En ny studie av stenverktyg från en grottplats i Kina visar att sofistikerade "Levallois"-verktygstillverkningstekniker fanns i Östasien vid ett mycket tidigare datum än tidigare trott.

Fynden utmanar den befintliga modellen för ursprunget och spridningen av dessa tekniker i Östasien, med implikationer för teorier om spridningen av moderna människor runt om i världen.

Studien, av forskare från University of Wollongong (UOW), University of Washington, Peking University, kinesiska vetenskapsakademin och Kinas byrå för skydd av kulturminnen, publiceras online i Natur den 19 november.

Exempel på Levallois-teknik (uppkallad efter en Parisförort där verktyg tillverkade med denna metod upptäcktes) har hittats i Afrika och Europa som går tillbaka till omkring 300, 000 år sedan. Före nu, de tidigaste exemplen på Levallois-tekniker i Östasien daterades till 40, 000 – 30, 000 år sedan; den nya studien placerar dem där så långt tillbaka som 170, 000 år sedan.

Docent Bo Li från UOW:s centrum för arkeologisk vetenskap, en av tidningens motsvarande författare, sa forskarna analyserade 2, 273 stenartefakter utgrävda från Guanyindong-grottan i sydvästra Kina på 1960- och 70-talen, och hittade 45 artefakter (fyra verktyg, elva kärnor och trettio flingor) som visar knäppning i Levallois-stil.

"Levallois teknologi är ett steg upp från tidigare stenverktyg eftersom det involverar en planeringsnivå, av förberedelser, och en upprepning av tekniken" sa professor Li.

"Istället för att slå två stenar tillsammans och plocka upp det som ser användbart ut, för Levallois-verktyg måste du först förbereda kärnan så att den får en speciell form innan du knyter kärnan för att producera en flinga som kan användas för att skära eller skrapa.

"Tidigare stenverktyg är mer godtyckliga i storlek och form. Levallois-verktyg är mer standardiserade.

"När vi analyserade artefakterna från Guanyindong fann vi att de hade liknande egenskaper som Levallois-verktyg som finns i Afrika och Europa. Frågan var då, hur gamla är de?"

Tidigare dejting på sajten, använder uran-serie dating, hade angett en ålder mellan 240, 000 och 50, 000 år sedan, men hade fokuserat på fossiler och karbonatprover som hittats borta från stenartefakterna. Teamet återvände till Guanyindong Cave för att göra ytterligare datering med hjälp av optiskt stimulerad luminescens (OSL), som mäter tiden sedan de artefaktbärande sedimenten senast exponerades för solljus.

"Dating för den här webbplatsen var utmanande eftersom den hade grävts ut för 40 år sedan, och sedimentprofilen exponerades för luft och utan skydd, så träd, växter, djur, insekter kan störa stratigrafin, vilket kan påverka dejtingresultaten om konventionella metoder användes för dejting", sa professor Li.

"För att lösa detta problem använde vi en ny enkelkornsdateringsteknik som nyligen utvecklats i vårt OSL-labb här vid University of Wollongong, att datera enskilda mineralkorn i sedimentet. Lyckligtvis hittade vi rester av sediment som blivit över av de tidigare utgrävningarna så att vi kunde ta prover för datering."

Vad de fann var att de djupaste lagren i grottan där Levallois verktyg avslöjades daterades tillbaka till omkring 170, 000 år sedan, medan de från de övre lagren daterades till cirka 80, 000 år sedan.

"Det här är ett mycket spännande resultat, eftersom det utmanar den befintliga teorin om historien och utvecklingen av människor och teknik i Östasien, " sa professor Li.

"Tills nu, arkeologer trodde att moderna människor bara kom dit 50, 000 år sedan och tog med sig tekniken.

"Vi har hittat något mycket äldre, vilket antyder en annan modell för mänsklig spridning och teknologisk utveckling."

Levallois-verktyg är också kända som Mode III-teknik, del av en bred evolutionär sekvens som föregicks av handyxteknologi (Mode II) och följdes av bladverktygsteknologi (Mode IV). Eftersom det arkeologiska dokumentet från Kina verkade hoppa från läge II till läge IV runt 40, 000 till 30, 000 år sedan utan utvecklingen av Mode III-verktyg, det hävdades att den mer avancerade tekniken måste ha kommit genom migration från väst.

Tidningens andra motsvarande författare, Docent Ben Marwick från University of Washington, beskrev Levallois teknologi som "den schweiziska armékniven av förhistoriska verktyg", och sade att studien tyder på att de mer avancerade teknologierna kunde ha uppfunnits i Östasien oberoende.

"Man trodde att Levallois-kärnor kom till Kina relativt nyligen med moderna människor, " sa professor Marwick.

"Vårt arbete avslöjar komplexiteten och anpassningsförmågan hos människor där som är likvärdig på andra håll i världen. Det visar mångfalden i den mänskliga erfarenheten.

"Vårt arbete visar att forntida människor där var lika kapabla till innovation som någon annanstans. Tekniska innovationer i Östasien kan vara hemmaodlade, och gå inte alltid in från väst."

Frågan om huruvida Levallois-tekniker uppfanns oberoende i Östasien kommer inte att lösas förrän ytterligare arkeologiska bevis har avslöjats, sa professor Li.

"Det finns flera möjliga förklaringar men på grund av bristen på fossila bevis kan vi inte svara exakt på vad som är sanningen.

"En teori är teknikkonvergens; att olika grupper kom på samma idé. Den andra är att tekniken spreds genom kommunikation mellan olika grupper av människor som utbytte sina tekniker.

"Den tredje möjligheten är befolkningsersättning, att migration förde in dessa tekniker i området.

"Förhoppningsvis kommer vår studie att leda till nya utgrävningar och mer detaljerade studier i denna region. Det finns många grottor i denna region som är perfekta för att bevara verktyg och fossiler, men det har inte gjorts många grävningar.

"Om vi ​​kan hitta ett mänskligt fossil – eller fossilet av en annan art – så kan vi förstå mer om vem som tillverkade dessa verktyg och vad tekniken har för ursprung."