Por Kelly April Tyrrell / Universidad de Wisconsin-Madison
El año pasado, los científicos anunciaron que una mandíbula humana y herramientas prehistóricas encontradas en 2002 en la Cueva de Misliya, en el extremo occidental de Israel, tenían entre 177,000 y 194,000 años.
El hallazgo sugiere que los humanos modernos, que se originaron en África, comenzaron a emigrar del continente al menos 40,000 años antes de lo que los científicos pensaban anteriormente.
Pero la historia de cómo y cuándo los humanos modernos se originaron y se extendieron por todo el mundo todavía está en forma de borrador. Esto se debe a que la ciencia no ha determinado cuántas veces los humanos modernos abandonaron África, o cuántas rutas pudieron haber tomado.
El maxilar (mandíbula superior) de 177,000 a 194,000 años de edad del homínido Misliya-1 (Israel Hershkovitz, Universidad de Tel Aviv)
Un nuevo estudio publicado esta semana [nov. 25, 2019] en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias por geocientíficos y climatólogos estadounidenses e israelíes proporciona evidencia de que los vientos estacionales de verano de Asia y África pueden haber llegado al Medio Oriente durante períodos de tiempo que se remontan al menos 125,000 años, proporcionando corredores adecuados para la migración humana.
El momento probable de estas expansiones de vientos hacia el norte corresponde a cambios cíclicos en la órbita de la Tierra que habrían acercado el hemisferio norte al sol y conducido a una mayor precipitación en verano. Con el aumento de las precipitaciones de verano, puede haber un aumento de la vegetación, lo que apoya la migración de animales y humanos hacia la región.
"Podría ser un contexto importante para los expertos que estudian cómo, por qué y cuándo los primeros humanos modernos estaban emigrando de África", dice el autor principal Ian Orland, un geocientífico de la Universidad de Wisconsin-Madison.
"El Mediterráneo Oriental fue un cuello de botella crítico para esa ruta fuera de África y, si nuestra sugerencia es correcta, hace 125,000 años y potencialmente en otros períodos, puede haber habido lluvias más constantes durante todo el año que podrían mejorar la capacidad de humanos para migrar".
Mientras los humanos han mantenido registros, los inviernos han sido húmedos y los veranos calurosos y secos en el Levante, una región que incluye a Israel, Siria, Líbano, Jordania y Palestina. Antes de los tiempos modernos, esos veranos calurosos y secos habrían presentado una barrera significativa para las personas que intentaban moverse por el paisaje.
Sin embargo, a los científicos les ha resultado difícil determinar qué tipos de patrones de precipitación podrían haber existido en el Levante prehistórico. Algunos estudios que examinan una variedad de evidencia, incluidos registros de polen, lechos de lagos antiguos y sedimentos del Mar Muerto, junto con algunos estudios de modelación climática, indican que los veranos en la región pueden, en ocasiones, haber sido húmedos.
Para tratar de comprender mejor esta estacionalidad, Orland y sus colegas observaron formaciones de cuevas llamadas espeleotemas en la cueva Soreq de Israel. Los espeleotemas, como las estalactitas y las estalagmitas, se forman cuando el agua gotea en una cueva y deposita un mineral duro llamado calcita. El agua contiene huellas dactilares químicas llamadas isótopos que mantienen un registro, como un archivo, del tiempo y las condiciones ambientales en las que han crecido los espeleotemas.
"Podría ser un contexto importante para los expertos que estudian cómo, por qué y cuándo los primeros humanos modernos emigraron de África". Ian Orland
Ian Orland en la cueva Soreq, Israel, donde algunas formaciones de cuevas de calcita tienen 185,000 años. Cortesía de Ian Orland.
Entre estos isótopos hay diferentes formas de moléculas de oxígeno: una forma ligera llamada O16 y una forma pesada llamada O18. Hoy en día, el agua que contribuye al crecimiento de los espeleotemas durante gran parte del año tiene tanto oxígeno pesado como ligero, y el oxígeno ligero es entregado predominantemente por las tormentas de lluvia durante la estación húmeda de invierno.
Orland y sus colegas plantearon la hipótesis de que podrían ser capaces de discernir de los espeleotemas si dos temporadas de lluvias habían contribuido a su crecimiento en el pasado porque podrían mostrar una firma similar de oxígeno ligero tanto en el crecimiento de invierno como en el de verano.
Pero para hacer esta comparación, los científicos tuvieron que hacer mediciones de isótopos a través de bandas de crecimiento individuales, que son más estrechas que un cabello humano. Utilizando un instrumento sensible UW – Madison en el Departamento de Geociencia la llamada "microprobeta iónica", el equipo midió las cantidades relativas de oxígeno ligero y pesado en incrementos estacionales a través de las bandas de crecimiento de dos espeleotemas de 125,000 años de la cueva Soreq.
Esta fue la primera vez que los cambios estacionales se midieron directamente en un espeleotema tan antiguo.
Las pruebas se realizaron en bandas de dos espeleotemas de 125,000 años de la cueva Soreq. (CC BY-SA 4.0)
Al mismo tiempo que Orland estaba en busca de respuestas geológicas, su colega de UW – Madison en el Instituto Nelson para el Centro de Estudios Ambientales para la Investigación Climática, Feng He, estaba usando independientemente modelos climáticos para examinar cómo la vegetación en el planeta ha cambiado con las fluctuaciones estacionales. en los últimos 800,000 años. Colegas desde la escuela de posgrado, él y Orland se unieron para combinar sus respectivos enfoques después de aprender que sus estudios eran complementarios.
Un estudio previo realizado en 2014 por el climatólogo y profesor emérito de la UW-Madison, John Kutzbach, mostró que el Medio Oriente puede haber sido más cálido y húmedo de lo normal durante dos períodos de tiempo que corresponden aproximadamente a 125,000 años atrás y hace 105,000 años. Mientras tanto, en un punto intermedio, hace 115,000 años, las condiciones eran más similares a las actuales.
Los períodos de tiempo más húmedos correspondieron a la insolación pico de verano en el hemisferio norte, cuando la Tierra pasa más cerca del sol debido a cambios sutiles en su órbita. El período de tiempo más seco correspondió a una de sus órbitas más lejanas del sol. Las estaciones del monzón tienden a ser más fuertes durante la insolación máxima.
Esto le brindó la oportunidad de estudiar las precipitaciones de insolación altas y bajas durante las temporadas de verano en el Medio Oriente y estudiar sus firmas isotópicas.
El modelo climático "alimentó la hipótesis del monzón de verano" porque sugirió que "bajo estas condiciones, los monzones podrían haber llegado a Oriente Medio y tendrían una baja firma O18", dice He, coautor del estudio. "Es un período muy intrigante en términos de clima y evolución humana".
Su modelo mostró que la expansión hacia el norte de los monzones de verano de África y Asia fue posible durante este período de tiempo, habría traído precipitaciones significativas al levante en los meses de verano, habría duplicado casi la precipitación anual en la región y habría dejado un isótopo de oxígeno firma similar a las lluvias de invierno.
Colegas desde la escuela de posgrado, él y Orland se unieron para combinar sus respectivos enfoques después de aprender que sus estudios eran complementarios.
Al mismo tiempo, el análisis del isotipo de espeleotema de Orland también sugirió que los veranos eran más lluviosos durante la insolación máxima de hace 125,000 y 105,000 años.
Por razones similares, el Medio Oriente también pudo haber sido cálido y húmedo hace unos 176,000 años, dicen los investigadores, sobre cuándo la mandíbula llegó a la Cueva de Misliya. Y antes de la quijada, los fósiles humanos modernos más antiguos que se encontraron fuera de África estaban en la cueva Skhūl de Israel, que data de hace entre 80,000 y 120,000 años.
Izquierda: Cueva Es Skhul, Monte Carmelo, Israel (CC BY SA 3.0 ). Derecha: Un cráneo encontrado en la cueva, que representa a un humano arcaico y anatómicamente moderno (CC BY SA 3.0 ).
En general, el estudio sugiere que durante un período de tiempo en que los humanos y sus antepasados exploraron más allá del continente africano, las condiciones pueden haberles sido favorables para atravesar el Levante.
"La migración humana fuera de África se produjo en pulsos, lo que definitivamente es consistente con nuestra idea de que cada vez que la Tierra está más cerca del sol, los vientos estacionales de verano eran más fuerte y esa es la ventana climática que se abrió y brindó oportunidades para la migración humana fuera de África".
Imagen superior: El estudio muestra que la migración humana podría haber seguido a los monzones al Levante. Fuente: mdesigner125/ Adobe Stock
El artículo, "La migración humana fuera de África puede haber seguido a los monzones en el Medio Oriente" por Kelly April Tyrrell fue publicado por primera vez como un comunicado de prensa en la Universidad de Wisconsin-Madison News.
Fuente: University of Wisconsin-Madison. KUTZBACH IS A CO-AUTHOR OF THE STUDY ALONG WITH UW–MADISON’S GUANGSHAN CHEN AND MIRYAM BAR-MATTHEWS AND AVNER AYALON FROM THE GEOLOGICAL SURVEY OF ISRAEL. THE STUDY WAS SUPPORTED BY COMPUTING RESOURCES FUNDED BY THE NATIONAL SCIENCE FOUNDATION (NSF) AND THE U.S. DEPARTMENT OF ENERGY. THE ION MICROPROBE, IN THE WISCONSIN SECONDARY ION MASS SPECTROMETRY LABORATORY, IS SUPPORTED BY NSF GRANTS EAR-1355590 AND EAR-1658823 AND UW–MADISON. THE STUDY WAS ALSO FUNDED BY NSF GRANTS 1603065, 1231155, 1702407, AND BY THE SMITHSONIAN’S HUMAN ORIGINS PROJECT.