Người hiện đại sử dụng lửa để chế tạo công cụ đồ đá từ 72000 năm trước

Bằng chứng rằng người hiện đại thời kỳ đầu sống tại khu vực bờ biển mũi phía Nam châu Phi 72.000 năm trước đã sử dụng kỹ thuật điều khiển lửa để tăng tính hiệu quả và chất lượng của quá trình chế tạo dụng cụ đồ đá, được báo cáo trên tạp chí Science số ngày 14 tháng 8.

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế, bao gồm 3 nhà nghiên cứu thuộc Học viện nguồn gốc con người tại Đại học bang Arizona, kết luận rằng “kỹ thuật này cần đến sự liên hệ mới giữa lửa, nhiệt và một thay đổi cấu trúc đá”. Ngoài ra, những phát hiện của họ cho thấy nhận thức phức tạp của người hiện đại thời kỳ đầu.

Tác giả chính Kyle Brown, tiến sĩ thuộc Đại học Cape Town, đồng thời là giám đốc tại Vịnh Mossel, Nam Phi, cho Học viện nguồn gốc con người của ASU, cho biết: “Minh họa của chúng tôi về quá trình sử dụng nhiệt cho thấy những người hiện đại thời kỳ đầu này đã điều khiển lửa một cách phức tạp”.

Brown giải thích: “Chúng tôi cho thấy rằng những người hiện đại từ 72.000 năm trước, và có thể là 164.000 năm trước ở vùng bở biển Nam Phi, đã sử dụng lò lửa một cách cẩn thân trong quá trình phức tạp làm nóng đá và thay đôi thuộc tính của nó, một quá trình được gọi là xử lý nhiệt”.

Curtis Marean, giám đốc dự án đồng thời là đồng taics của bài báo cho biết: “Kỹ thuật xử lý nhiệt bắt đầu với một khoảnh khắc thiên tài – một ai đó phát hiện rằng nung nóng sẽ khiến đá dễ đẽo gọt hơn”. Marean là nhà cổ sinh vật học tại Học viện nguồn gốc con người, và là giáo sư tại Trường tiến hóa con người và thay đổi xã hội tại Cao đẳng khoa học và nghệ thuật, Đại học bang Arizona

Marean cho biết: “Kiến thức này sau đó được truyền lại, và theo một cách đặc biệt, kỹ thuật này dầ dần trở nên phức tạp vì sự xử lý và điều khiến quá trình nung nóng, làm nguội và đẽo gọt cũng trở nên phức tạp”.

Điều này tạo ra một quá trình phát triển kỹ thuật kéo dài mà các nhà khoa học cho rằng cần đến một hệ nhận thức phức tạp, và có thể cả ngôn ngữ để học và dạy.

Quá trình nung nóng chuyển hóa một loại đá gọi là silcrete, không phù hợp để chế tạo công cụ, thành vật liệu thô tuyệt vời, cho phép người hiện đại chế tạo những công cụ tiên tiến.

Khoảnh khắc eureka

Nghiên cứu của Brown tập trung vào việc tái tạo những công cụ và tàn tích của quá trình chế tạo được phát hiện tại một số vị trí khảo cổ châu Phi để hiểu rõ làm thế nào và tại sao con người đã chế tạo và sử dụng những dụng cụ đó.

“Trong nhiều khảo sát thực địa với đồng tác giả David Roberts, một chuyên gia hàng đầu về sự hình thành silcrete, chúng tôi đã có thể xác định vị trí của những phần đá trồi lên với với liệu phù hợp với kết cấu và màu đỏ của các tạo tác silcrete chúng tôi đã khai quật tại Pinnacle Point," Brown cho biết. “Silcrete mà chúng tôi thu thập được không chỉ thích hợp cho việc chế tạo công cụ”.

Hầu hết silcrete được phát hiện đã được đẽo gọt rất nhiều. Rất hiếm khi phát hiện thấy một mảnh lớn hơn vài centimet. Tuy nhiên, một ngày năm 2007, tại vị trí 5-6 Pinnacle Point (PP5-6) Brown và Marean đã phát hiện một miếng silcrete lớn nằm trong tro tàn – miếng silcrete lớn nhất mà họ từng thấy tại một điểm khảo cổ, với đường kính gần 10 cm.

Brown nhận định: “Có vẻ như nó đã bị mất trong một hầm cháy”. Ông nhớ lại rất nhiều những dụng cụ silcrete được tìm thấy tại vị trí này có độ bóng làm ông liên tưởng đến những công cụ đã được xử lý nhiệt mà ông nghiên cứu trong bộ sưu tập Bắc Mỹ.

Marean cho biết: “Đó là khi chúng tôi phát triển ý tưởng về xử lý nhiệt. Mối liên hệ của tro tàn gắn với silcrete, màu đỏ của silcrete, và kích thước của nó chính là khoảnh khắc eureka của chúng tôi”.

Để kiểm tra lý thuyết của mình, Brown đặt một số đá silcrete bên dưới hầm lửa trong một tối và đốt lửa ở bên trên.

“Khi tôi quay trở lại để đào đá silcrete ngày hôm sau, kết quả thật đáng kinh ngạc. Sau khi được xử lý nhiệt, silcrete có màu đỏ đạm và rất dễ dàng đẽo gọt. Điều quan trọng nhất là nó trông giống hệt silcrete từ vị trí PP5-6. Sử dụng silcrete đã được luyện nhiệt chúng tôi có thể tạo ra những mẫu copy thực của công cụ silcrete”, Brown nói.

Nướng đá

“Đây là thời điểm bắt đầu của nguồn gốc kỹ thuật điều khiển lửa, cây cầu nối đến những kỹ thuật gốm và kim loại sau này”, Brown cho biết thêm.

Theo Marean, silcrete là những dụng cụ có thể sử dụng lại với nhiều chức năng: vũ khí đi săn, dao và vật dụng tuyệt vời rất có giá trị khi trao đổi.

Marean nhận định: “Điều này giải thích tại sao con người tốn nhiều công sức để chọn lựa gỗ và xử lý nhiệt cho sản phẩm của họ”.

Và những lò được sử dụng để kiểm tra lý thuyết của họ “được thiết kế đê bắt chước những gì mà con người trong quá khức đã làm. Vì vậy, chúng tôi không chỉ nung silcrete mà còn nướng bít tết trong khi đo nhiệt độ bằng nhiệt kế của chúng tôi”, Marean thuật lại.

Hoạt động tượng hình và nguồn gốc người hiện đại

Brown cho biết: “Phát hiện của chúng tôi cho thấy người hiện đại thời kỳ đầu có một nhận thức phức tạp”.

Marean giải thích: “Biểu hiện nhân thức phức tạp của những người hiện đại thời kỳ đầu tại khu vực ven biển phía Nam, Nam Phi cung cấp thêm bằng chứng rằng nhóm người này có thề là nguồn gốc của tất cả các dòng giống khác của người hiện đại, và đã xuất hiện từ 100.000 đến 200.000 năm trước tại châu Phi”.

Ông cho biết: “Không có kết luận chính xác vê thời điểm hoạt động của người hiện đại xuất hiện, nhưng có bằng chứng rõ ràng về hoạt động tượng hình từ 70.000 năm trước. Nhiều nahf nghiên cứu đang tìm kiếm những dấu hiệu cho thấy hệ nhận thức phức tạp của người hiện đại, và xử lý nhiệt là một trong những dấu hiệu đó”.

“Trước nghiên cứu của chúng tôi, xử lý nhiệt được cho là xuất hiện lần đầu tiên tại châu Âu khoảng 25.000 năm trước. Chúng tôi đã đẩy thời điểm này quay trở lại ít nhất 45.000 năm, và có thể, 139.000 năm, và nơi xuất hiện đầu tiên là mũi phía Nam của châu Phi, tại Pinnacle Point”.

Châu Phi cũng là trung tâm của một phát hiện khác của Marean – những tài liệu về bằng chứng cổ xưa nhất cho thấy việc khai thách nguồn thức ăn biển và biến đổi sắc tố - được báo cáo trên tạp chí Nature ngày 17 tháng 10, 2007.

Marean cho biết: “Khi kết hợp lại, những kết quả này mở rộng kiến thức của chúng ta về nguồn gốc người hiện đại, và cho thấy điều gì đó đặc biệt trong nhận thức của con người đã diễn ra tại khu vực ven biển Nam Phi”.

Khoảng 50.000 đến 60.000 năm trước, “những người hiện đại này đã rời bỏ lãnh thổ ấm áp của châu Phi và thâm nhập sâu vào môi trường băng hà lạnh lẽo của châu Âu và châu Á, nơi họ bắt gặp giống người Nêanđectan”.

“Khoảng 35.000 năm trước, những quần thể người Nêanđectan đã gần như tuyệt chủng, và người hiện đại thống trị vùng đất từ Tây Ban Nha, Trung Quốc, đến Úc”.

Marean kết luận: “Khả năng điều khiển lửa cung cấp cho chúng ta một giải thích phù hợp về sự di cư nhanh chóng của những người châu Phi đến vùng băng tuyết Âu Á – họ là những bậc thầy về lửa, nhiệt và đồ đá, một lợi thế quan trọng để xâm nhập sâu vào những vùng đất băng giá của người Nêanđectan”.

NSF, others fund SACP4

Các thành viên khác của nhóm nghiên cứu và đồng tác giả của bài báo "Fire As an Engineering tool of Early Modern Humans”, bao gồm David Baun, Đại học Cape Town; Andy I.R. Herries, Đại học New South Wales và Đại học Liverpool; Zenobia Jacobs và Michael C. Meyer, Đại học Wollongong, Úc; Changal Tribolo, Đại học CNRS tại Bordeaux, Pháp; David L. Roberts, Hội đồng khoa học địa chất, Cộng hòa Nam Phi; và Jocelyn Bernatchez, Học viện nguồn gốc con người, ASU.

Họ làm việc với nhau trong Dự án cổ sinh vật học, cổ khí hậu học, cổ môi trường học, và cổ sinh thái học, gọi là SACP4, do Marean chỉ đạo, với sự tài trợ của Quỹ khoa học quốc gia và Quỹ gia đình Hyde cùng sự trợ giúp của các Đơn vị giảng dạy và nghiên cứu Đại học bang Arizona bao gồm Học viện nguồn gốc con người, Học viện nghiên cứu khoa học xã hội.

“Nhóm nghiên cứu của chúng tôi, làm việc tại Pinnacle Point gần Vịnh Mossel, là những người dẫn đầu trong công cuộc tìm hiểu quá trình hình thành nên chúng ta ngày hôm nay, và chúng tôi thực hiện điều này với các nghiên cứu thực tiến và phân tích thí nghiệm tuyệt vời ngay tại địa phương”, Marean cho biết.