石器时代的人类小心翼翼地选择岩石

石器时代的人类是第一个地质学家吗？

7万年前生活在现在的南非的人类对构成他们世界的各种岩石有着令人惊讶的复杂理解 一项新研究 发表于 美利坚合众国国家科学院院刊。

当时的狩猎采集者不仅知道如何制作精美的石器，而且他们确切地知道哪些岩石能够为手头的任务提供易于成型和耐磨的最佳组合，说 帕特里克·施密特德国图宾根大学考古学家、研究合著者。

“如果你想用某样东西制造一些东西，你就需要为其选择合适的材料，”施密特说。 “这些过程在南非的中石器时代就已经存在了。”

施密特和他的同事研究了各种物理特性，以定量比较早期人类使用的不同类型的岩石。

说，这种方法可能为希望评估我们石器时代祖先能力的科学家开辟新的探究途径。 亚历克斯·麦凯澳大利亚卧龙岗大学考古学家，与这项研究无关。 “你可以解开更多的复杂性和决策，”他说。 “即使是从选择岩石这样简单的事情中，你也能看到人类思想中我们以前从未了解过的维度。”

石器时代地质学

你可能会看到一块岩石，看到一块石头。 古人看着一块岩石，看到了一个充满可能性的世界。 岩石可以被敲碎或塑造成刀刃、矛尖、斧头等，让狩猎采集者能够捕获新的猎物，并利用动物残骸制作衣服和其他物品。

岩石为考古学家提供了我们对石器时代文化的唯一一瞥，麦凯说，在那个时代，“现代人类开始变得非常有趣”。

考古学家长期存在的一个问题是，是什么促使人们使用不同种类的岩石作为工具。 他们只是简单地使用手边的石头吗？ 或者他们是否对使用什么做出了更具体的选择？

为了开始回答这些未知问题，施密特和他的同事创建了一个数学公式来描述不同类型岩石的岩石特性，包括强度、断裂韧性和断裂变异性，以显示将它们剥落需要多大的力。

他们将这种剥落力计算应用于在该处发现的四种不同类型的岩石。 迪普克卢夫网站 在南非，大约从 13 万年前开始，这里就有石器时代人类居住了数万年。 一些样本是从现场本身采集的，而另一些样本是从数十公里外的地点采集的。 研究人员将他们的岩石特性数据与迪普克卢夫现有的石器进行了比较，以更多地了解古代人类如何选择岩石来制造工具。

避难所的居民制造了各种岩石，包括石英、石英岩、角岩和硅质混凝土。 施密特说，在测试了每块岩石的样本后，发现了明显的差异。 有些岩石需要比其他岩石多三倍的力才能破裂。

“所以确实存在很大的差异。 有些岩石，你必须非常用力地敲击它们才能形成薄片。 其中一些岩石，你只需轻轻敲击它们，”他说。

断裂强度并不是对古代人类唯一重要的因素。 岩石剥落的可预测性以及由此产生的工具的强度也很重要。 施密特说，在查看他们的数据时，他们发现不同时间点出现了不同的模式。

成员 斯蒂尔湾科技综合体大约 71,000 年前，他们在该地点制作石器，他们似乎更喜欢石英岩作为他们的工具。 变质岩相对坚硬，并且可以预见地破裂，这意味着可以用它来制造制作精良、耐用的工具。 仍然湾尖往往是长的双刃尖，可能用作矛尖，有时也用于切割。 施密特说，至关重要的是，用于制造这些尖端的石英岩在小体积时很容易断裂——就像当你敲击薄片的边缘来制作尖端时——但当纵向向较大体积施加力时，例如当你用矛刺某物。

大约 65,000 年前居住在该地区的后来人类更喜欢硅混凝土。 岩石更容易破裂，施密特说，考虑到人们制造的工具类型，这是有道理的。 成员 豪森普尔特技术综合体 制造了许多用于箭头和矛尖的小刀片，这些刀片可能是为了在猎物体内折断，使它们更容易被追捕。

“所以你不必关心抗断裂性，因为无论如何它都会折断，”他说。 “你更想要的是真正能让你轻松制作这些细分市场的东西。”

施密特认为，工具种类的变化与制造工具的岩石的质量是一致的，这一假设增加了假设的分量，即人类在 60,000 多年前就对石头特性做出了细致入微的决定。

“他们正在测试材料并试图了解不同材料的权衡，”他说。

精炼计算

然而，现在就早期人类工具的使用做出这样的陈述可能还为时过早。 阿劳霍码头教堂是一位专门研究古代石器使用磨损分析的考古学家，但并未参与这项研究。

她说，研究人员的分析增加了有希望的数据，但敲碎他们取样的岩石并将其作为工具进行测试将有助于更全面地了解古代人类如何使用这些岩石。 重新制造石器并将其用于切割等活动的研究可以帮助揭示特定石头的性能。 de Araújo Igreja 认为，这种实际测试是了解古代人类工具制造者的重要组成部分。

“只有当你拿着石器时，你才能了解其使用的动态，”她说。

此外，即使在石英岩和硅质混凝土等岩石类型中，岩石特性也可能存在很大差异，她说。 麦凯对此表示同意，并表示未来的研究应该考虑到来自不同地方的同一类别岩石之间的差异。 他补充说，施密特及其同事的公式可能对此有所帮助。 考古学家经常假设一种类型的岩石都是相同的。 通过一种量化石器特性的新方法，他们现在可以开始在这些类别中进行更批判性的审视，以找出新的见解。

麦凯说：“我认为这是向前迈出的非常重要的一步……它使我们能够了解过去人类的决策。”

纳撒尼尔·沙尔平 (@nathanielscharp），科普作家

引用: Scharping, N. (2024)，石器时代的人类小心翼翼地选择岩石， 伊欧斯，105， https://doi.org/10.1029/2024EO240124。 发布于 2024 年 3 月 19 日。