Människor kan ha nått Amerika över 30, 000 år sedan, ny forskning från internationella team av forskare visar — ​​en period 15, 000 år tidigare än man tidigare trott.

Dock, mänsklig påverkan på nu utdöda stora däggdjur (megafauna) inträffade mycket senare, när befolkningen ökade markant.

Dessa resultat – publicerade i två artiklar i Natur idag – baseras på arkeologisk forskning vid Chiquihuite-grottan i centrala Mexiko och statistisk modellering av datum från 42 arkeologiska platser, inklusive från Chiquihuite Cave.

"De första amerikanerna tros allmänt ha anlänt till kontinenten mellan 16, 000 och 13, 000 år sedan, " säger huvudförfattaren till den statistiska modelleringsstudien, Dr Lorena Becerra-Valdivia. Tidigare vid University of Oxford, där hon slutförde denna forskning, Dr. Becerra-Valdivia är nu postdoktor vid UNSW Sydney.

"Våra fynd visar bevis på människor runt 15, 000 år innan dess."

Det arkeologiska teamet upptäckte nästan två tusen stenverktyg och andra stenbitar vid Chiquihuite-grottan, som har varit under utgrävning i nästan ett decennium. Artefakterna tillhör en typ av materiell kultur som aldrig setts i Amerika, antyder en tidigare okänd litisk (eller sten) industri.

Forskarna använde radiokoldatering för att hitta bevisens ålder från platsen, som ben, träkol och sediment-DNA. Luminescensdateringsmetoden - som mäter ljuset som emitteras från energi i vissa bergarter och jordar - användes också på vissa prover.

Mer än 50 dadlar drogs från utgrävningsplatsen, med de äldsta kulturella bevisen som går tillbaka till det sista istidens maximum (LGM) – toppen av istiden – för 26-18 tusen år sedan. Men statistisk modellering uppskattar att människor ockuperade platsen ännu tidigare än så.

"Mänsklig närvaro inträffar innan en arkeologisk plats skapas, " förklarar Dr. Becerra-Valdivia, som är en arkeologisk vetenskapsman och radiokoldateringsexpert vid UNSW:s Chronos 14 Carbon-Cycle Facility.

"Med hjälp av arkeologiska bevis och Bayesiansk åldersmodellering - ett kraftfullt verktyg som innehåller datum och arkeologiska bevis genom statistik - kan vi uppskatta att människor anlände till Chiquihuite Cave så tidigt som 33-31, 000 år sedan. Dessa fynd hjälper oss att förstå den första mänskliga ockupationen av Amerika i större detalj än någonsin tidigare, " säger Dr. Becerra-Valdivia.

En misslyckad kolonisering

Chiquihuite Cave är en höghöjdsplats belägen i Astillero-bergen i norra centrala Mexiko. Sitter vid 2, 750 meter över havet, dess höjd är ovanlig jämfört med andra arkeologiska platser i Amerika:de flesta är öppna platser, megafaunadödsplatser eller grunda stenskydd.

Platsen för grottan - och dess antiken - utmanar vanliga modeller i First Americans forskning.

"Fynden vid Chiquihuite Cave är extremt spännande, " säger University of Zacatecas Dr Ciprian Ardelean, som ledde de arkeologiska utgrävningarna.

"Arkeologin är äldre än något vi har sett tidigare och stenverktygen är av en typ som är unik i Amerika. Människotillverkade stenartefakter med flingor finns där i tusental, inbäddade i skiktade sedimentära avlagringar som nu är väl daterade.

"Det är märkligt att platsen ockuperades så mycket tidigare än andra - det verkar troligt för oss att folket i Chiquihuite representerar en "misslyckad kolonisation, en som mycket väl kan ha lämnat något genetiskt detekterbart arv i dagens första amerikanpopulationer."

Dr Jean-Luc Schwenninger, senior medförfattare och chef för Luminescence Dating Laboratory vid University of Oxford, har dejtat sajten i nästan ett decennium.

"Att äntligen se resultaten publiceras är oerhört tillfredsställande, " han säger.

"Det har varit en lång dräktighetsperiod men publiceringen av dessa nya upptäckter och fynd som vaggar och utmanar sedan länge etablerade åsikter krävde extra mängder av flit, granskning, tålamod och uthållighet."

En befolkningsboom

Dr. Becerra-Valdivia och Prof. Tom Higham, också från University of Oxford, använde Chiquihuite Cave-fynd för att bygga en detaljerad kronologisk ram för människors ankomst och spridning till Nordamerika.

De kombinerade datumen från Chiquihuite Cave med hundratals datum som hittats på arkeologiska platser över hela Nordamerika och Beringia, den antika landbron som förbinder kontinenten med Asien.

Ramverket visar att även om människor sannolikt var närvarande i regionen tidigare, under och efter LGM, utbredd mänsklig ockupation började troligen mycket senare, under en period av plötslig global klimatuppvärmning.

"Det var bara runt 14, För 700 år sedan när dessa människor blev mer synliga i det arkeologiska dokumentet, " säger Dr. Becerra-Valdivia, som också var medförfattare på Chiquihuite Cave archeological paper. "Detta berodde troligen på en ökning av befolkningen."

Försvinnandet av nu utdöd megafauna, som mammutar och typer av hästar och kameler, hände i stort sett samtidigt som mänsklig expansion under denna varmare period – dvs. mellan 14,7 och 12,9 tusen år sedan.

Författarna föreslår att ökningen av den mänskliga befolkningen verkar vara kopplad till en betydande inverkan på den katastrofala nedgången av dessa stora megafauna.

Avslöja nya berättelser

Den kronologiska ramen daterar början av mänsklig ockupation över hela Nordamerika, samt början på tre distinkta stenredskapstraditioner. Än så länge, det tidigaste beviset för kulturell ockupation finns i Chiquihuite-grottan.

"De första amerikanerna kom från östra Eurasien, och det ser ut som om det var en förvånansvärt tidig förflyttning av människor till kontinenten, " säger prof. Higham.

"Människorna som reste in i dessa nya länder måste ha använt maritim teknik, eftersom de norra delarna av Nordamerika var ogenomträngliga och förseglade från östra Eurasien av ett massivt inlandsis fram till 13, 000 år sedan."

För att utveckla sin kronologiska ram, forskarna använde en statistisk metod som kallas Bayesiansk åldersmodellering, som utfördes på mjukvara (OxCal) utvecklad i Oxford av prof. Christopher Bronk Ramsey.

De kombinerade statistiskt datumen med stratigrafisk - eller stenlager - information för att uppskatta början och slutet av mänsklig ockupation på var och en av platserna. Datumen plottades sedan spatialt över kontinenten.

"Det här tillvägagångssättet innebär att ta ett steg tillbaka och titta på hela bilden för att bättre förstå vad som hände tidigare, " säger Dr. Becerra-Valdivia.

Forskarna hoppas att fler arkeologiska undersökningar i Central- och Sydamerika kommer att göra det möjligt att utveckla modeller för hela kontinenten.

"En kombination av nya utgrävningar och banbrytande arkeologisk vetenskap gör att vi kan avslöja en ny historia om koloniseringen av Amerika, " säger prof. Higham.

"Upptäckten att människor var här mer än 30, 000 år sedan väcker en rad nya nyckelfrågor om vilka dessa människor var, hur de levde, hur utbredda de var och, i sista hand, vad deras öde blev."