Жители Южной Африки владели огнем миллион лет назад

Пещера Вондерверк (Южная Африка), вид изнутри. Фото с сайта sciblogs.co.nz

Анализ отложений раннеашельского возраста из пещеры Вондерверк на юге Африки показал, что обитатели пещеры активно пользовались огнем уже 1 млн лет назад. Об этом свидетельствуют остатки растительной золы, обожженные орудия из полосчатого железняка и многочисленные обломки костей, подвергавшиеся нагреванию до 400–500°C.
В Африке найдены и более древние (хотя и более спорные) свидетельства использования огня ранними Homo erectus. Можно надеяться, что новые методы микроскопического анализа грунта, успешно примененные в пещере Вондерверк, позволят наконец точно установить, когда же наши предки подружились с огнем.

Овладение огнем было важной поворотной точкой в эволюции человека, однако точно датировать это событие пока не удается (см.: Хорошее питание — залог большого ума, «Элементы», 25.06.2007). Нет никаких сомнений, что люди систематически пользовались огнем в течение последних 400 тысяч лет. Практически бесспорны свидетельства использования огня обитателями стоянки Гешер Бенот Яаков (Gesher Benot Ya’aqov) в Израиле 750–790 тысяч лет назад (см.: Предки Homo sapiens разумно разграничивали жилое пространство, «Элементы», 24.12.2009). Есть и более древние свидетельства: обожженные куски глины и каменные орудия со следами воздействия огня возрастом до 1,5 млн лет найдены в нескольких точках Восточной и Южной Африки — Кооби Фора (Koobi Fora), Чесованжа (Chesowanja), Олдувайское ущелье, Сварткранс (Swartkrans) и др. Достоверность этих находок оценивается экспертами по-разному. Главная проблема в том, что теоретически всё это может быть результатом естественных пожаров: такую возможность крайне трудно полностью исключить на основе имеющихся данных.

Археологи из Южной Африки, США, Германии, Израиля и Канады сообщили в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, что им удалось получить неоспоримые доказательства использования огня раннеашельскими (см.: Ашельские индустрии) обитателями пещеры Вондерверк (см.:Wonderwerk Cave). Авторы исследовали слой пещерных отложений, точный возраст которого, определенный при помощи радиометрических и магнитостратиграфических методов, составляет от 0,99 до 1,07 млн лет.

Микроскопическое исследование тонких срезов породы позволило выявить многочисленные частицы растительного пепла. Хорошая сохранность этих частиц показывает, что они не были принесены ветром или водой откуда-то издалека, а образовались прямо здесь, в пещере. Кроме того, исследователи обнаружили, что по всему археологическому слою рассеяно множество мелких обломков костей, многие из которых, судя по цвету, побывали в огне. Чтобы доказать это, авторы воспользовались методом инфракрасной Фурье-спектроскопии (FTIR, Fourier transform infrared spectroscopy). Метод позволяет выявить характерные изменения кристаллической структуры минерального вещества костей (гидроксиапатита, см.: Hydroxylapatite), возникающие при нагревании.

FTIR-спектры (сверху вниз): 1) кости, нагретой до 550°C, 2) костного фрагмента из исследованного археологического слоя, 3) кости, нагретой до 400°C, 4) кости, не подвергавшейся нагреванию. Признаком воздействия высоких температур являются пики на 1096 и 630 см–1. Спектры показывают, что археологический образец нагревался до температуры выше 400°C, но ниже 550°C. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS

Выяснилось, что значительная часть костных обломков нагревалась до температуры 400–500°C. Это соответствует не очень горячему костру, в котором основным топливом является сухая трава, листья и мелкие веточки. Именно эти материалы и сжигались в пещере миллион лет назад, судя по структуре сохранившихся фрагментов растительной золы. Костер из более привычных для нас деревянных дров дал бы более высокую температуру, но в пещерных отложениях практически нет следов угля, образующегося при сгорании крупных кусков древесины. Наши предки, представители Homo erectus, как известно, не были лесными жителями: они предпочитали открытые ландшафты, поэтому вполне естественно, что сухая трава африканских саванн служила им основным топливом.

Раннеашельские ручные рубила (бифасы) из исследованного археологического слоя. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS

Многие фрагменты обожженных костей имеют острые, неокатанные края — значит, их не принесло издалека водой или ветром, кости обжигались и крошились в самой пещере. Следы огня нельзя объяснить и воздействием костров, которые жгли в пещере ее более поздние обитатели — сапиенсы (оставившие, между прочим, на стенах пещеры разнообразные рисунки). Дело в том, что последовательность археологических слоев сохранилась в своем исходном виде, слои не перемешивались, и между слоями со следами огня — миллионолетним и верхними, молодыми, — залегают слои, в которых признаки огня отсутствуют. Естественный пожар в глубокой, сырой карстовой пещере мог произойти разве что из-за самопроизвольного возгорания помета летучих мышей (такое очень редко, но всё же случается в пещерах). Но и эту возможность авторам удалось исключить, потому что при таких пожарах формируются частицы специфических минералов, которых нет в изученном слое.

Эректусы, обитавшие в пещере Вондерверк миллион лет назад, изготавливали свои раннеашельские рубила из полосчатого железняка, которого в самой пещере не было. Материал для орудий приносили извне. В исследованном археологическом слое, помимо бифасов, найдены необработанные куски железняка дециметрового размера — очевидно, неиспользованные заготовки. И на орудиях, и на заготовках имеются характерные мелкие трещины и сколы (pot-lid fractures), свидетельствующие о воздействии огня.

Таким образом, можно считать доказанным, что миллион лет назад люди уже умели пользоваться огнем. Новые методы микростратиграфического анализа, успешно использованные авторами, теперь можно (и нужно!) применить к другим раннепалеолитическим стоянкам. Авторы подчеркивают, что без этих методов доказать использование огня древними обитателями пещеры Вондерверк было бы невозможно.

По мнению авторов, полученные результаты являются на сегодняшний день наиболее убедительным аргументом в пользу «кулинарной гипотезы» Ричарда Рэнгема, о которой рассказано в заметке Хорошее питание — залог большого ума («Элементы», 25.06.07). Рэнгем предположил, что быстрое увеличение размера тела и массы мозга у ранних эректусов, произошедшее 1,9–1,7 млн лет назад, было связано с переходом к питанию приготовленной на огне пищей. Однако до сих пор использование огня эректусами оставалось хоть и хорошо обоснованной, но всё-таки не доказанной гипотезой.

Источник: Francesco Berna, Paul Goldberg, Liora Kolska Horwitz, James Brink, Sharon Holt, Marion Bamford, and Michael Chazan. Microstratigraphic evidence of in situ fire in the Acheulean strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape province, South Africa // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. May 15, 2012. V. 109. No. 20. P. 7593–7594.

См. также:
1) Предки Homo sapiens разумно разграничивали жилое пространство, «Элементы», 24.12.2009.
2) Хорошее питание — залог большого ума, «Элементы», 25.06.2007.

Александр Марков