• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Sockermolekylen bidrar till återuppbyggnaden av förhistorisk brand

    Offret för skogsbränder i Afrika. Kredit:Laura Schreuder

    Lite är för närvarande känt om hur tidiga människor först använde eld. Det kommer nu att ändras tack vare en ny proxy, ett mätbart ämne som kan användas för att demonstrera skogsbränder i ett avlägset förflutet. Proxyn är den organiska substansen levoglucosan, en sockermolekyl som produceras vid förbränning av vegetation och som finns i havs- och sjösediment. Ph.D. Student Laura Schreuder utförde sin forskning vid Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ). Den 27 maj, hon kommer att försvara sin doktorsavhandling i ämnet vid Utrecht University.

    Med hjälp av denna nya proxy, Schreuder utvecklade en komplett tidsserie, som går tillbaka nästan 200, 000 år och överensstämmer exakt med en viktig period i den nordliga migrationen av Homo sapiens på den afrikanska kontinenten. Inom denna period, tydliga toppar kunde visas i mängden levoglucosan, och därför intensiteten av skogsbränder i Västafrika söder om Sahara.

    Schreuder:"Två toppar under perioden mellan 60, 000 och 50, 000 år sedan är slående:de överensstämmer med beboelsen i Västafrika av Homo sapiens och med en tätare tillväxt av träd och buskar (kärlväxter). Denna ljuvliga tillväxt innebar gynnsammare livsvillkor för människor och en större tillgång på bränsle. En topp i levoglucosan avslöjar att människor möjligen använde eld."

    "Till exempel, vi observerar ingen topp i levoglucosan under perioden mellan 130, 000 och 100, 000 år sedan, under den perioden, Det har förmodligen också bott människor här. Från detta, vi drar slutsatsen att eld förmodligen ännu inte var viktig för människor under den perioden."

    Skogsbränder i det avlägsna förflutna

    Mycket är redan känt om intensiteten av skogsbränder i förhistorien. Dock, kunskapen som samlas in av arkeologer täcker vanligtvis inte en period på mer än några tusen år för Västafrika (mer är känt om Östafrika). Lämpliga geokemiska biomarkörer saknades fortfarande på lång sikt. Levoglucosan har nu gett forskare ett bättre verktyg för att kartlägga förhistoriska skogsbränder.

    NASA brandkarta

    Tidsserien 192, 000 år som presenteras av Schreuder bygger på en noggrann analys av en borrkärna från Guineas kust. Förutom de angivna topparna mellan 60, 000 och 50, 000 år sedan, det var en topp i avsättningen av levoglucosan 80, 000 år sedan. Dock, enligt Schreuder, detta är inte relevant eftersom det var en allmän ökning av sedimentationshastigheten vid den tiden:under den perioden, mycket material avsattes på havsbotten på relativt kort tid, vilket betyder massor av levoglucosan också.

    Inspiration från partikelmätningar

    Levoglucosan (1, 6-anhydro-D-glukos) är en sockermolekyl som produceras vid ofullständig förbränning av träd och växter. Det används i mätningar av atmosfäriska partiklar, till exempel för att bestämma vedeldarnas inverkan på luftkvaliteten. Som en komponent i partiklar, den kan transporteras över hundratals eller till och med tusentals kilometer och kan därför hamna i hav och sjöar, där den sjunker. Under miljontals år, havet och sjön sediment förstenas; för geologer, borrkärnorna bildar ett rikt arkiv, och det inkluderar nu även förhistoriska skogsbränder.

    Nedbrytning på havsbotten

    Schroder upptäckte att knappast någon nedbrytning sker under långväga transport av levoglucosan genom atmosfären och via vattenpelaren. Dock, på havsbotten vid sediment-vattengränsen, ämnet bryts ner, och det stör signalen. "Vi konstaterade att hastigheten med vilken sockermolekylerna avsätts på havsbotten (ackumuleringshastighet) är ett särskilt exakt mått på avsättningen av levoglucosan, och med det, av skogsbränder, " förklarar Schreuder.

    Mätmetoden förbättrad

    Schreuder jämförde också vegetationsförändringar med förändringar i vegetationsbränder. Hon använde information som härrörde från långkedjiga n-alkaner för att ta reda på mer om vegetationsförändringar på den afrikanska kontinenten. Dessa molekyler, som precis som levoglucosan transporteras över stora avstånd, är viktiga "vegetationsproxies" — biomarkörer av vegetationstypen på kontinenten som avslöjar om tillväxten huvudsakligen skett i form av skogar och buskar (kärlväxter) eller savanner med gräs. Analysen av andra borrkärnor tagna i Polen och Australien gjorde det möjligt att jämföra flera proxies; förutom levoglucosan och de tidigare nämnda alkanerna, kol och pollen lades till i jämförelsen. Vidare, mätmetoderna förbättrades så att små mängder levoglukosan som finns i sedimentprover nu kan mätas.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com