Kredit:Steve Bourne, författare tillhandahållen, författare tillhandahållen
South Australias Naracoorte Caves är en av världens bästa fossila platser, med ett rekord som sträcker sig över mer än en halv miljon år. Bland lämningarna som finns bevarade i lager av sand finns benen av många ikoniska australiska megafaunaarter som dog ut för mellan 48 000 och 37 000 år sedan.
Orsakerna till bortfallet av dessa megafaunaarter diskuteras intensivt. Men ju äldre fossil vi kan hitta, desto bättre kan vi förstå artens utveckling och utrotning.
Hittills har det varit svårt att bestämma den exakta åldern på grottorna. Men vår forskning visar för första gången hur gamla Naracoortes grottor verkligen är – och svaret är upp till 500 000 år äldre än man tidigare trott.
Våra fynd kastar nytt ljus över antiken på denna viktiga plats. Vi hoppas att detta kommer att underlätta förståelsen av hur biologisk mångfald reagerar på ett förändrat klimat över tid.
Ett ögonblick i geologisk tid
Grottor kan vara extraordinära tidskapslar, som ofta bevarar resterna av långa utdöda växter och djur i utsökt detalj. Naracoorte-grottorna i södra Australien är ett sådant exempel.
Grottkomplexet är södra Australiens enda världsarv. Bland de anmärkningsvärt mångsidiga och kompletta fossilregistret finns resterna av ikoniska megafauna som:
Konstnärens intryck av utdöd Pleistocen megafauna i Australien av Julian Hume. Nedre vänster:enorma känguruer med kort ansikte. Nedre höger:Thylacoleo carnifex och Wonambi naracoortensis. Mitt till vänster och höger:Diprotodon optatum och Zygomaturus trilobus. Författare tillhandahålls
Paleontologer har grävt ut och daterat många av dessa fossila fyndigheter och rekonstruerat skeletten från ett antal megafaunaarter.
Grottorna bildades när grundvatten trängde in genom sprickor i kalksten, löste upp dem och bildade håligheter. De daterades tidigare till mellan 0,8 och 1,1 miljoner år gamla – en uppskattning genererad genom att datera en fossil dynrygg som ligger över grottkomplexet.
Men de metoder som användes för att datera dynryggen var inte helt lämpliga för uppgiften. Som sådan hade en exakt ålder av grottorna inte erhållits, förrän nu.
Det här komplicerade arbetet i vår studie har tagit fem år, men det var värt att vänta.
Vad vi gjorde
Dejtingmetoden vi använde i vår Communications Earth &Environment studien involverade att undersöka de vackra kalcitformationerna inne i grottorna. Tillsammans kallas dessa "speleothems" och de inkluderar stalagmiter, stalaktiter och flytstenar.
När speleothem bildas låses små mängder uran - ett radioaktivt element - inuti dem. Med tiden sönderfaller uran långsamt till grundämnet bly. Detta sker med en känd, konstant hastighet - vilket betyder att vi kan använda uran i speleothems som en naturlig klocka för att datera dem.
Lager av flytstenar som ligger över sandiga lager med fossilt benmaterial i Specimen Cave, Naracoorte. Kredit:Jon Woodhead, författare tillhandahållen
Att göra det innebar att utvinna uran och bly från speleothem i ett laboratorium. Vi mätte sedan varje element och beräknade provets ålder mycket exakt.
Eftersom speleothem börjar växa först när en underjordisk hålighet har bildats och ovanför grundvattenytan, avslöjar den äldsta speleothemåldern minimiåldern för själva grottan.
Av detta fann vi att grottorna började bildas för minst 1,34 miljoner år sedan – vilket gör dem 250 000 till 500 000 år äldre än tidigare uppskattningar.
Den andra delen av vår studie försökte avgöra när grottorna först öppnade sig mot ytan, vilket släppte in både luft och djur. Vi gjorde detta genom att undersöka mikroskopiska partiklar av träkol och pollen som fångats i kalcitformationerna när de växte.
Vi fann att träkol och pollen först dök upp i grottorna för cirka 600 000 år sedan. Detta tyder på att grottorna kan hysa spännande nytt fossilt material från ryggradsdjur som är upp till 600 000 år gammalt – mer än 100 000 år äldre än de äldsta kända fossila fyndigheterna i komplexet.
Varför detta är viktigt
Det finns en het debatt om huruvida utrotningen av Australiens megafauna var resultatet av människor eller klimatet.
Whale Bone Cave, en av de äldsta grottorna i Naracoorte. Kredit:Steve Bourne, författare tillhandahållen
En bra kronologi är nyckeln till att förstå när och hur snabbt naturliga processer inträffade över tiden. Utan exakta åldrar kan vi inte veta hur snabbt landskap, klimat eller biologisk mångfald förändras.
Så medan Naracoorte-grottorna bildades för minst 1,34 miljoner år sedan, öppnade de sig inte till ytan förrän för 600 000 år sedan. Detta kastar nytt ljus över det stora tidsavståndet mellan landformer som utvecklas och fossiler som ackumuleras.
Våra fynd kommer också att hjälpa paleontologer att inrikta sig på nya utgrävningsplatser för att hitta äldre fossil – förhoppningsvis ge värdefulla ytterligare bevis på hur vår kontinents unika biologiska mångfald har förändrats.
Vårt nya tillvägagångssätt kan hjälpa till att reda ut hur gamla fossila fyndigheter vid andra grottkomplex i Australien och runt om i världen där både speleothem och ryggradsdjursfossiler finns.
Australiens rikedom av växt- och djurarter går en oviss framtid till mötes, på grund av klimatförändringar och andra mänskliga effekter. Att studera viktiga platser som Naracoorte-grottorna hjälper oss att förstå inte bara hur klimatförändringarna påverkade den biologiska mångfalden i det förflutna, utan vad som kan hända i framtiden. + Utforska vidare
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
