Квантовый микроскоп помог археологам заглянуть в костер неандертальцев

Археологи впервые применили квантовую алмазную микроскопию для изучения кострищ на стоянке неандертальцев Эль-Сальт в Испании. Благодаря этой технологии они смогли восстановить, что именно сжигали в огне древние люди и какова была температура пламени. Результаты исследования опубликованы в Journal of Archaeological Science.

Археологический архив из золы и углей

Эль-Сальт — это многослойная стоянка, где сохранились десятки древних очагов и кострищ. Авторы сосредоточились на комплексе слоев горения под обозначением H89/90. Классические методы — от геофизического анализа до химических тестов — показали, что этот очаг хорошо сохранился и не был потревожен. Граница между светлым слоем золы сверху и красно-бурой прокаленной почвой снизу оказалась отчетливой и резкой, что отличает его от других кострищ Эль-Сальта, где под золой часто залегает темный, богатый углями слой.

Магнитные тесты показали однородный магнитный сигнал, фиксирующий направление земного поля на момент горения. Все указывало на то, что очаг остался нетронутым с момента его создания неандертальцами.

Квантовая алмазная микроскопия

Для более детального изучения магнитных свойств зольных остатков ученые применили квантовую алмазную микроскопию. Этот метод использует алмазный чип с дефектами в кристаллической решетке, которые чувствительны к магнитным полям. Микроскоп позволяет с высоким разрешением картографировать магнитные поля отдельных минералов в образце.

Однородность минералогического состава и магнитных свойств, а также ненарушенная стратиграфия подтвердили, что перед исследователями единый очаг, сформированный в результате целенаправленного управления топливом.

Что горело в костре

Комплексный анализ выявил характерные ботанические остатки. В тонких шлифах обнаружились растительные волокна и окаменевшие структуры злаков, вкрапленные в золу. Магнитные карты также указали на топливо на основе трав: при обугливании трава и листья оставляют характерный тонкий магнитный сигнал. Неандертальцы подбрасывали в огонь волокнистые растения, чтобы он не угасал.

Магнитные измерения позволили оценить температуру огня. И белая зола, и красные слои под ней демонстрировали признаки высокотемпературных магнитных свойств, указывающих на нагрев до 600–700 градусов Цельсия или даже выше. Для сравнения, из экспериментальных данных известно, что ямные очаги обычно достигают температуры около 300 градусов.

Необычный минерал

Еще одна любопытная химическая деталь: главный минерал, отвечающий за магнитные свойства в золе, — маггемит. Для его образования обычно требуется много кислорода. Это нехарактерный компонент для доисторического кострища — его присутствие может означать, что при затухании огня был доступен дополнительный кислород. Иными словами, огонь не засыпали, а давали ему свободно догореть на воздухе.

Значение открытия

Исследование демонстрирует эффективность нового подхода — сочетания микроморфологии, химии и квантово-магнитных карт — в археологических изысканиях. Применение квантовой алмазной микроскопии открывает новые возможности для изучения древних кострищ, позволяя получать информацию о температурных режимах, видах топлива и даже о том, как древние люди контролировали процесс горения.

Авторы убеждены, что дальнейшее исследование других очагов этими методами позволит получить более полную картину о том, как неандертальцы использовали огонь в повседневной жизни. Уже сейчас ясно, что они не просто разводили костры, а управляли горением, подбирали топливо и регулировали доступ кислорода — навыки, которые ранее было трудно зафиксировать в археологических материалах.