Яким чином одяг і охра сприяли виживанню Homo sapiens?

Під час ослаблення магнітного поля 41 тис. років тому Homo sapiens могли вижити завдяки одягу, охрі-сонцезахисту та печерам. Це могло стати перевагою над неандертальцями, що зникали, згідно з новим дослідженням Мічиганського університету.

Ми живемо в епоху зростаючої сонячної активності, наближаючись до піку 11-річного циклу нашої зірки у 2025 році. Потоки заряджених частинок від Сонця бомбардують магнітосферу Землі, викликаючи полярні сяйва та створюючи ризики для супутників і наземних електромереж. Однак історія нашої планети знає періоди значно драматичніших змін космічної погоди. Нове дослідження вчених з Мічиганського університету (США) та їхніх колег припускає, що близько 41 000 років тому, під час тимчасового ослаблення та "мандрівки" магнітних полюсів Землі, давні Homo sapiens могли отримати перевагу для виживання завдяки простим, але ефективним технологіям: використанню охри як сонцезахисного засобу, носінню припасованого одягу та активнішому використанню печер. Саме в цей період їхні еволюційні родичі, неандертальці, почали зникати з теренів Європи.

Дослідження, опубліковане у виданні Science Advances, інтегрує дані з палеомагнетизму, моделювання космічної погоди та археологічних відкриттів, пропонуючи нову точку зору на важливий період в історії людства. Наукова команда з'ясувала, що під час геомагнітної екскурсії Лашамп, приблизно 41 тисячу років тому, магнітне поле планети зазнало значного ослаблення, а його полюси тимчасово змістилися зі своїх звичних місць. Північний магнітний полюс "переміщувався" над територією Європи. Хоча повна інверсія (зміна місцями північного та південного магнітних полюсів) не відбулася, тимчасове ослаблення "щита" Землі мало серйозні наслідки. Магнітосфера стала менш здатною захищати планету від космічних променів та заряджених частинок, що призвело до того, що полярні сяйва могли спостерігатися значно південніше, охоплюючи більшу частину Землі, а головне -- на поверхні планети почало проникати значно більше шкідливого ультрафіолетового (УФ) випромінювання з космосу.

У цей час, згідно з археологічними дослідженнями, Homo sapiens почали більш активно використовувати охру — природний мінеральний пігмент, який надає захист шкірі від сонця, а також створювати більш вдосконалений і підходящий одяг. Виглядає так, що неандертальці, які жили поруч із сучасними людьми в Європі протягом тисячоліть, не володіли такими розвиненими технологіями. Їхнє зникнення як окремого виду відбулося приблизно 40 000 років тому, що хронологічно співпадає з наслідками події Лашамп.

"У дослідженні ми поєднали моделювання всіх регіонів, де магнітне поле було б "відкритим", дозволяючи космічній радіації або будь-яким енергетичним частинкам від Сонця проникати аж до поверхні", -- пояснює Агніт Мухопадхяй, провідний автор дослідження та науковий співробітник Мічиганського університету, що спеціалізується на кліматі та космічній інженерії. "Ми виявили, що багато з цих регіонів досить точно збігаються з місцями ранньої людської активності 41 000 років тому, зокрема зі збільшенням використання печер та доісторичного "сонцезахисного крему" [охри]".

Земне магнітне поле формується завдяки обертанню планети та рухам розплавленого заліза в її ядрі. Ці електричні струми створюють невидимий захисний бар’єр — магнітосферу, що оберігає життя на поверхні від безперервного впливу космічної радіації та сонячного вітру. Без цієї природної оборони атмосфера, особливо озоновий шар, була б значно меншою, а рівень ультрафіолетового випромінювання — істотно вищим. Взаємодія заряджених частинок з магнітним полем також призводить до появи полярних сяйв, які зазвичай спостерігаються поблизу полюсів, де магнітне поле досягає своєї максимальної сили.

Однак магнітне поле не є статичним. Протягом геологічної історії Землі (близько 180 разів) його полюси мінялися місцями. Короткочасніші періоди нестабільності, коли полюси значно зміщуються, але повного перевороту не відбувається, називаються геомагнітними екскурсіями. Подія Лашамп -- найновіша з таких великих екскурсій.

Використовуючи потужний інструмент моделювання -- Space Weather Modeling Framework, розроблений у Мічиганському університеті, -- Мухопадхяй та його колеги, зокрема Санья Пановска з Гельмгольц-центру GFZ у Німеччині, створили детальну 3D-реконструкцію космічного середовища Землі під час екскурсії Лашамп. Модель об'єднала дані про стан геомагнітного поля того часу, взаємодію з космічною плазмою та прогнозований вигляд полярних сяйв. Результати показали, що під час піку події Лашамп напруженість магнітного поля Землі впала приблизно до 10% від сучасної сили. Магнітні полюси змістилися ближче до екватора, а силові лінії поля "розтягнулися". Це дозволило зарядженим частинкам проникати в атмосферу над набагато ширшими географічними областями, включаючи всю Європу та навіть північну Африку.

Коли вчені наклали тривимірну карту космічного середовища на археологічні знахідки, вони виявили цікаву кореляцію: час екскурсії Лашамп (близько 41 000 до 39 000 років тому) співпав з істотними змінами в поведінці та розвитку людських популяцій.

Homo sapiens, яких часто називають анатомічно сучасними людьми, прибули до Європи приблизно 56 000 років тому і співіснували там з неандертальцями. Однак до 40 000 років тому неандертальці зникають з археологічних записів. "Чим саме відрізнялися ці види, що могло призвести до зникнення неандертальців, -- це одне з головних питань антропології протягом десятиліть", -- каже Рейвен Гарві, доцент антропології Мічиганського університету та співавтор дослідження.

Одним із факторів міг бути одяг. Археологи знаходять свідчення виготовлення припасованого одягу (голки, шила для проколювання шкіри) на стоянках анатомічно сучасних людей того періоду, але подібні знахідки значно рідші або відсутні на стоянках неандертальців. За словами Гарві, припасований одяг мав подвійну перевагу: він був значно теплішим, що дозволяло людям відходити далі від вогнищ та жител у пошуках їжі, а також міг надавати неочікуваний додатковий захист від сонячного випромінювання.

"Існує багато згубних наслідків сонячної радіації, включаючи захворювання очей та руйнування фолієвої кислоти (що може призводити до вроджених вад розвитку та підвищеної дитячої смертності), -- пояснює Гарві. -- Тому наявність захисту від сонячної радіації надавала б значну перевагу тим, хто ним володів".

Homo sapiens, здається, почали інтенсивніше використовувати охру. Цей природний пігмент, що складається з оксиду заліза, глини та кремнезему, вже давно застосовувався предками людини для фарбування предметів, стін печер і тіла. "Деякі експерименти показують, що охра може виконувати роль сонцезахисного крему. Вона досить ефективно захищає, і є етнографічні групи, які використовували її саме з цією метою, -- зазначає Гарві. -- Зростання її виробництва та зв'язок переважно з анатомічно сучасними людьми під час Лашампової події підкреслюють, що люди могли використовувати охру для цієї цілі". Збільшене використання печер у цей час також могло бути відповіддю на погіршення умов життя на поверхні.

Вчені акцентують увагу на тому, що їхні результати не є завершеними і демонструють лише кореляцію, а не однозначний причинно-наслідковий зв'язок. "Необхідно підкреслити, що ці результати мають кореляційний характер, і наше дослідження можна розглядати як метааналіз," - зазначає Гарві. - "Проте, я вважаю, що це новий погляд на існуючі дані у контексті дослідження Лашамп".

Окрім аналізу історичних подій, створена 3D-модель здатна прогнозувати наслідки аналогічних геомагнітних явищ у майбутньому. "Якщо б така подія сталася сьогодні, це призвело б до повного відключення в кількох секторах, -- зазначає Мухопадхяй. -- Наші супутники зв'язку перестали б функціонувати. Багато наземних телекомунікаційних систем зазнали б значних збоїв навіть від незначних космічних подій, не кажучи вже про вплив на людей, який також мав би величезне значення для нашого щоденного життя".

У той же час, це дослідження акцентує на стійкості життя. Факт, що людство змогло вижити на Землі, коли її магнітне поле було значно слабкішим, є важливим для пошуків життя на інших небесних тілах. "Багато людей впевнені, що без потужного магнітного поля життя на планеті неможливе, -- підкреслює Мухопадхяй. -- Досліджуючи доісторичну Землю, особливо в контексті таких подій, ми отримуємо можливість вивчати фізику екзопланет з нових перспектив. Життя існувало тоді, хоча й відрізнялося від сучасного".

Це дослідження ілюструє результативну співпрацю між різними науковими дисциплінами, що відкриває нові перспективи для розуміння еволюції людства в умовах постійних змін на нашій планеті та в її космічному середовищі.