Producția de gudron de mesteacăn nu demonstrează PNAS complexitatea comportamentală neanderthaliană

Editat de Richard G. Klein, Universitatea Stanford, Stanford, CA și aprobat pe 25 iulie 2019 (primit pentru examinare 28 iunie 2019)

producția

Semnificaţie

Am găsit o modalitate necunoscută anterior de a produce gudron de mesteacăn. În loc să creeze structuri exigente din punct de vedere cognitiv (subterane sau în containere), această metodă constă în arderea pur și simplu a scoarței aproape de pietricele dintr-o vatră. Gudronul se depune pe pietre și poate fi răzuit pentru utilizare. Această abordare a interpretării gudronului timpuriu rezolvă misterul complexității tehnice timpurii asociate și încă neînțelese și oferă o cale „descoperibilă” către una dintre cele mai vechi pirotehnologii. Aceste rezultate au implicații pentru interpretarea noastră a gudronului de mesteacăn în evidența arheologică: Gudronul de mesteacăn din contextele arheologice timpurii nu mai poate indica prezența cunoașterii moderne și/sau a comportamentelor culturale în neandertalieni.

Abstract

Rezultate

Am efectuat experimente sistematice folosind condiții în aer liber care se produc ușor. În primul rând, am testat dacă se formează gudron în timpul arderii în timp ce scoarța de mesteacăn este încă atașată de lemn în spațiul porilor dintre scoarță și tulpină - când ramurile sunt doar parțial aprinse sau când scoarța desprinsă este plasată pe jar. Nu s-a observat nicio formare de gudron în aceste condiții, subliniind faptul că gudronul de mesteacăn nu este un produs secundar al focurilor de lemn de mesteacăn în aer liber.

Am testat apoi dacă gudronul se va forma atunci când arde coaja de mesteacăn (Betula pendula) singură, adică desprinsă din lemn. Această situație ar fi fost probabil frecventă în trecut, deoarece scoarța de mesteacăn este 1) o tind naturală (19) (care arde bine, chiar și atunci când este udă) și 2) ușor de colectat atât din copaci, fie (chiar mai ușor) din podelele pădurilor, unde scoarța de mesteacăn tinde să rămână recunoscută și utilizabilă pentru o perioadă de timp după ce miezul de lemn a putrezit deja.

Arderea scoarței de mesteacăn pe o suprafață de piatră nu a dat cantități de gudron recunoscute. Apoi, am ars coaja de mesteacăn pe partea laterală a unei pietre, adică lângă o suprafață dură subverticală. În această situație, s-a format un depozit negru strălucitor la interfața dintre piatră și flăcări (am folosit o varietate de pietricele de râu diferite cu suprafețe plane în timpul alergărilor succesive, inclusiv cuarț, calcar și nămol). Arderea scoarței de mesteacăn lângă astfel de pietre ar fi apărut frecvent în trecut și, de asemenea, am obținut rezultate similare folosind os în loc de piatră. Substanța aderentă a fost imediat lipicioasă la atingere și a rămas lipicioasă atunci când a fost răzuită de pe suprafața caldă. Din aceasta deducem că primul nostru obiectiv a fost deja atins: producția de gudron poate fi un rezultat accidental, și chiar posibil, al activităților de zi cu zi pentru orice grup care creează incendii cu mesteacăn.

Din această observație, am stabilit un protocol minim complex care să acumuleze materialul lipicios pe mai multe evenimente de ardere. Fiecare eveniment a repetat tehnica de bază, și anume, o bucată de scoarță de mesteacăn (care se rostogolește în mod natural) a fost aprinsă și arsă lângă o piatră de râu (flăcările scoarței de ardere au fost măsurate la 600 până la 700 ° C folosind un termocuplu). Pietrele au fost puse pe pământ pentru a oferi o suprafață plată, rotunjită, ușor deasupra scoarței de ardere, în cazul nostru formând unghiuri între ∼60 ° și ∼80 ° cu solul (Fig. 1 A și B). După repetarea acestei proceduri de ardere de 2 sau 3 ori, piatra a fost ridicată și materialul (negru și lipicios) (de acum înainte gudron) a fost răzuit de pe pietruită cu un instrument de piatră (un fulg mic produs independent, o abilitate care poate fi luată pentru Neanderthals) înainte ca procesul să fie repetat (Fig. 1C).

Fabricarea experimentală a gudronului de mesteacăn cu tehnica condensării. (A) Desen schematic al instalației experimentale: o piatră (1) cu o suprafață înclinată care depășește o bucată de scoarță de mesteacăn (2) este utilizată ca suport pentru condensarea gudronului de mesteacăn direct deasupra scoarței de ardere (3). (B) Fotografie făcută în timpul experimentării folosind configurația prezentată în A. (C) Fotografie a suprafeței pietruite unde gudronul poate fi răzuit și instrumentul de piatră utilizat pentru răzuire. (D) Fotografia unei bucăți de gudron de 0,62 g produsă într-o singură sesiune de 3 ore (inclusiv colectarea scoarței).

Se poate produce gudron cu scoarță tăiată din mesteacăn viu și/sau scoarță moartă preluată de pe podeaua pădurii. Pentru a evalua productivitatea acestei din urmă metode în ceea ce privește randamentul gudronului, am colectat scoarță de mesteacăn moartă (deoarece se acumulează mai ușor decât scoarța proaspătă) dintr-un transect de 20 m lungime cu o lățime de 4 m într-o zonă de pădure de mesteacăn de 80 m 2). Aceasta a dat 600 g de scoarță moartă într-un timp de colectare de 27 de minute. Când s-a ars cu tehnica de condensare, fiecare 100 g de scoarță moartă a dus la 0,18 g de gudron (calculat în medie din 3 măsurători: 0,11, 0,08 și 0,13 g de gudron de la 57,7, 59,5 și respectiv 60,2 g de scoarță). Într-un alt experiment, am obținut 0,1 g de gudron din scoarță moartă aproximativ la fiecare 25 de minute, folosind 1 pietrică în acel moment (în total s-au făcut 0,62 g în timpul acestui experiment; vezi Fig. 1D). În timp ce randamentul gudronului prin tehnica noastră de condensare este de 5 1/2 ori mai mic decât cu tehnica scoarței arse sub cenușă și jăratic - probabil cea mai simplă dintre cele mai complexe tehnici de condiții de reducere (2) - este totuși produsă cantități utile de gudron (vezi și mai jos) într-o perioadă de timp comparabilă. (Fabricarea gudronului cu tehnica condensării a fost filmată și poate fi văzută în filmul S1.)

Pentru a evalua adecvarea reală a metodei noastre de condensare pentru producția de gudron (și cantitățile produse în intervale de timp sensibile), am folosit gudronul nostru pentru a face un fulg de silex baltic și am efectuat 2 experimente folosind instrumentul, mai întâi într-un controlat, asistat de robot setarea (răzuirea lemnului) (Fig. 2A) și, ulterior, într-una actualistă (curățarea oaselor) (Fig. 2B). Pentru aceste experimente, am folosit 0,6 g gudron pur (neamestecat) care a fost produs prin metoda condensării (acumulată într-o singură sesiune de 3 ore, inclusiv timpul de colectare a materiei prime). Dispozitivul de împingere a constat într-un bit de piatră introdus și fixat de gudronul de mesteacăn (încălzit cu o flacără și picurat pe poartă) într-un cilindru de lemn (31,5 mm în diametru, 75 mm lungime) cu o fantă de 12 mm adâncime pe 1 capăt (7 mm lățime).

Analiza gudronului de mesteacăn produs prin tehnica condensării. (A) configurare experimentală folosind brațul robotului pentru răzuirea lemnului în condiții controlate. (B) Experiment de curățare actualist folosind același instrument cu mâner ca în A. (C) Trei fotografii făcute dintr-o singură probă în momente diferite în timpul unui test de forfecare, (stânga) 93,3 MPa înainte de deformarea plastică a gudronului; (Mijloc) 90,7 MPa la începutul deformării plastice; și (Dreapta) după eșecul gudronului. (D) Cromatograma gudronului produsă prin tehnica de condensare care prezintă biomarkeri și markeri ai tratamentului termic: 1 = lupa-2,20 (29) -dienă; 2 = α-betulină I; 3 = lupă-2,20 (29) -dien-28-ol; 4 = lupeol; 5 = betulin. RT, timpul de retenție.