De voetafdrukken zijn afkomstig van een groep mensen van verschillende leeftijden. Nationale parkdienst
Wanneer en hoe mensen zich voor het eerst in Noord- en Zuid-Amerika vestigden is een onderwerp van grote controverse. In de 20e eeuw geloofden archeologen dat de mens niet eerder dan ongeveer 14.000 jaar geleden het Noord-Amerikaanse binnenland bereikte.
Maar ons nieuwe onderzoek vond iets anders. Ons nieuwste onderzoek ondersteunt de opvatting dat mensen ongeveer 23.000 jaar geleden in Amerika waren.
Deskundigen uit de 20e eeuw dachten dat het verschijnen van de mens samenviel met de vorming van een ijsvrije corridor tussen twee immense ijskappen in wat nu Canada en het noorden van de VS is. Volgens dit idee stelde de corridor, veroorzaakt door het smelten aan het einde van de laatste ijstijd, de mens in staat om van Alaska naar het hart van Noord-Amerika te trekken.
Geleidelijk brokkelde deze orthodoxie af. In de afgelopen decennia zijn de data voor het vroegste bewijs van mensen teruggekropen van 14.000 jaar geleden naar 16.000 jaar geleden. Dit is nog steeds consistent met het feit dat mensen Amerika pas bereikten toen de laatste ijstijd ten einde liep.
In september 2021 publiceerden we een artikel in Science dat fossiele voetafdrukken die in New Mexico waren gevonden, dateerde van ongeveer 23.000 jaar geleden – het hoogtepunt van de laatste ijstijd. Ze werden gemaakt door een groep mensen die langs een oud meer kwamen in de buurt van wat nu White Sands is. De ontdekking voegde 7000 jaar toe aan de geschiedenis van de mens op het continent en herschreef de Amerikaanse prehistorie.
Als er mensen in Amerika waren op het hoogtepunt van de laatste ijstijd, dan vormde het ijs weinig barrières voor hun doortocht, of de mensen waren er al veel langer. Misschien bereikten ze het continent tijdens een eerdere periode van smelten.
À lire aussi :
Fossiele voetafdrukken bewijzen dat mensen Amerika duizenden jaren eerder bevolkten dan we dachten
Onze conclusies werden bekritiseerd, maar we hebben nu bewijs gepubliceerd dat de vroege data bevestigt.
Datering van het stuifmeel
Voor veel mensen roept het woord pollen een zomer van allergieën, niezen en ellende op. Maar gefossiliseerd stuifmeel kan een krachtig wetenschappelijk hulpmiddel zijn.
In ons onderzoek uit 2021 hebben we radiokoolstofdatering uitgevoerd op zaden van gewoon slootgras die werden gevonden in sedimentlagen boven en onder de plek waar de voetafdrukken werden gevonden. Radiokoolstofdatering is gebaseerd op hoe een bepaalde vorm – een isotoop genoemd – van koolstof (koolstof-14) radioactief verval ondergaat in organismen die in de afgelopen 50.000 jaar zijn gestorven.
Sommige onderzoekers beweerden dat de radiokoolstofdata in ons onderzoek uit 2021 te oud waren omdat ze onderhevig waren aan iets dat het “hard water” effect wordt genoemd. Water bevat carbonaatzouten en dus koolstof. Hard water is grondwater dat enige tijd geïsoleerd is geweest van de atmosfeer, wat betekent dat een deel van de koolstof-14 al radioactief verval heeft ondergaan.
Gewoon slootgras is een waterplant en de critici zeiden dat zaden van deze plant oud water zouden kunnen hebben geconsumeerd, waardoor de data zo door elkaar werden gehaald dat ze ouder leken dan ze waren.
Het is volkomen terecht dat ze deze kwestie naar voren brachten. Dit is de manier waarop de wetenschap te werk moet gaan, met claims en tegenclaims.
Hoe hebben we onze claim getest?
Radiokoolstofdatering is robuust en goed begrepen. Je kunt elk type organisch materiaal op deze manier dateren, zolang je er maar genoeg van hebt. Dus begonnen twee leden van ons team, Kathleen Springer en Jeff Pigati van de United States Geological Survey, de stuifmeelkorrels te dateren. Stuifmeelkorrels zijn echter erg klein, meestal ongeveer 0,005 millimeter in diameter, dus je hebt er veel van nodig.
Dit vormde een enorme uitdaging: je hebt er duizenden nodig om genoeg koolstof te krijgen om iets te dateren. In feite heb je 70.000 korrels of meer nodig.
De medische wetenschap bood een opmerkelijke oplossing voor ons raadsel. We gebruikten een techniek die flowcytometrie heet en die gewoonlijk gebruikt wordt voor het tellen en bemonsteren van individuele menselijke cellen, om fossiele pollen te tellen en te isoleren voor koolstofdatering.
Flowcytometrie maakt gebruik van de fluorescerende eigenschappen van cellen, gestimuleerd door een laser. Deze cellen bewegen door een vloeistofstroom. Door de fluorescentie gaat er een poort open, waardoor individuele cellen in de vloeistofstroom kunnen worden afgeleid, bemonsterd en geconcentreerd.
Stuifmeel kan een nuttig hulpmiddel zijn om bewijs van menselijke bewoning te dateren.
Kateryna Kon / Shutterstock
We hebben stuifmeelkorrels in alle sedimentlagen tussen de voetafdrukken in White Sands, waardoor we ze kunnen dateren. Het grote voordeel van het hebben van zoveel stuifmeel is dat je planten zoals pijnbomen kunt uitzoeken die niet zijn aangetast door oud water. Onze monsters werden bewerkt om het stuifmeel erin te concentreren met behulp van flowcytometrie.
Na meer dan een jaar van arbeidsintensief en duur laboratoriumwerk werden we beloond met data gebaseerd op dennenpollen die de oorspronkelijke chronologie van de voetafdrukken bevestigden. Ze toonden ook aan dat oude watereffecten op deze plek afwezig waren.
Het stuifmeel stelde ons ook in staat om de vegetatie te reconstrueren die groeide toen de mensen de voetafdrukken maakten. We hebben precies de soorten planten die we zouden verwachten tijdens de ijstijd in New Mexico.
We gebruikten ook een andere dateringstechniek genaamd optisch gestimuleerde luminescentie (OSL) als een onafhankelijke controle. OSL is gebaseerd op de accumulatie van energie in begraven kwartskorrels in de loop van de tijd. Deze energie is afkomstig van de achtergrondstraling die overal om ons heen is.
Hoe meer energie we vinden, hoe ouder we kunnen aannemen dat de kwartskorrels zijn. Deze energie komt vrij als het kwarts wordt blootgesteld aan licht, dus wat je dateert is de laatste keer dat de kwartskorrels zonlicht hebben gezien.
Om het begraven kwarts te bemonsteren, steek je metalen buisjes in het sediment en verwijder je ze voorzichtig om te voorkomen dat ze aan licht worden blootgesteld. Je neemt kwartskorrels uit het midden van de buis, stelt ze bloot aan licht in het laboratorium en meet het licht dat de korrels uitzenden. Dit onthult hun leeftijd. De data van OSL ondersteunden de data die we met andere technieken verkregen.
De nederige stuifmeelkorrel en een wonderbaarlijke medische technologie hielpen ons de data te bevestigen waarop de voetafdrukken werden gemaakt en wanneer mensen Amerika bereikten.
Matthew Robert Bennett ontvangt financiering van de Britse Arts and Humanities Research Council.
Sally Christine Reynolds ontvangt financiering van Arts and Humanities Research Council (AHRC).
