Få platser i världen bevarar ett kontinuerligt arkeologiskt register som sträcker sig över miljontals år. Wonderwerk Cave, ligger i Sydafrikas Kalahariöknen, är en av dessa sällsynta platser. Betyder "mirakel" på afrikaans, Wonderwerk Cave har identifierats som den potentiellt tidigaste grottockupationen i världen och platsen för några av de tidigaste indikationerna på brandanvändning och verktygstillverkning bland förhistoriska människor.

Ny forskning publicerad i Kvartärvetenskapliga recensioner , ledd av ett team av geologer och arkeologer från Hebrew University of Jerusalem (HU) och University of Toronto, bekräftar det rekordstora datumet för denna spektakulära plats. "Vi kan nu med tillförsikt säga att våra mänskliga förfäder tillverkade enkla Oldowan-stenverktyg inne i Wonderwerk-grottan för 1,8 miljoner år sedan. Wonderwerk är unikt bland antika Oldowan-platser, en verktygstyp som först hittades för 2,6 miljoner år sedan i Östafrika, just för att det är en grotta och inte en friluftsförekomst, " förklarade huvudförfattaren professor Ron Shaar vid HU:s Institute of Earth Sciences.

Teamet lyckades etablera skiftet från Oldowan-verktyg (främst vassa flingor och huggverktyg) till tidiga handaxlar för över 1 miljon år sedan, och att datera den avsiktliga användningen av eld av våra förhistoriska förfäder till 1 miljon år sedan, i ett lager djupt inne i grottan. Det sistnämnda är särskilt betydelsefullt eftersom andra exempel på tidig brandanvändning kommer från utomhusanläggningar där den möjliga rollen av skogsbränder inte kan uteslutas. Dessutom, Wonderwerk innehöll en hel rad eldrester:bränt ben, sediment och verktyg samt förekomst av aska.

Att datera grottavlagringar är en av de största utmaningarna inom paleo-antropologi, aka studien av mänsklig evolution. För att övervinna denna utmaning, teamet analyserade ett 2,5 meter tjockt sedimentärt lager som innehöll stenverktyg, djurrester och brandrester med två metoder:paleomagnetism och begravningsdatering. "Vi tog försiktigt bort hundratals små sedimentprover från grottväggarna och mätte deras magnetiska signal, " beskrev Shaar.

Magnetisering inträffade när lerpartiklar, som kom in i grottan utifrån, bosatte sig på det förhistoriska grottgolvet, därigenom bevaras riktningen för jordens magnetfält vid den tiden. "Vår labbanalys visade att några av proverna magnetiserades mot söder istället för norr, vilket är riktningen för dagens magnetfält. Eftersom den exakta tidpunkten för dessa magnetiska "omkastningar" är globalt erkänd, det gav oss ledtrådar till antiken för hela sekvensen av lager i grottan, tillade Shaar.

Prof. Ari Matmon, Direktör för HU:s Institute of Earth Sciences, förlitat sig på en sekundär dateringsmetod för att ytterligare bekräfta när de tidigaste mänskliga förfäderna kan ha ockuperat platsen. "Kvartspartiklar i sand har en inbyggd geologisk klocka som börjar ticka när de kommer in i en grotta. I vårt labb, vi kan mäta koncentrationerna av specifika isotoper i dessa partiklar och härleda hur lång tid som gått sedan de sandkornen kom in i grottan, " han förklarade.

Dateringen av förhistorisk mänsklig aktivitet vid Wonderwerk Cave har långtgående konsekvenser. Medregissörerna för Wonderwerk Cave-projektet, Prof. Michael Chazan vid University of Toronto och Liora Kolska Horwitz vid HU:s National Natural History Collections, förklarade att fynden vid Wonderwerk "är ett viktigt steg mot att förstå tempot i mänsklig evolution över den afrikanska kontinenten. Med en tidsskala som är fast etablerad för Wonderwerk Cave, vi kan fortsätta att studera sambandet mellan mänsklig evolution och klimatförändringar, och utvecklingen av våra tidiga mänskliga förfäders sätt att leva."