На территории испанского поселения Эль-Сальт археологи обнаружили уникальный объект — древний очаг возрастом от 80 до 45 тысяч лет. Ранее ученые уже фиксировали следы пребывания неандертальцев на этом участке, однако плотное нагромождение слоев пепла и земли мешало понять детали: был ли это один долгий пожар или серия коротких костров? Ответить на этот вопрос помогла физика, а именно — технология квантовой алмазной микроскопии.
Группа специалистов объединила классические методы раскопок с применением квантового алмазного микроскопа (QDM). Этот прибор использует крошечные датчики внутри кристалла для фиксации мельчайших магнитных полей, которые сохраняются в обожженной глине и золе. Магнитный рисунок стал своего рода картой, рассказывающей о том, как именно наши предки разводили огонь и что они использовали в качестве дров.
Объект изучения представлял собой стратиграфическую единицу под номером H89/90. Визуальный осмотр показал отличную сохранность слоя. Граница между светлой золой сверху и красно-коричневой почвой снизу была четкой. Это указывало на то, что слой не перемещался со времен каменного века. Более ранние работы в этой пещере часто выявляли темный углистый горизонт под белым пеплом, но здесь его отсутствие говорило о том, что пламя было настолько сильным, что выжгло всю органику из грунта дотла.
Классические тесты подтвердили стабильность магнитного сигнала минералов, зафиксировавших направление геомагнитного поля планеты в момент остывания огня. Но чтобы увидеть скрытое, команда применила QDM. Алмазный чип с квантовыми сенсорами составил высокоточную карту распределения частиц.
Карта показала поразительную картину. Магнитные сигналы в слое золы практически совпадали по направлению и интенсивности. Это стало прямым доказательством того, что пепел осел тут же после одного мощного акта горения, а не был принесен ветром из разных мест. Минеральный состав подтвердил: перед нами результат целенаправленного управления топливом.
Анализ позволил реконструировать сам процесс розжига. Тонкие срезы выявили остатки растительных волокон и обугленные структуры травы. Магнитные карты также указали на использование травянистых растений — листья и сухая трава оставляют специфический слабый сигнал при нагреве. Похоже, обитатели пещеры добавляли пучки сухой зелени, чтобы поддерживать жар.
Прибор помог измерить и силу жара. И белый верхний слой, и красный нижний показали признаки высокотемпературного магнетизма. Температура в эпицентре достигала 600–700 градусов Цельсия. Для сравнения стоит отметить, что типичные ямочные очаги той эпохи редко прогревались выше 300 градусов.
Интересным открытием стал минерал маггемит, который требует большого количества кислорода для формирования. Его наличие намекает на то, что неандертальцы могли искусственно продувать тлеющие угли или тушили их особым способом, обеспечивая приток воздуха.
Авторы отмечают, что пока это лишь один пример использования метода. Однако потенциал технологии огромен. По мере накопления данных исследователи планируют создать библиотеку магнитных «отпечатков» различных видов древесины и почв. В перспективе это позволит по одному кусочку сожженной земли определять стратегию ведения хозяйства древних людей. Как метко заметили авторы, простая охапка травы, брошенная в пламя ради тепла, спустя тысячелетия превращается в яркую подсказку, читаемую сквозь призму квантовой физики.
Результаты исследования опубликованы в Journal of Archaeological Science.
Изображение: sciencedirect.com
