Wann und wie sich Menschen erstmals auf dem amerikanischen Kontinent niederließen, ist Gegenstand erheblicher Kontroversen. Im 20. Jahrhundert glaubten Archäologen, dass Menschen erreichte das nordamerikanische Landesinnere frühestens vor etwa 14.000 Jahren.
Aber unsere neue Forschung hat etwas anderes herausgefunden. Unser Neuestes Studie unterstützt die Ansicht, dass die Menschen vor etwa 23.000 Jahren in Amerika lebten.
Die Experten des 20. Jahrhunderts gingen davon aus, dass das Erscheinen des Menschen mit der Bildung eines eisfreien Korridors zwischen zwei riesigen Eisschilden zusammenfiel, die sich über das heutige Kanada und den Norden der USA erstreckten. Dieser Idee zufolge ist der Korridor, entstanden durch das Schmelzen am Ende der letzten Eiszeit, ermöglichte es den Menschen, von Alaska aus zu wandern ins Herz Nordamerikas.
Allmählich zerfiel diese Orthodoxie. In den letzten Jahrzehnten sind die Daten für die frühesten Zeugnisse von Menschen von vor 14.000 auf 16.000 Jahre zurückgegangen. Dies steht immer noch im Einklang mit der Annahme, dass Menschen den amerikanischen Kontinent erst erreichten, als die letzte Eiszeit zu Ende ging.
Im September 2021 haben wir veröffentlichte einen Artikel in Wissenschaft Das datierte in New Mexico entdeckte fossile Fußabdrücke auf die Zeit vor etwa 23.000 Jahren – dem Höhepunkt der letzten Eiszeit. Sie wurden von einer Gruppe von Menschen hergestellt, die an einem alten See in der Nähe des heutigen White Sands vorbeikamen. Die Entdeckung verlängerte die Geschichte der Menschen auf dem Kontinent um 7.000 Jahre und schrieb die amerikanische Vorgeschichte neu.
Wenn sich die Menschen auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit in Amerika aufhielten, stellte das Eis entweder nur wenige Hindernisse für ihren Durchgang dar, oder die Menschen waren schon viel länger dort. Möglicherweise hatten sie den Kontinent während einer früheren Schmelzperiode erreicht.
Unsere Schlussfolgerungen wurden kritisiert, wir haben jedoch nun Beweise veröffentlicht, die die frühen Daten bestätigen.
Datierung des Pollens
Für viele Menschen beschwört das Wort Pollen einen Sommer voller Allergien, Niesen und Elend herauf. Aber versteinerter Pollen kann ein wirkungsvolles wissenschaftliches Werkzeug sein.
In unserer Studie aus dem Jahr 2021 führten wir eine Radiokarbondatierung an Samen von Grabengras durch, die in Sedimentschichten oberhalb und unterhalb der Stelle gefunden wurden, an der die Fußabdrücke gefunden wurden. Die Radiokarbondatierung basiert darauf, wie eine bestimmte Form – ein sogenanntes Isotop – von Kohlenstoff (Kohlenstoff-14) in Organismen, die in den letzten 50.000 Jahren gestorben sind, radioaktiv zerfällt.
Einige Forscher behaupteten, dass die Radiokarbondaten in unserer Forschung aus dem Jahr 2021 zu alt seien, weil sie einer Veränderung unterworfen seien etwas, das der „Hartwasser“-Effekt genannt wird. Wasser enthält Karbonatsalze und damit Kohlenstoff. Hartes Wasser ist Grundwasser, das seit einiger Zeit von der Atmosphäre isoliert ist, was bedeutet, dass ein Teil seines Kohlenstoff-14 bereits radioaktiv zerfallen ist.
Gewöhnliches Grabengras ist eine Wasserpflanze und die Kritiker sagten, die Samen dieser Pflanze hätten altes Wasser verbrauchen und die Datteln so vermischen können, dass sie älter wirkten, als sie tatsächlich waren.
Es ist völlig richtig, dass sie dieses Problem angesprochen haben. So sollte die Wissenschaft vorgehen, mit Anspruch und Gegenanspruch.
Wie haben wir unseren Anspruch geprüft?
Die Radiokarbondatierung ist robust und gut verstanden. Auf diese Weise können Sie jede Art von organischem Material datieren, solange Sie genug davon haben. Also machten sich zwei Mitglieder unseres Teams, Kathleen Springer und Jeff Pigati vom United States Geological Survey, daran, die Pollenkörner zu datieren. Allerdings sind Pollenkörner sehr klein, normalerweise haben sie einen Durchmesser von etwa 0,005 Millimetern, daher braucht man viele davon.
Dies stellte eine gewaltige Herausforderung dar: Man braucht Tausende von ihnen, um genug Kohlenstoff zu erhalten, um etwas zu datieren. Tatsächlich benötigen Sie 70.000 Körner oder mehr.
Die medizinische Wissenschaft lieferte eine bemerkenswerte Lösung für unser Rätsel. Wir haben eine Technik namens Durchflusszytometrie verwendet, die häufiger zum Zählen und Probennehmen einzelner menschlicher Zellen verwendet wird, um fossile Pollen für die Radiokarbondatierung zu zählen und zu isolieren.
Die Durchflusszytometrie nutzt die fluoreszierenden Eigenschaften von Zellen, die durch einen Laser stimuliert werden. Diese Zellen bewegen sich durch einen Flüssigkeitsstrom. Durch Fluoreszenz öffnet sich ein Tor, sodass einzelne Zellen im Flüssigkeitsstrom umgeleitet, Proben entnommen und konzentriert werden können.
Wir haben Pollenkörner in allen Sedimentschichten zwischen den Fußabdrücken von White Sands, was uns eine Datierung ermöglicht. Der Hauptvorteil einer solchen Pollenmenge besteht darin, dass Sie Pflanzen wie Kiefern pflücken können, die nicht von altem Wasser betroffen sind. Unsere Proben wurden mithilfe der Durchflusszytometrie verarbeitet, um den darin enthaltenen Pollen zu konzentrieren.
Nach einem Jahr oder mehr arbeitsintensiver und teurer Laborarbeit wurden wir mit Daten auf Basis von Kiefernpollen belohnt, die die ursprüngliche Chronologie der Fußabdrücke bestätigten. Sie zeigten auch, dass es an dieser Stelle keine Altwassereffekte gab.
Der Pollen ermöglichte es uns auch, die Vegetation zu rekonstruieren, die wuchs, als die Menschen die Fußabdrücke hinterließen. Wir haben genau die Pflanzenarten bekommen, die wir während der Eiszeit in New Mexico erwarten würden.
Wir haben auch eine andere Datierungstechnik verwendet sogenannte optisch stimulierte Lumineszenz (OSL) als unabhängige Prüfung. OSL beruht auf der Akkumulation von Energie in vergrabenen Quarzkörnern im Laufe der Zeit. Diese Energie stammt aus der Hintergrundstrahlung, die uns überall umgibt.
Je mehr Energie wir finden, desto älter können wir von einem Alter der Quarzkörner ausgehen. Diese Energie wird freigesetzt, wenn der Quarz Licht ausgesetzt wird. Sie gehen also davon aus, dass die Quarzkörner zum letzten Mal Sonnenlicht sahen.
Um Proben aus dem vergrabenen Quarz zu entnehmen, treibt man Metallrohre in das Sediment und entfernt sie vorsichtig, um sie nicht dem Licht auszusetzen. Man nimmt Quarzkörner aus der Mitte der Röhre, setzt sie im Labor dem Licht aus und misst das von den Körnern emittierte Licht. Dies verrät ihr Alter. Die Daten von OSL unterstützten diejenigen, die wir mit anderen Techniken erhalten hatten.
Das bescheidene Pollenkörner und eine wunderbare medizinische Technologie halfen uns, das Datum zu bestätigen, an dem die Fußabdrücke gemacht wurden und wann die Menschen Amerika erreichten.
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