La súper erupción del volcán Toba, hace 74.000 años, pudo haber provocado la dispersión de los humanos modernos fuera de África

Excavaciones llevadas a cabo en el sitio arqueológico de la Edad de Piedra Media, Shinfa-Metema 1, en las tierras bajas del noroeste de Etiopía, han atestiguado una población de humanos de hace 74.000 años que sobrevivió a la erupción del supervolcán Toba. Foto cortesía de https://topographic-map.com, Licencia de base de datos abierta (ODbL) v1.0.

Los humanos modernos se dispersaron fuera de África varias veces, pero el evento que condujo a la expansión global ocurrió hace menos de 100.000 años.

Algunos investigadores plantean la hipótesis de que las dispersiones se limitaron a “corredores verdes” formados durante los intervalos de climas húmedos, cuando la comida era abundante y las poblaciones humanas se expandían al mismo ritmo que sus entornos.

Pero un nuevo estudio en Nature, que incluye a los investigadores de la Universidad Estatal de Arizona Curtis Marean, Christopher Campisano y Jayde Hirniak,  sugiere que los humanos también pudieron haberse dispersado durante los intervalos áridos a lo largo de las "autopistas azules" creadas por ríos estacionales. Los investigadores también encontraron evidencias de cocina y herramientas de piedra que representan la prueba más antigua de tiro con arco.

En su trabajo en el Cuerno de África los investigadores han descubierto evidencias que muestran cómo los primeros humanos modernos sobrevivieron tras la erupción del Toba, uno de los supervolcanes más grandes de la historia, hace unos 74.000 años. La flexibilidad de comportamiento de estas personas no sólo les ayudó a sobrevivir a la súper erupción, sino que también pudo haber facilitado la posterior dispersión de los humanos modernos fuera de África y por el resto del mundo.

"Este estudio confirma los resultados de Pinnacle Point en Sudáfrica: la erupción del Toba pudo haber cambiado el medio ambiente en África, pero la gente se adaptó y sobrevivió a ese cambio ambiental causado por la erupción", dijo Marean (izquierda), científico investigador del Instituto de Orígenes Humanos y Profesor de Fundación de la Escuela de Evolución Humana y Cambio Social.

El equipo investigó el sitio Shinfa-Metema 1 en las tierras bajas del actual noroeste de Etiopía a lo largo del río Shinfa, un afluente del río Nilo Azul. La súper erupción ocurrió durante la mitad del tiempo en que el sitio estuvo ocupado y está documentada por pequeños fragmentos de vidrio cuya química coincide con la del supervolcán Toba.

Se recuperó un pequeño fragmento de vidrio más pequeño que el diámetro de un cabello humano en el  sitio de la Edad de Piedra Media, en el noroeste de Etiopía, llamado Shinfa-Metema 1. Su química coincide con la del supervolcán Toba situado al otro lado del mundo, en Indonesia. Las personas que vivieron en este sitio arqueológico sobrevivieron a la súper erupción gracias a su flexibilidad de comportamiento. Foto de Racheal Johnsen

Determinar el momento oportuno a través de criptotefra

"Una de las implicaciones innovadoras de este estudio es que con los nuevos métodos de criptotefra (el uso de cenizas volcánicas para datar y correlacionar eventos geológicos y climáticos) desarrollados para nuestro estudio anterior en Sudáfrica, y ahora aplicados aquí, en Etiopía, podemos correlacionar sitios de toda África, y tal vez en todo el mundo, con una resolución de varias semanas de duración”, explica Marean.

Las criptotefras son fragmentos de vidrio volcánico característicos que pueden tener un tamaño de entre 80 y 20 micrones, lo que implica que es más pequeño que el diámetro de un cabello humano. Extraer estos fragmentos microscópicos de los sedimentos arqueológicos requiere paciencia y gran atención al detalle. 

“Buscar criptotefra en estos sitios arqueológicos es como buscar una aguja en un pajar, pero sin saber si existe siquiera una aguja. Sin embargo, tener la capacidad de correlacionar sitios a 5.000 millas de distancia, y potencialmente más lejos, en semanas en lugar de miles de años, hace que todo valga la pena”, dijo Campisano (derecha), científico investigador del Instituto de Orígenes Humanos y profesor asociado de la Escuela de Ciencias Humanas, Evolución y Cambio Social.

"Este estudio, una vez más, destaca la importancia de que el equipo de la Universidad de Nevada-Las Vegas/Universidad Estatal de Arizona supere los límites para analizar con éxito la criptotefra, de abundancia extremadamente baja (menos de 10 fragmentos por gramo) hasta la fecha, y enclaves arqueológicos correlacionados en toda África", continúa Campisano.

Los métodos para identificar criptotefra de baja abundacia en Pinnacle Point se desarrollaron por primera vez en la Universidad de Nevada Las Vegas (UNLV), dirigidos por el fallecido Eugene SmithRacheal Johnsen, y ahora se llevan a cabo en el Laboratorio de preparación de sedimentos y TEphra (STEP) de la Universidad del Estado de Arizona (ASU).

Hirniak, estudiante graduada de la Escuela de Evolución Humana y Cambio Social, dirigió el esfuerzo de ASU para crear su propio laboratorio de criptotefra, el Laboratorio STEP, trabajando con Campisano y basándose en métodos desarrollados en la UNLV. Hirniak también colaboró ​​con laboratorios de criptotefra en el Reino Unido que trabajan con muestras de sedimentos que preservan cientos o miles de fragmentos de vidrio. Ahora la principal experiencia de Hirniak es la tefrocronología, que implica el uso de ceniza volcánica para vincular registros arqueológicos y paleoambientales y ubicarlos en la misma línea de tiempo, lo cual fue su contribución a esta investigación.

“Nuestro laboratorio en ASU fue construido para procesar horizontes de criptotefra de abundancia extremadamente baja mediante una técnica altamente especializada. Sólo hay unos pocos laboratorios en el mundo con estas capacidades”, afirmó Hirniak (izquierda).

Las puntas de proyectil de halladas en sitio arqueológico de la Edad de Piedra Media, Shinfa-Metema 1, en las tierras bajas del noroeste de Etiopía, y que datan de la época de la súper erupción del Toba, hace 74.000 años, proporcionan evidencia del uso del arco y flechas antes de la dispersión de los humanos modernos fuera de África. Foto cortesía del Proyecto de estudio del Nilo Azul.

Migraciones por las 'autopistas azules'

Con base en la geoquímica isotópica de los dientes de mamíferos fósiles y cáscaras de huevos de avestruz, concluyeron que el sitio de Shinfa-Metema 1 fue ocupado por humanos durante una época con largas estaciones secas a la par que algunos de los hábitats más áridos estacionalmente del este de África en la actualidad. Hallazgos adicionales sugieren que cuando el caudal de los ríos se detenía durante los períodos secos, la gente se adaptaba cazando animales que acudían a los pozos de agua restantes para beber. A medida que los pozos de agua siguieron reduciéndose, se hizo más fácil capturar peces sin ningún equipo especial, y las dietas se inclinaron más hacia el pescado.

Sus efectos climáticos parecen haber producido una estación seca más larga, lo que hizo que la gente de la zona dependiera aún más del pescado. La reducción de los pozos de agua también pudo haber empujado a los humanos a migrar hacia el exterior en busca de más alimentos.

"A medida que la gente agotaba los alimentos dentro y alrededor de un determinado pozo de agua de la estación seca, probablemente se veían obligados a trasladarse y buscar nuevos pozos de agua", dice John Kappelman (izquierda), profesor de antropología y ciencias planetarias y terrestres de la Universidad de Texas en Austin y autor principal del estudio. "Los ríos estacionales funcionaron así como 'bombas' que desviaron poblaciones a lo largo de los canales de un pozo de agua a otro, impulsando potencialmente la dispersión más reciente fuera de África".

Es poco probable que los humanos que vivieron en Shinfa-Metema 1 fueran miembros del grupo que abandonó África. Sin embargo, la flexibilidad de su comportamiento les ayudó a adaptarse a las condiciones climáticas desafiantes derivadas de la súper erupción del Toba, y fue probablemente un rasgo clave de los humanos de la Edad de Piedra Media que permitió a nuestra especie finalmente dispersarse fuera de África y expandirse por todo el mundo.

Las personas que vivían en la zona de Shinfa-Metema 1 cazaban una variedad de animales terrestres, desde antílopes hasta monos, como lo atestiguan las marcas de cortes en los huesos, y aparentemente cocinaban sus alimentos, tal como lo demuestran las evidencias de fuego controlado hallados en el sitio. Las herramientas de piedra más distintivas son pequeñas puntas triangulares simétricas. Los análisis muestran que dichas puntas son probablemente puntas de flecha que, con 74.000 años de antigüedad, representan la evidencia más antigua de tiro con arco.

La investigación sobre criptotefra de ASU fue financiada por la Hyde Family Foundation, la National Science Foundation, el Institute of Human Origins y la Arizona State University.

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