyuklia ya 26Al na 10Be yanaweka mipaka ya uundaji wa udongo mwekundu wa Luchamange hadi 119 hadi 27 ka (23).Kizuizi hiki kikubwa cha umri kinalingana na mpangilio wa matukio wa OSL katika sehemu ya magharibi ya Bonde la Ziwa Malawi na kinaonyesha upanuzi wa mashabiki wa eneo la Alluvial katika Marehemu Pleistocene.Hii inaungwa mkono na data kutoka kwa rekodi ya msingi wa ziwa, ambayo inaonyesha kwamba kiwango cha juu cha mchanga kinaambatana na takriban 240 ka, ambayo ina thamani ya juu zaidi ya ca.130 na 85 ka (maandishi ya ziada) (21).
Ushahidi wa mapema zaidi wa makazi ya binadamu katika eneo hili unahusiana na mchanga wa Chitimwe uliotambuliwa kwa ~92 ± 7 ka.Matokeo haya yanatokana na 605 m3 ya mchanga uliochimbwa kutoka kwa uchimbaji wa kiakiolojia wa udhibiti wa nafasi ya sentimeta 14 na 147 m3 ya mchanga kutoka mashimo 46 ya uchunguzi wa kiakiolojia, kudhibitiwa kwa wima hadi 20 cm na kudhibitiwa kwa usawa hadi mita 2 (Maandishi ya Nyongeza hadi Mchoro wa 3) Aidha, tulichunguza pia kilomita 147.5, kupanga mashimo 40 ya majaribio ya kijiolojia, na kuchambua zaidi ya masalia ya kitamaduni 38,000 kutoka 60 kati ya hayo (Jedwali S5 na S6) (18).Uchunguzi huu wa kina na uchimbaji unaonyesha kuwa ingawa wanadamu wa zamani wakiwemo wanadamu wa kisasa wanaweza kuwa waliishi katika eneo hilo takriban ka 92 zilizopita, mrundikano wa mchanga unaohusishwa na kupanda na kisha utulivu wa Ziwa Malawi haukuhifadhi ushahidi wa kiakiolojia hadi Kuunda kitanda cha Chitimwe.
Data ya kiakiolojia inaunga mkono dhana kwamba mwishoni mwa Quaternary, upanuzi wa umbo la shabiki na shughuli za kibinadamu kaskazini mwa Malawi zilikuwepo kwa wingi, na masalia ya kitamaduni yalikuwa ya aina za sehemu zingine za Afrika zinazohusiana na wanadamu wa kisasa.Vizalia vingi vimetengenezwa kwa kokoto za mto wa quartzite au quartz, zenye radial, Levallois, jukwaa na upunguzaji wa msingi bila mpangilio (Mchoro S4).Vizalia vya uchunguzi wa kimofolojia vinachangiwa zaidi na mbinu maalum ya Umri wa Mesolithic (MSA) -aina ya Levallois, ambayo imekuwa angalau ka 315 barani Afrika hadi sasa (24).Kitanda cha juu kabisa cha Chitimwe kilidumu hadi Holocene ya mapema, ikiwa na matukio machache ya Enzi ya Marehemu ya Mawe, na ilipatikana kuwa na uhusiano na wawindaji wa marehemu Pleistocene na Holocene kote Afrika.Kinyume chake, mila za zana za mawe (kama vile zana kubwa za kukata) ambazo kawaida huhusishwa na Pleistocene ya Mapema ya Kati ni nadra.Ambapo haya yalitokea, yalipatikana katika mchanga wenye MSA katika Pleistocene ya marehemu, sio katika hatua za mwanzo za uwekaji (Jedwali S4) (18).Ingawa tovuti ilikuwepo saa ~ 92 ka, kipindi cha uwakilishi zaidi cha shughuli za binadamu na uwekaji wa feni za alfajiri ulifanyika baada ya ~ ka 70, iliyofafanuliwa vyema na seti ya umri wa OSL (Mchoro 2).Tulithibitisha muundo huu kwa miaka 25 zilizochapishwa na 50 ambazo hazijachapishwa awali za OSL (Mchoro 2 na Jedwali S1 hadi S3).Hizi zinaonyesha kuwa kati ya jumla ya uamuzi wa umri 75, 70 walipatikana kutoka kwa mchanga baada ya takriban 70 ka.Kielelezo cha 2 kinaonyesha enzi 40 zinazohusishwa na vitu vya kale vya MSA vya in-situ, ikilinganishwa na viashirio vikuu vya paleoenvironmental zilizochapishwa kutoka katikati ya bonde la kati la MAL05-1B/1C (25) na kituo cha bonde la kaskazini la MAL05-2A ambacho hakijachapishwa hapo awali.Mkaa (karibu na shabiki ambayo hutoa umri wa OSL).
Kwa kutumia data mpya kutoka kwa uchimbaji wa kiakiolojia wa phytoliths na micromorphology ya udongo, pamoja na data ya umma juu ya chavua ya visukuku, makaa makubwa, visukuku vya majini na madini halisi kutoka msingi wa Mradi wa Uchimbaji wa Ziwa Malawi, tulijenga upya uhusiano wa kibinadamu wa MSA na Ziwa Malawi.Kuchukua hali ya hewa na mazingira ya kipindi hicho (21).Mawakala wawili wa mwisho ndio msingi mkuu wa kujenga upya kina cha ziwa kilichoanzia zaidi ya ka 1200 (21), na hulinganishwa na sampuli za chavua na makrokaboni zilizokusanywa kutoka eneo moja katika kiini cha ~ 636 ka (25) hapo awali. .Viini virefu zaidi (MAL05-1B na MAL05-1C; 381 na 90 m mtawalia) vilikusanywa takriban kilomita 100 kusini mashariki mwa eneo la mradi wa kiakiolojia.Kiini kifupi (MAL05-2A; 41 m) kilikusanywa takriban kilomita 25 mashariki mwa Mto Rukulu Kaskazini (Mchoro 1).Kiini cha MAL05-2A huakisi hali ya mazingira ya dunia ya paleo katika eneo la Kalunga, huku msingi wa MAL05-1B/1C haupokei mkondo wa moja kwa moja wa mto kutoka kwa Kalunga, kwa hivyo unaweza kuakisi hali ya eneo vizuri zaidi.
Kiwango cha uwekaji kilichorekodiwa katika msingi wa kuchimba visima cha mchanganyiko wa MAL05-1B/1C kilianza kutoka ka 240 na kuongezeka kutoka thamani ya wastani ya muda mrefu ya 0.24 hadi 0.88 m/ka (Mchoro S5).Ongezeko la awali linahusiana na mabadiliko katika mwangaza wa jua uliopangwa obiti, ambao utasababisha mabadiliko ya amplitude ya juu katika usawa wa ziwa wakati wa muda huu (25).Hata hivyo, wakati eccentricity ya obiti inapungua baada ya 85 ka na hali ya hewa ni imara, kiwango cha subsidence bado ni cha juu (0.68 m / ka).Hili liliambatana na rekodi ya dunia ya OSL, ambayo ilionyesha ushahidi wa kina wa upanuzi wa feni baada ya takriban 92 ka, na ililingana na data ya kuathiriwa inayoonyesha uwiano mzuri kati ya mmomonyoko wa udongo na moto baada ya 85 ka (Maandishi ya Nyongeza na Jedwali S7) .Kwa kuzingatia anuwai ya hitilafu ya udhibiti unaopatikana wa kijiokronolojia, haiwezekani kuhukumu ikiwa seti hii ya uhusiano hubadilika polepole kutoka kwa maendeleo ya mchakato wa kujirudia au hulipuka haraka inapofikia hatua muhimu.Kulingana na muundo wa kijiofizikia wa mageuzi ya bonde, tangu Pleistocene ya Kati (20), upanuzi wa ufa na subsidence inayohusiana imepungua, kwa hivyo sio sababu kuu ya mchakato wa uundaji wa shabiki ambao tuliamua hasa baada ya 92 ka.
Tangu Pleistocene ya Kati, hali ya hewa imekuwa sababu kuu ya udhibiti wa kiwango cha maji ya ziwa (26).Hasa, mwinuko wa bonde la kaskazini ulifunga njia ya kutoka iliyopo.800 ka ili kuimarisha ziwa hadi kufikia urefu wa kizingiti cha njia ya kisasa ya kutokea (21).Likiwa katika mwisho wa kusini wa ziwa, kijito hiki kilitoa kikomo cha juu cha kiwango cha maji ya ziwa wakati wa vipindi vya mvua (pamoja na leo), lakini kiliruhusu bonde kufungwa kadri kiwango cha maji ya ziwa kiliposhuka wakati wa kiangazi (27).Kujengwa upya kwa kiwango cha ziwa kunaonyesha mizunguko ya ukavu na mvua iliyopishana katika kipindi cha 636 ka.Kulingana na ushahidi kutoka kwa chavua ya visukuku, vipindi vya ukame uliokithiri (zaidi ya 95% ya kupungua kwa jumla ya maji) yanayohusiana na jua la chini la majira ya joto vimesababisha upanuzi wa uoto wa nusu jangwa, na miti iliyozuiliwa kwa njia za maji za kudumu (27).Mapungufu haya (ya ziwa) yanahusiana na spectra ya chavua, inayoonyesha idadi kubwa ya nyasi (80% au zaidi) na xerophytes (Amaranthaceae) kwa gharama ya taxa ya miti na utajiri mdogo wa spishi kwa ujumla (25).Kinyume chake, ziwa linapokaribia viwango vya kisasa, uoto unaohusiana kwa karibu na misitu ya milima ya Afrika kwa kawaida huenea hadi ufuo wa ziwa [takriban mita 500 juu ya usawa wa bahari (masl)].Leo, misitu ya mlima ya Kiafrika inaonekana tu katika sehemu ndogo zilizo juu ya masl 1500 (25, 28).
Kipindi cha hivi karibuni cha ukame uliokithiri kilitokea kutoka 104 hadi 86 ka.Baada ya hayo, ingawa usawa wa ziwa ulirudi katika hali ya juu, misitu ya miombo iliyo wazi yenye kiasi kikubwa cha mimea na viungo vya mimea ikawa ya kawaida (27, 28).Taksi muhimu zaidi ya misitu ya mlima barani Afrika ni Podocarpus pine, ambayo haijawahi kupata tena thamani sawa na kiwango cha juu cha ziwa baada ya 85 ka (10.7 ± 7.6% baada ya 85 ka, wakati usawa wa ziwa kabla ya 85 ka ni 29.8 ± 11.8% )Fahirisi ya Margalef (Dmg) pia inaonyesha kwamba utajiri wa spishi za ka 85 zilizopita ni 43% chini kuliko kiwango cha juu cha ziwa kilichodumu (2.3 ± 0.20 na 4.6 ± 1.21, mtawalia), kwa mfano, kati ya 420 na 345 ka ( Nyongeza. maandishi na takwimu S5 na S6) (25).Sampuli za chavua kutoka takriban wakati.88 hadi 78 ka pia ina asilimia kubwa ya chavua ya Compositae, ambayo inaweza kuonyesha kwamba mimea imesumbuliwa na iko ndani ya safu ya makosa ya tarehe ya zamani zaidi wakati wanadamu walichukua eneo hilo.
Tunatumia mbinu ya hali ya hewa isiyo ya kawaida (29) kuchanganua data ya paleoecological na paleoclimate ya cores zilizochimbwa kabla na baada ya 85 ka, na kuchunguza uhusiano wa kiikolojia kati ya mimea, wingi wa spishi, na mvua na dhana ya kutenganisha utabiri wa hali ya hewa safi uliodhaniwa.Endesha hali ya msingi ya ~ ka 550.Mfumo huu wa ikolojia uliobadilishwa huathiriwa na hali ya mvua inayojaa ziwa na moto, ambayo inaonekana katika ukosefu wa spishi na mchanganyiko mpya wa mimea.Baada ya kipindi cha kiangazi kilichopita, ni baadhi tu ya vipengele vya misitu vilivyopatikana, ikiwa ni pamoja na vipengele vinavyostahimili moto vya misitu ya mlima ya Afrika, kama vile mafuta ya mizeituni, na vipengele vinavyostahimili moto vya misitu ya msimu wa joto, kama vile Celtis (Maandishi ya Nyongeza na Kielelezo S5) ( 25).Ili kupima dhana hii, tuliiga viwango vya maji ya ziwa vinavyotokana na ostracode na vibadala vya madini halisi kama vigeu vinavyojitegemea (21) na viambajengo tegemezi kama vile mkaa na chavua ambavyo vinaweza kuathiriwa na ongezeko la marudio ya moto (25).
Ili kuangalia mfanano au tofauti kati ya michanganyiko hii kwa nyakati tofauti, tulitumia chavua kutoka Podocarpus (evergreen mti), nyasi (nyasi), na mizeituni (sehemu inayostahimili moto ya misitu ya mlima ya Afrika) kwa uchanganuzi mkuu wa kuratibu ( PCoA), na miombo (sehemu kuu ya pori leo).Kwa kupanga PCoA kwenye uso ulioingiliana unaowakilisha usawa wa ziwa wakati kila mchanganyiko ulipoundwa, tulichunguza jinsi mchanganyiko wa chavua hubadilika kuhusiana na mvua na jinsi uhusiano huu unavyobadilika baada ya 85 ka (Mchoro 3 na Mchoro S7).Kabla ya 85 ka, sampuli za msingi wa gramineous zilijumlishwa kuelekea hali kavu, huku sampuli za podocarpus zilijumlishwa kuelekea hali ya unyevunyevu.Kinyume chake, sampuli baada ya 85 ka zimeunganishwa na sampuli nyingi kabla ya 85 ka na zina thamani tofauti za wastani, kuonyesha kwamba muundo wao si wa kawaida kwa hali sawa za mvua.Msimamo wao katika PCoA unaonyesha ushawishi wa Olea na miombo, ambao wote wanapendelea chini ya hali ambazo zinaweza kukabiliwa na moto.Katika sampuli baada ya 85 ka, Podocarpus pine ilikuwa nyingi tu katika sampuli tatu mfululizo, ambayo ilitokea baada ya muda kati ya 78 na 79 ka kuanza.Hii inaashiria kwamba baada ya ongezeko la awali la mvua, msitu huo unaonekana kupata nafuu kwa muda mfupi kabla ya hatimaye kuporomoka.
Kila nukta inawakilisha sampuli moja ya chavua kwa wakati fulani, kwa kutumia maandishi ya ziada na modeli ya umri katika Mchoro 1. S8.Vekta inawakilisha mwelekeo na gradient ya mabadiliko, na vekta ndefu inawakilisha mwelekeo wenye nguvu zaidi.Sehemu ya chini inawakilisha kiwango cha maji cha ziwa kama kiwakilishi cha kunyesha;bluu giza ni juu zaidi.Thamani ya wastani ya thamani za vipengele vya PCoA hutolewa kwa data baada ya 85 ka (almasi nyekundu) na data yote kutoka viwango sawa vya ziwa kabla ya 85 ka (almasi ya manjano).Kwa kutumia data ya 636 ka nzima, "kiwango cha ziwa kilichoigwa" ni kati ya -0.130-σ na -0.198-σ karibu na wastani wa eigenvalue ya PCA ya kiwango cha ziwa.
Ili kusoma uhusiano kati ya chavua, kiwango cha maji ya ziwa na mkaa, tulitumia uchanganuzi usio na kifani wa tofauti (NP-MANOVA) kulinganisha jumla ya "mazingira" (yaliyowakilishwa na matrix ya data ya poleni, kiwango cha maji ya ziwa na mkaa) hapo awali. na baada ya 85 ka mpito.Tuligundua kuwa utofauti na uwiano unaopatikana katika mkusanyiko huu wa data ni tofauti kubwa za kitakwimu kabla na baada ya 85 ka (Jedwali 1).
Data yetu ya ulimwengu wa paleo mazingira kutoka kwa phytoliths na udongo kwenye ukingo wa Ziwa Magharibi inalingana na tafsiri kulingana na wakala wa ziwa.Hizi zinaonyesha kwamba licha ya kiwango cha juu cha maji ya ziwa, mandhari imegeuzwa kuwa mandhari inayotawaliwa na ardhi ya wazi ya misitu yenye miti mirefu na nyasi zenye miti, kama hivi leo (25).Maeneo yote yaliyochanganuliwa kwa phytoliths kwenye ukingo wa magharibi wa bonde ni baada ya ~ ka 45 na yanaonyesha kiwango kikubwa cha kifuniko cha miti kinachoakisi hali ya mvua.Hata hivyo, wanaamini kwamba matandazo mengi yapo katika umbo la pori lililo wazi lililokuwa na mianzi na nyasi za hofu.Kulingana na data ya phytolith, mitende isiyostahimili moto (Arecaceae) inapatikana tu kwenye ufuo wa ziwa, na haipo katika maeneo ya ndani ya nchi ya kiakiolojia (Jedwali S8) (30).
Kwa ujumla, hali ya mvua lakini iliyo wazi katika Pleistocene ya marehemu pia inaweza kuzingatiwa kutoka kwa paleosols za ulimwengu (19).Udongo wa rasi ya rasi na kabonati ya udongo wenye kinamasi kutoka eneo la kiakiolojia la Kijiji cha Mwanganda unaweza kufuatiliwa hadi 40 hadi 28 cal ka BP (iliyosahihishwa hapo awali Qian'anni) (Jedwali S4).Tabaka za udongo wa kaboni kwenye kitanda cha Chitimwe kwa kawaida ni tabaka za kalcareous (Bkm) na argillaceous na carbonate (Btk), ambayo huonyesha eneo la uthabiti wa kijiomofolojia na utulivu wa polepole kutoka kwa feni inayofika mbali ya alluvial Takriban 29 cal ka BP (Ziada. maandishi).Udongo uliomomonyoka, ulio ngumu wa baadaye (mwamba wa lithic) ulioundwa kwenye mabaki ya mashabiki wa kale unaonyesha hali ya wazi ya mandhari (31) na mvua kali ya msimu (32), ikionyesha athari zinazoendelea za hali hizi kwenye mandhari.
Usaidizi wa jukumu la moto katika mpito huu unatokana na rekodi za mkaa mkuu zilizooanishwa za visima vya kuchimba visima, na uingiaji wa mkaa kutoka Bonde la Kati (MAL05-1B/1C) kwa ujumla umeongezeka kutoka takribani.175 kadi.Idadi kubwa ya vilele hufuata kati ya takriban.Baada ya 135 na 175 ka na 85 na 100 ka, kiwango cha ziwa kilirejea, lakini msitu na utajiri wa spishi haukuweza kupona (Maandishi ya ziada, Kielelezo 2 na Kielelezo S5).Uhusiano kati ya kufurika kwa mkaa na kuathiriwa na sumaku wa mchanga wa ziwa unaweza pia kuonyesha mifumo ya historia ya moto ya muda mrefu (33).Tumia data kutoka Lyons et al.(34) Ziwa Malawi iliendelea kumomonyoa mandhari iliyoungua baada ya 85 ka, ambayo ina maana ya uwiano chanya (Spearman's Rs = 0.2542 na P = 0.0002; Jedwali S7), huku mashapo ya zamani yanaonyesha uhusiano tofauti (Rs = -0.2509 na P < 0.0001).Katika bonde la kaskazini, msingi mfupi wa MAL05-2A una sehemu ya kina ya uchumba, na tufu ndogo zaidi ya Toba ni ~ 74 hadi 75 ka (35).Ingawa haina mtazamo wa muda mrefu, inapokea pembejeo moja kwa moja kutoka kwa bonde ambapo data ya kiakiolojia hutolewa.Rekodi za mkaa za bonde la kaskazini zinaonyesha kuwa tangu alama ya Toba crypto-tephra, pembejeo ya makaa ya kutisha imeongezeka kwa kasi katika kipindi ambacho ushahidi wa archaeological ni wa kawaida (Kielelezo 2B).
Ushahidi wa moto unaosababishwa na binadamu unaweza kuonyesha matumizi ya kimakusudi katika kipimo cha mandhari, kuenea kwa idadi ya watu na kusababisha kuwashwa zaidi au kubwa zaidi kwenye tovuti, mabadiliko ya upatikanaji wa mafuta kwa kuvuna misitu ya chinichini, au mchanganyiko wa shughuli hizi.Wawindaji wa kisasa hutumia moto kubadilisha thawabu za lishe (2).Shughuli zao huongeza wingi wa mawindo, kudumisha mandhari ya mosaic, na kuongeza utofauti wa joto na utofauti wa hatua za mfululizo (13).Moto pia ni muhimu kwa shughuli za tovuti kama vile kupasha joto, kupika, ulinzi, na kushirikiana (14).Hata tofauti ndogo katika uwekaji moto nje ya miale ya asili inaweza kubadilisha mifumo ya mfululizo wa misitu, upatikanaji wa mafuta na msimu wa kurusha.Kupunguzwa kwa miti iliyofunikwa na miti ya chini kuna uwezekano mkubwa wa kuongeza mmomonyoko wa ardhi, na upotezaji wa anuwai ya spishi katika eneo hili unahusiana kwa karibu na upotezaji wa jamii za misitu ya mlima ya Kiafrika (25).
Katika rekodi ya kiakiolojia kabla ya MSA kuanza, udhibiti wa moto wa binadamu umeanzishwa vizuri (15), lakini hadi sasa, matumizi yake kama chombo cha usimamizi wa mazingira yamerekodiwa tu katika mazingira machache ya Paleolithic.Hizi ni pamoja na kuhusu katika Australia.40 ka (36), Highland New Guinea.45 ka (37) mkataba wa amani.50 ka Niah Pango (38) katika Borneo tambarare.Katika bara la Amerika, wanadamu walipoingia katika mifumo hii ya ikolojia kwa mara ya kwanza, hasa katika miaka 20 ka (16) iliyopita, kuwashwa moto kwa njia ya bandia kulizingatiwa kuwa sababu kuu ya urekebishaji upya wa jumuiya za mimea na wanyama.Hitimisho hili lazima liwe na msingi wa ushahidi unaofaa, lakini katika kesi ya mwingiliano wa moja kwa moja wa data ya kiakiolojia, kijiolojia, kijiomofolojia na paleoenvironmental, hoja ya usababisho imeimarishwa.Ingawa data ya msingi ya bahari ya maji ya pwani ya Afrika ilitoa ushahidi wa mabadiliko ya moto hapo awali kuhusu 400 ka (9), hapa tunatoa ushahidi wa ushawishi wa binadamu kutoka kwa seti husika za kiakiolojia, paleoenvironmental, na geomorphological data.
Utambulisho wa moto unaofanywa na binadamu katika rekodi za paleoenvironmental unahitaji ushahidi wa shughuli za moto na mabadiliko ya muda au anga ya mimea, kuthibitisha kwamba mabadiliko haya hayatabiriki kwa vigezo vya hali ya hewa pekee, na mwingiliano wa muda / anga kati ya mabadiliko ya hali ya moto na mabadiliko ya binadamu. rekodi (29) Hapa, ushahidi wa kwanza wa kuenea kwa MSA na uundaji wa mashabiki katika bonde la Ziwa Malawi ulitokea takriban mwanzoni mwa upangaji upya mkubwa wa mimea ya kikanda.85 kadi.Wingi wa mkaa katika msingi wa MAL05-1B/1C unaonyesha mwelekeo wa kieneo wa uzalishaji na uwekaji wa mkaa, kwa takriban ka 150 ikilinganishwa na rekodi zingine za 636 (Takwimu S5, S9, na S10).Mpito huu unaonyesha mchango muhimu wa moto katika kuunda muundo wa mfumo wa ikolojia, ambao hauwezi kuelezewa na hali ya hewa pekee.Katika hali ya asili ya moto, mwako wa umeme kawaida hufanyika mwishoni mwa msimu wa kiangazi (39).Hata hivyo, ikiwa mafuta ni kavu vya kutosha, moto unaofanywa na mwanadamu unaweza kuwashwa wakati wowote.Kwa ukubwa wa eneo la tukio, wanadamu wanaweza kubadilisha moto kwa kuendelea kwa kukusanya kuni kutoka chini ya msitu.Matokeo ya mwisho ya aina yoyote ya moto unaofanywa na mwanadamu ni kwamba una uwezo wa kusababisha uoto mwingi wa miti, unaodumu mwaka mzima, na kwa mizani yote.
Nchini Afrika Kusini, mapema kama 164 ka (12), moto ulitumika kutibu joto la mawe ya kutengeneza zana.Mapema kama 170 ka (40), moto ulitumiwa kama chombo cha kupikia mizizi ya wanga, ukitumia kikamilifu moto katika nyakati za kale.Maonyesho ya Rasilimali Yenye Mafanikio (41).Mioto ya mazingira hupunguza kifuniko cha miti na ni chombo muhimu cha kudumisha mazingira ya nyasi na viraka vya misitu, ambayo ni vipengele muhimu vya mifumo ikolojia inayopatanishwa na binadamu (13).Ikiwa lengo la kubadilisha uoto au tabia ya mawindo ni kuongeza uchomaji unaofanywa na mwanadamu, basi tabia hii inawakilisha ongezeko la utata wa kudhibiti na kupeleka moto kwa wanadamu wa kisasa ikilinganishwa na wanadamu wa mapema, na inaonyesha kwamba uhusiano wetu na moto umepitia. mabadiliko ya kutegemeana (7).Uchambuzi wetu unatoa njia ya ziada ya kuelewa mabadiliko katika matumizi ya moto na wanadamu katika Marehemu Pleistocene, na athari za mabadiliko haya kwenye mandhari na mazingira yao.
Kupanuka kwa mashabiki wa Late Quaternary alluvial katika eneo la Karonga kunaweza kusababishwa na mabadiliko katika mzunguko wa mwako wa msimu chini ya hali ya juu kuliko wastani wa mvua, na kusababisha mmomonyoko mkubwa wa kilima.Utaratibu wa tukio hili unaweza kuwa mwitikio wa kiwango cha maji unaochochewa na usumbufu unaosababishwa na moto, mmomonyoko ulioimarishwa na endelevu wa sehemu ya juu ya vyanzo vya maji, na upanuzi wa feni za alluvial katika mazingira ya piedmont karibu na Ziwa Malawi.Athari hizi zinaweza kujumuisha kubadilisha sifa za udongo ili kupunguza upenyezaji, kupunguza ukali wa uso, na kuongeza mtiririko wa maji kwa sababu ya mchanganyiko wa hali ya juu ya mvua na kupunguzwa kwa mifuniko ya miti (42).Upatikanaji wa sediments hapo awali unaboreshwa kwa kuondosha nyenzo za kufunika, na baada ya muda, nguvu ya udongo inaweza kupungua kwa sababu ya joto na kupungua kwa nguvu ya mizizi.Utoboaji wa udongo wa juu huongeza mtiririko wa mashapo, ambao unashughulikiwa na mkusanyiko wa umbo la feni chini ya mto na kuharakisha uundaji wa udongo nyekundu kwenye umbo la feni.
Sababu nyingi zinaweza kudhibiti mwitikio wa mazingira kwa mabadiliko ya hali ya moto, ambayo mengi hufanya kazi ndani ya muda mfupi (42-44).Ishara tunayohusisha hapa ni dhahiri kwa kipimo cha wakati wa milenia.Uchanganuzi na mifano ya mabadiliko ya mandhari huonyesha kuwa pamoja na usumbufu wa mimea unaosababishwa na mioto ya nyika inayorudiwa, kiwango cha kukanusha kimebadilika sana katika kipimo cha wakati wa milenia (45, 46).Ukosefu wa rekodi za kikanda za visukuku zinazoambatana na mabadiliko yaliyoonekana katika rekodi za mkaa na uoto huzuia uundaji upya wa athari za tabia ya binadamu na mabadiliko ya kimazingira kwenye muundo wa jamii za wanyama walao majani.Walakini, wanyama wakubwa wa mimea wanaoishi katika mazingira ya wazi zaidi wana jukumu la kuwatunza na kuzuia uvamizi wa mimea ya miti (47).Ushahidi wa mabadiliko katika vipengele tofauti vya mazingira haupaswi kutarajiwa kutokea wakati huo huo, lakini unapaswa kuonekana kama mfululizo wa madhara ambayo yanaweza kutokea kwa muda mrefu (11).Kwa kutumia mbinu ya hali ya hewa isiyo ya kawaida (29), tunachukulia shughuli za binadamu kama kigezo muhimu katika kuunda mandhari ya kaskazini mwa Malawi wakati wa Marehemu Pleistocene.Hata hivyo, athari hizi zinaweza kutegemea urithi wa awali, usio dhahiri wa mwingiliano wa binadamu na mazingira.Kilele cha mkaa kilichoonekana katika rekodi ya paleoenvironmental kabla ya tarehe ya awali ya kiakiolojia kinaweza kujumuisha sehemu ya anthropogenic ambayo haisababishi mabadiliko ya mfumo wa ikolojia kama ilivyorekodiwa baadaye, na haihusishi amana zinazotosha kuonyesha kwa ujasiri kazi ya mwanadamu.
Chembe fupi za mashapo, kama vile zile zinazopakana na Bonde la Ziwa la Masoko nchini Tanzania, au chembe fupi za mashapo katika Ziwa Malawi, zinaonyesha kwamba wingi wa chavua wa nyasi na misitu ya misitu imebadilika, ambayo inahusishwa na miaka 45 iliyopita.Mabadiliko ya asili ya hali ya hewa ya ka (48-50).Hata hivyo, uchunguzi wa muda mrefu tu wa rekodi ya chavua ya Ziwa Malawi > ka 600, pamoja na mandhari ya kale ya kiakiolojia karibu nayo, ndiyo inawezekana kuelewa hali ya hewa, mimea, mkaa, na shughuli za binadamu.Ingawa wanadamu wana uwezekano wa kuonekana katika sehemu ya kaskazini ya bonde la Ziwa Malawi kabla ya ka 85, takriban ka 85, hasa baada ya ka 70, zinaonyesha kuwa eneo hilo linavutia kwa makazi ya binadamu baada ya kipindi kikubwa cha ukame kumalizika.Kwa wakati huu, matumizi mapya au makubwa zaidi/mara kwa mara ya moto yanayofanywa na binadamu ni wazi yanaunganishwa na mabadiliko ya hali ya hewa ya asili ili kujenga upya uhusiano wa kiikolojia> 550-ka, na hatimaye kuunda mazingira ya awali ya awali ya kilimo (Mchoro 4).Tofauti na vipindi vya awali, hali ya udongo ya mandhari huhifadhi tovuti ya MSA, ambayo ni kazi ya uhusiano unaojirudia kati ya mazingira (usambazaji wa rasilimali), tabia ya binadamu (mifumo ya shughuli), na uanzishaji wa feni (uwekaji/mazishi ya tovuti).
(A) Kuhusu.400 ka: Hakuna binadamu anayeweza kugunduliwa.Hali ya unyevunyevu ni sawa na leo, na kiwango cha ziwa ni cha juu.Mfuniko wa miti mbalimbali usio na moto.(B) Takriban 100 ka: Hakuna rekodi ya kiakiolojia, lakini uwepo wa wanadamu unaweza kugunduliwa kupitia utitiri wa mkaa.Hali ya ukame sana hutokea katika maeneo ya maji yenye ukame.Mwamba wa msingi kwa ujumla umefunuliwa na mchanga wa uso ni mdogo.(C) Takriban 85 hadi 60 ka: Kiwango cha maji katika ziwa huongezeka kwa kuongezeka kwa mvua.Uwepo wa wanadamu unaweza kugunduliwa kupitia akiolojia baada ya 92 ka, na baada ya 70 ka, kuchomwa kwa nyanda za juu na upanuzi wa mashabiki wa alluvial utafuata.Mfumo wa uoto usio na aina mbalimbali na unaostahimili moto umeibuka.(D) Karibu 40 hadi 20 ka: Uingizaji wa mkaa wa mazingira katika bonde la kaskazini umeongezeka.Uundaji wa mashabiki wa alluvial uliendelea, lakini ulianza kudhoofika mwishoni mwa kipindi hiki.Ikilinganishwa na rekodi ya awali ya 636 ka, kiwango cha ziwa kinasalia kuwa juu na thabiti.
Anthropocene inawakilisha mkusanyiko wa tabia za kujenga niche zilizoendelezwa kwa maelfu ya miaka, na kiwango chake ni cha kipekee kwa Homo sapiens ya kisasa (1, 51).Katika muktadha wa kisasa, pamoja na kuanzishwa kwa kilimo, mandhari zilizotengenezwa na mwanadamu zinaendelea kuwepo na kuongezeka, lakini ni upanuzi wa mifumo iliyoanzishwa wakati wa Pleistocene, badala ya kukatwa (52).Takwimu kutoka kaskazini mwa Malawi zinaonyesha kuwa kipindi cha mpito wa kiikolojia kinaweza kuwa cha muda mrefu, ngumu na kujirudia.Kiwango hiki cha mabadiliko kinaonyesha maarifa changamano ya ikolojia ya wanadamu wa kisasa na inaonyesha mabadiliko yao kwa spishi zetu zinazotawala ulimwenguni leo.
Kulingana na itifaki iliyoelezewa na Thompson et al., uchunguzi wa tovuti na kurekodi kwa mabaki na sifa za mawe ya mawe kwenye eneo la uchunguzi.(53).Uwekaji wa shimo la majaribio na uchimbaji wa tovuti kuu, ikiwa ni pamoja na micromorphology na sampuli ya phytolith, ilifuata itifaki iliyoelezwa na Thompson et al.(18) na Wright et al.(19).Ramani yetu ya mfumo wa taarifa za kijiografia (GIS) kulingana na ramani ya uchunguzi wa kijiolojia ya Malawi ya eneo inaonyesha uwiano wa wazi kati ya Vitanda vya Chitimwe na maeneo ya kiakiolojia (Mchoro S1).Muda kati ya mashimo ya majaribio ya kijiolojia na kiakiolojia katika eneo la Karonga ni kunasa sampuli wakilishi pana zaidi (Mchoro S2).Jiomofolojia ya Karonga, umri wa kijiolojia na uchunguzi wa kiakiolojia unahusisha mbinu nne kuu za uchunguzi wa maeneo: tafiti za watembea kwa miguu, mashimo ya majaribio ya kiakiolojia, mashimo ya majaribio ya kijiolojia na uchimbaji wa kina wa tovuti.Kwa pamoja, mbinu hizi huruhusu sampuli za mfiduo mkuu wa kitanda cha Chitimwe kaskazini, kati, na kusini mwa Karonga (Mchoro S3).
Uchunguzi wa tovuti na kurekodi kwa vizalia na vipengele vya mawe kwenye eneo la uchunguzi wa watembea kwa miguu ulifuata itifaki iliyoelezwa na Thompson et al.(53).Mbinu hii ina malengo makuu mawili.Ya kwanza ni kutambua mahali ambapo mabaki ya kitamaduni yameharibiwa, na kisha kuweka mashimo ya uchunguzi wa archaeological kupanda katika maeneo haya ili kurejesha mabaki ya kitamaduni katika situ kutoka kwa mazingira yaliyozikwa.Lengo la pili ni kurekodi rasmi usambazaji wa mabaki, sifa zao, na uhusiano wao na chanzo cha vifaa vya karibu vya mawe (53).Katika kazi hii, timu ya watu watatu ilitembea kwa umbali wa mita 2 hadi 3 kwa jumla ya kilomita za mstari 147.5, wakipitia vitanda vingi vya Chitimwe vilivyochorwa (Jedwali S6).
Kazi ya kwanza ililenga Vitanda vya Chitimwe ili kuongeza sampuli za vizalia vilivyoangaliwa, na pili ililenga sehemu ndefu za mstari kutoka ufuo wa ziwa hadi nyanda za juu ambazo hupitia sehemu tofauti za mashapo.Hii inathibitisha uchunguzi muhimu kwamba vitu vilivyobaki vilivyoko kati ya nyanda za juu za magharibi na ufuo wa ziwa vinahusiana tu na kitanda cha Chitimwe au mashapo ya hivi majuzi ya Late Pleistocene na Holocene.Kazi za sanaa zinazopatikana katika amana zingine haziko kwenye tovuti, zimehamishwa kutoka maeneo mengine katika mandhari, kama inavyoonekana kutokana na wingi wao, ukubwa, na kiwango cha hali ya hewa.
Shimo la uchunguzi wa kiakiolojia lililopo na uchimbaji wa tovuti kuu, ikiwa ni pamoja na micromorphology na sampuli ya phytolith, ilifuata itifaki iliyoelezwa na Thompson et al.(18, 54) na Wright et al.(19, 55).Kusudi kuu ni kuelewa usambazaji wa chini ya ardhi wa mabaki na mchanga wenye umbo la shabiki katika mandhari kubwa.Kwa kawaida vitu vya bandia huzikwa ndani kabisa katika sehemu zote za Vitanda vya Chitimwe, isipokuwa kingo, ambapo mmomonyoko umeanza kuondoa sehemu ya juu ya mashapo.Wakati wa uchunguzi usio rasmi, watu wawili walipita kwenye Vitanda vya Chitimwe, ambavyo vilionyeshwa kama vipengele vya ramani kwenye ramani ya kijiolojia ya serikali ya Malawi.Watu hawa walipokutana na mabega ya mashapo ya Chitimwe Bed, walianza kutembea kando ya ukingo, ambapo wangeweza kuona vitu vilivyobaki vilivyomomonyoka kutoka kwenye mchanga.Kwa kuinamisha uchimbaji juu kidogo (m 3 hadi 8) kutoka kwa mabaki yanayomomonyoa kikamilifu, uchimbaji unaweza kufichua nafasi yao ya ndani kuhusiana na mashapo yaliyomo, bila hitaji la uchimbaji wa kina kando.Mashimo ya majaribio yanawekwa ili yawe umbali wa mita 200 hadi 300 kutoka kwa shimo linalofuata, na hivyo kunasa mabadiliko katika mchanga wa kitanda cha Chitimwe na vibaki vilivyomo.Katika baadhi ya matukio, shimo la majaribio lilifunua tovuti ambayo baadaye ikawa tovuti ya uchimbaji kamili.
Mashimo yote ya majaribio huanza na mraba wa 1 × 2 m, kuelekea kaskazini-kusini, na huchimbuliwa kwa vipimo vya kiholela vya sentimita 20, isipokuwa rangi, umbile au maudhui ya mchanga yatabadilika sana.Rekodi mali ya sedimentology na udongo wa sediments zote zilizochimbwa, ambazo hupita sawasawa kupitia ungo wa 5 mm kavu.Ikiwa kina cha utuaji kinaendelea kuzidi 0.8 hadi 1 m, acha kuchimba katika moja ya mita mbili za mraba na uendelee kuchimba kwa nyingine, na hivyo kuunda "hatua" ili uweze kuingia kwenye tabaka za kina zaidi kwa usalama.Kisha endelea kuchimba hadi mwamba wa msingi ufikiwe, angalau 40 cm ya mchanga wa kiakiolojia usio na kiwango cha chini ya mkusanyiko wa mabaki, au uchimbaji unakuwa sio salama sana (wa kina) kuendelea.Katika baadhi ya matukio, kina cha utuaji kinahitaji kupanua shimo la mtihani hadi mita ya mraba ya tatu na kuingia kwenye mfereji kwa hatua mbili.
Mashimo ya majaribio ya kijiolojia yameonyesha hapo awali kuwa Vitanda vya Chitimwe mara nyingi huonekana kwenye ramani za kijiolojia kwa sababu ya rangi nyekundu.Inapojumuisha vijito vya kina na mchanga wa mto, na mchanga wa shabiki wa alluvial, hazionekani kuwa nyekundu kila wakati (19).Jiolojia Shimo la majaribio lilichimbwa kama shimo rahisi lililoundwa ili kuondoa mchanga wa juu wa mchanga ili kufichua tabaka za chini ya ardhi za mchanga.Hii ni muhimu kwa sababu kitanda cha Chitimwe kimemomonyolewa na kuwa kando ya mlima wa mfano, na kuna mashapo yaliyoporomoka kwenye mteremko, ambayo kwa kawaida hayafanyi sehemu wazi za asili au mikato.Kwa hivyo, uchimbaji huu ama ulifanyika juu ya kitanda cha Chitimwe, labda kulikuwa na mawasiliano ya chini ya ardhi kati ya kitanda cha Chitimwe na kitanda cha Pliocene Chiwondo chini, au ulifanyika ambapo mashapo ya matuta ya mto yalihitaji kuwekwa tarehe (55).
Uchimbaji kamili wa kiakiolojia unafanywa katika maeneo ambayo yanaahidi idadi kubwa ya makusanyiko ya zana za mawe ya ndani, kwa kawaida kulingana na mashimo ya majaribio au mahali ambapo idadi kubwa ya mabaki ya kitamaduni yanaweza kuonekana kumomonyoka kutoka kwenye mteremko.Mabaki kuu ya kitamaduni yaliyochimbwa yalipatikana kutoka kwa vitengo vya sedimentary vilivyochimbwa kando katika mraba wa 1 × 1 m.Ikiwa wiani wa mabaki ni ya juu, kitengo cha kuchimba ni spout 10 au 5 cm.Bidhaa zote za mawe, mifupa ya mafuta na ocher zilichorwa wakati wa kila uchimbaji mkubwa, na hakuna kikomo cha ukubwa.Ukubwa wa skrini ni 5mm.Ikiwa masalia ya kitamaduni yatagunduliwa wakati wa uchimbaji, yatapewa nambari ya kipekee ya kugundua mchoro wa msimbo wa upau, na nambari za ugunduzi katika mfululizo huo huo zitagawiwa kwa uvumbuzi uliochujwa.Masalia ya kitamaduni yana alama ya wino wa kudumu, huwekwa kwenye mifuko yenye lebo za vielelezo, na kuunganishwa pamoja na masalia mengine ya kitamaduni kutoka kwa usuli sawa.Baada ya uchambuzi, mabaki yote ya kitamaduni yanahifadhiwa katika Kituo cha Utamaduni na Makumbusho cha Karonga.
Uchimbaji wote unafanywa kulingana na tabaka za asili.Hizi zimegawanywa katika spits, na unene wa mate hutegemea wiani wa artifact (kwa mfano, ikiwa wiani wa artifact ni mdogo, unene wa mate utakuwa juu).Data ya usuli (kwa mfano, sifa za mchanga, uhusiano wa usuli, na uchunguzi wa mwingiliano na msongamano wa vizalia vya programu) hurekodiwa katika hifadhidata ya Ufikiaji.Data zote za kuratibu (kwa mfano, matokeo yaliyochorwa katika sehemu, mwinuko wa muktadha, pembe za mraba, na sampuli) yanatokana na viwianishi vya Universal Transverse Mercator (UTM) (WGS 1984, Zone 36S).Katika tovuti kuu, pointi zote zimerekodiwa kwa kutumia mfululizo wa Nikon Nivo C 5″ kituo cha jumla, ambacho kimejengwa kwenye gridi ya taifa karibu iwezekanavyo kaskazini mwa UTM.Eneo la kona ya kaskazini-magharibi ya kila eneo la uchimbaji na eneo la kila eneo la uchimbaji Kiasi cha mchanga kimetolewa katika Jedwali S5.
Sehemu ya sifa za sedimentology na sayansi ya udongo ya vitengo vyote vilivyochimbwa ilinakiliwa kwa kutumia Mpango wa Hatari wa Sehemu ya Kilimo wa Marekani (56).Vitengo vya sedimentary vimebainishwa kulingana na saizi ya nafaka, angularity, na sifa za matandiko.Kumbuka inclusions isiyo ya kawaida na usumbufu unaohusishwa na kitengo cha sediment.Maendeleo ya udongo imedhamiriwa na mkusanyiko wa sesquioxide au carbonate katika udongo chini ya ardhi.Hali ya hewa ya chini ya ardhi (kwa mfano, redox, uundaji wa vinundu vya manganese iliyobaki) pia hurekodiwa mara kwa mara.
Sehemu ya kukusanya sampuli za OSL imedhamiriwa kwa msingi wa kukadiria ni nyuso zipi zinaweza kutoa makadirio ya kuaminika zaidi ya umri wa kuzikwa kwa mashapo.Katika eneo la sampuli, mitaro ilichimbwa ili kufichua safu halisi ya mashapo.Kusanya sampuli zote zinazotumika kwa kuchumbiana kwa OSL kwa kuingiza bomba la chuma lisilo wazi (karibu sm 4 kwa kipenyo na takriban sm 25 kwa urefu) kwenye wasifu wa mashapo.
Kuchumbiana kwa OSL hupima ukubwa wa kundi la elektroni zilizonaswa katika fuwele (kama vile quartz au feldspar) kutokana na kukabiliwa na mionzi ya ioni.Wengi wa mionzi hii hutoka kwa kuoza kwa isotopu za mionzi katika mazingira, na kiasi kidogo cha vipengele vya ziada katika latitudo za kitropiki huonekana kwa namna ya mionzi ya cosmic.Elektroni zilizokamatwa hutolewa wakati kioo kinakabiliwa na mwanga, ambayo hutokea wakati wa usafiri (tukio la sifuri) au katika maabara, ambapo mwanga hutokea kwenye sensor ambayo inaweza kutambua photoni (kwa mfano, tube ya photomultiplier au kamera yenye chaji. kifaa cha kuunganisha) Sehemu ya chini hutoa wakati elektroni inarudi kwenye hali ya chini.Chembe za quartz zenye ukubwa wa kati ya 150 na 250 μm hutenganishwa kwa ungo, matibabu ya asidi na kutenganisha msongamano, na kutumika kama aliquots ndogo (<100 chembe) zilizowekwa kwenye uso wa sahani ya alumini au kuchimbwa kwenye kisima cha 300 x 300 mm. chembe huchambuliwa kwenye sufuria ya alumini.Kiwango cha kuzikwa kawaida hukadiriwa kwa kutumia mbinu moja ya kuzaliwa upya kwa aliquot (57).Mbali na kutathmini kipimo cha mionzi kilichopokelewa na nafaka, tarehe ya OSL pia inahitaji kukadiria kiwango cha dozi kwa kupima mkusanyiko wa radionuclide kwenye mashapo ya sampuli iliyokusanywa kwa kutumia uchunguzi wa gamma au uchanganuzi wa kuwezesha nyutroni, na kubainisha sampuli ya marejeleo ya kipimo cha ulimwengu Mahali na kina cha mazishi.Uamuzi wa mwisho wa umri unapatikana kwa kugawa kipimo cha mazishi kwa kiwango cha kipimo.Hata hivyo, kunapokuwa na mabadiliko katika kipimo kinachopimwa na nafaka moja au kikundi cha nafaka, kielelezo cha takwimu kinahitajika ili kubaini kipimo kinachofaa cha kuzikwa kitakachotumika.Kiwango cha kuzikwa kinakokotolewa hapa kwa kutumia kielelezo cha enzi kuu, katika kesi ya kuchumbiana kwa aliquot moja, au katika kesi ya kuchumbiana kwa chembe moja, kwa kutumia muundo wa mchanganyiko wenye kikomo (58).
Maabara tatu huru zilifanya uchanganuzi wa OSL kwa utafiti huu.Mbinu za kina za kibinafsi kwa kila maabara zimeonyeshwa hapa chini.Kwa ujumla, tunatumia mbinu ya dozi ya urejeshaji kutumia OSL inayohusiana na aliquots ndogo (makumi ya nafaka) badala ya kutumia uchanganuzi wa nafaka moja.Hii ni kwa sababu wakati wa jaribio la ukuaji wa kuzaliwa upya, kasi ya uokoaji ya sampuli ndogo ni ya chini (<2%), na mawimbi ya OSL haijajazwa katika kiwango cha mawimbi asilia.Uthabiti baina ya maabara ya uamuzi wa umri, uthabiti wa matokeo ndani na kati ya wasifu wa stratigrafia uliojaribiwa, na uthabiti na tafsiri ya kijiomofolojia ya umri wa 14C wa miamba ya kaboni ndio msingi mkuu wa tathmini hii.Kila maabara ilitathmini au kutekeleza makubaliano ya nafaka moja, lakini iliamua kwa kujitegemea kuwa hayakufaa kutumika katika utafiti huu.Mbinu za kina na itifaki za uchambuzi zinazofuatwa na kila maabara zimetolewa katika nyenzo na mbinu za ziada.
Vizalia vya mawe vilivyopatikana kutokana na uchimbaji uliodhibitiwa (BRU-I; CHA-I, CHA-II, na CHA-III; MGD-I, MGD-II, na MGD-III; na SS-I) hutegemea mfumo wa metri na ubora. sifa.Pima uzito na saizi ya juu zaidi ya kila kipande cha kazi (kwa kutumia mizani ya dijiti kupima uzito ni 0.1 g; kwa kutumia kalipa ya dijiti ya Mitutoyo kupima vipimo vyote ni 0.01 mm).Masalia yote ya kitamaduni pia yanaainishwa kulingana na malighafi (quartz, quartzite, mwamba, nk), saizi ya nafaka (faini, ya kati, mbaya), usawa wa saizi ya nafaka, rangi, aina ya gamba na chanjo, hali ya hewa / mzunguko wa makali na daraja la kiufundi. (kamili au kugawanyika) Cores au flakes, vipande vya flakes / kona, mawe ya nyundo, grenades na wengine).
Msingi hupimwa kwa urefu wake wa juu;upana wa juu;upana ni 15%, 50%, na 85% ya urefu;unene wa juu;unene ni 15%, 50%, na 85% ya urefu.Vipimo pia vilifanyika ili kutathmini mali ya kiasi cha msingi wa tishu za hemispherical (radial na Levallois).Cores zote mbili zisizo kamili na zilizovunjika zimeainishwa kulingana na njia ya kuweka upya (jukwaa moja au jukwaa nyingi, radial, Levallois, nk.), na makovu nyembamba huhesabiwa kwa ≥15 mm na ≥20% ya urefu wa msingi.Viini vilivyo na makovu 5 au pungufu ya mm 15 vinaainishwa kama "nasibu".Kufunikwa kwa cortical ya uso mzima wa msingi ni kumbukumbu, na kifuniko cha cortical cha jamaa cha kila upande kinarekodi kwenye msingi wa tishu za hemispherical.
Karatasi hupimwa kwa urefu wake wa juu;upana wa juu;upana ni 15%, 50%, na 85% ya urefu;unene wa juu;unene ni 15%, 50%, na 85% ya urefu.Eleza vipande kulingana na sehemu zilizobaki (iliyo karibu, katikati, ya mbali, iliyogawanyika upande wa kulia na kugawanyika upande wa kushoto).Urefu huhesabiwa kwa kugawanya urefu wa juu na upana wa juu.Pima upana wa jukwaa, unene, na pembe ya nje ya jukwaa ya kipande kisichobadilika na vipande vya vipande vilivyokaribiana, na uainisha mifumo kulingana na kiwango cha utayarishaji.Rekodi chanjo ya gamba na eneo kwenye vipande na vipande vyote.Kingo za mbali zimeainishwa kulingana na aina ya kusitisha (manyoya, bawaba, na uma wa juu).Kwenye kipande kamili, andika nambari na mwelekeo wa kovu kwenye kipande kilichopita.Inapotokea, rekodi eneo la urekebishaji na uvamizi kwa mujibu wa itifaki iliyoanzishwa na Clarkson (59).Mipango ya ukarabati ilianzishwa kwa michanganyiko mingi ya uchimbaji ili kutathmini mbinu za urejeshaji na uadilifu wa uwekaji wa tovuti.
Mabaki ya mawe yaliyopatikana kutoka kwa mashimo ya majaribio (CS-TP1-21, SS-TP1-16 na NGA-TP1-8) yanaelezwa kulingana na mpango rahisi zaidi kuliko kuchimba kudhibitiwa.Kwa kila vizalia vya programu, sifa zifuatazo zilirekodiwa: malighafi, saizi ya chembe, ufunikaji wa gamba, daraja la ukubwa, uharibifu wa hali ya hewa/kingo, vipengele vya kiufundi, na uhifadhi wa vipande.Vidokezo vya maelezo ya vipengele vya uchunguzi wa flakes na cores ni kumbukumbu.
Vitalu kamili vya mchanga vilikatwa kutoka kwa sehemu zilizo wazi katika uchimbaji na mitaro ya kijiolojia.Mawe haya yaliwekwa kwenye tovuti na bandeji za plasta au karatasi ya choo na mkanda wa ufungaji, na kisha kusafirishwa hadi Maabara ya Akiolojia ya Jiolojia ya Chuo Kikuu cha Tubingen nchini Ujerumani.Huko, sampuli imekaushwa kwa 40 ° C kwa angalau masaa 24.Kisha huponywa chini ya utupu, kwa kutumia mchanganyiko wa resin ya polyester isiyopendekezwa na styrene kwa uwiano wa 7: 3.Methyl ethyl ketone peroxide hutumiwa kama kichocheo, mchanganyiko wa resin-styrene (3 hadi 5 ml / l).Mara baada ya mchanganyiko wa resin kugeuka, joto sampuli kwa 40 ° C kwa angalau masaa 24 ili kuimarisha kabisa mchanganyiko.Tumia saw ya tile ili kukata sampuli ngumu katika vipande 6 × 9 cm, fimbo kwenye slide ya kioo na uikate kwa unene wa 30 μm.Vipande vilivyopatikana vilichanganuliwa kwa kutumia kichanganuzi cha flatbed, na kuchambuliwa kwa kutumia mwanga wa ndege, mwanga uliogawanyika, mwanga wa tukio la oblique, na fluorescence ya buluu kwa jicho uchi na ukuzaji (× 50 hadi × 200).Istilahi na maelezo ya sehemu nyembamba hufuata miongozo iliyochapishwa na Stoops (60) na Courty et al.(61).Vinundu vya kaboni vinavyotengeneza udongo vilivyokusanywa kutoka kwa kina cha> 80 cm hukatwa katikati ili nusu iweze kupachikwa mimba na kufanywa katika vipande nyembamba (4.5 × 2.6 cm) kwa kutumia darubini ya kawaida ya stereo na darubini ya petrografia na cathodoluminescence (CL) hadubini ya utafiti. .Udhibiti wa aina za carbonate ni waangalifu sana, kwa sababu malezi ya carbonate ya udongo yanahusiana na uso wa utulivu, wakati uundaji wa carbonate ya chini ya ardhi haujitegemea uso au udongo.
Sampuli zilichimbwa kutoka kwa uso uliokatwa wa vinundu vya kaboni ya udongo na kupunguzwa kwa nusu kwa uchambuzi mbalimbali.FS ilitumia darubini za kawaida za stereo na petrografia za Kikundi Kazi cha Geoarchaeology na darubini ya CL ya Kikundi Kazi cha Madini ya Majaribio kuchunguza vipande vyembamba, ambavyo vyote vinapatikana Tübingen, Ujerumani.Sampuli ndogo za miadi ya radiocarbon zilichimbwa kwa kutumia visima sahihi kutoka eneo lililoteuliwa la takriban miaka 100.Nusu nyingine ya vinundu ni kipenyo cha mm 3 ili kuepuka maeneo yenye fuwele za kuchelewa, kujumuishwa kwa madini mengi, au mabadiliko makubwa katika saizi ya fuwele za calcite.Itifaki sawa haiwezi kufuatwa kwa sampuli za MEM-5038, MEM-5035 na MEM-5055 A.Sampuli hizi huchaguliwa kutoka kwa sampuli za mashapo zilizolegea na ni ndogo sana kuweza kukatwa katikati kwa sehemu nyembamba.Hata hivyo, tafiti za sehemu nyembamba zilifanyika kwenye sampuli za micromorphological zinazofanana za sediments zilizo karibu (ikiwa ni pamoja na vinundu vya carbonate).
Tuliwasilisha sampuli za uchumba za 14C kwa Kituo cha Utafiti wa Isotopu Uliotumika (CAIS) katika Chuo Kikuu cha Georgia, Athens, Marekani.Sampuli ya kabonati humenyuka ikiwa na asidi ya fosforasi 100% kwenye chombo cha athari iliyohamishwa na kuunda CO2.Usafishaji wa halijoto ya chini wa sampuli za CO2 kutoka kwa bidhaa zingine za athari na ubadilishaji wa kichocheo hadi grafiti.Uwiano wa grafiti 14C/13C ulipimwa kwa kutumia spekromita ya kichapuzi cha 0.5-MeV.Linganisha uwiano wa sampuli na uwiano uliopimwa na kiwango cha asidi oxalic I (NBS SRM 4990).Marumaru ya Carrara (IAEA C1) hutumiwa kama usuli, na travertine (IAEA C2) inatumika kama kiwango cha pili.Matokeo yanaonyeshwa kama asilimia ya kaboni ya kisasa, na tarehe iliyonukuliwa isiyo na kipimo inatolewa katika miaka ya radiocarbon (miaka ya BP) kabla ya 1950, kwa kutumia nusu ya maisha ya 14C ya miaka 5568.Kosa limetajwa kama 1-σ na linaonyesha hitilafu ya takwimu na majaribio.Kulingana na thamani ya δ13C iliyopimwa kwa kipimo cha wingi cha isotopu, C. Wissing ya Maabara ya Biojiolojia huko Tubingen, Ujerumani, iliripoti tarehe ya mgawanyo wa isotopu, isipokuwa UGAMS-35944r iliyopimwa katika CAIS.Sampuli 6887B ilichanganuliwa katika nakala.Ili kufanya hivyo, futa sampuli ndogo ya pili kutoka kwa nodule (UGAMS-35944r) kutoka eneo la sampuli lililoonyeshwa kwenye uso wa kukata.Mviringo wa urekebishaji wa INTCAL20 (Jedwali S4) (62) unaotumika katika ulimwengu wa kusini ulitumiwa kusahihisha ugawaji wa angahewa wa sampuli zote hadi 14C hadi 2-σ.