L'anno scorso, gli scienziati hanno annunciato che una mandibola umana e strumenti preistorici trovati nel 2002 nella grotta di Misliya, al confine occidentale d'Israele, erano tra 177, 000 e 194, 000 anni.

La scoperta ha suggerito che gli esseri umani moderni, che ha avuto origine in Africa, ha iniziato a migrare fuori dal continente almeno 40, 000 anni prima di quanto gli scienziati pensavano in precedenza.

Ma la storia di come e quando l'uomo moderno ha avuto origine e si è diffuso in tutto il mondo è ancora in forma di bozza. Questo perché la scienza non ha stabilito quante volte gli umani moderni hanno lasciato l'Africa, o semplicemente quanti percorsi potrebbero aver preso.

Un nuovo studio pubblicato questa settimana [nov. 25, 2019] in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze da geoscienziati e climatologi americani e israeliani fornisce prove che i monsoni estivi dall'Asia e dall'Africa potrebbero aver raggiunto il Medio Oriente per periodi di tempo che risalgono almeno a 125, 000 anni, fornendo opportuni corridoi per la migrazione umana.

La probabile tempistica di queste espansioni monsoniche verso nord corrisponde a cambiamenti ciclici nell'orbita terrestre che avrebbero avvicinato l'emisfero settentrionale al sole e portato a un aumento delle precipitazioni estive. Con l'aumento delle precipitazioni estive potrebbe esserci stata una maggiore vegetazione, sostenere la migrazione di animali e umani nella regione.

"Potrebbe essere un contesto importante per gli esperti che studiano come, perché, e quando i primi uomini moderni stavano migrando dall'Africa, "dice l'autore principale Ian Orlando, un geoscienziato dell'Università del Wisconsin-Madison ora presso il Wisconsin Geological and Natural History Survey, nella Divisione di Estensione. "Il Mediterraneo orientale è stato un collo di bottiglia critico per quella rotta fuori dall'Africa e se il nostro suggerimento è giusto, a 125, 000 anni fa e potenzialmente in altri periodi, potrebbero esserci state precipitazioni più consistenti su base annuale che potrebbero migliorare la capacità degli esseri umani di migrare".

Da quando gli umani hanno tenuto registri, gli inverni sono stati umidi e le estati calde e secche nel Levante, una regione che comprende Israele, Siria, Libano, Giordania e Palestina. Prima dei tempi moderni, quelli caldi, le estati secche avrebbero rappresentato una barriera significativa per le persone che cercavano di spostarsi nel paesaggio.

Scienziati, anche se, hanno trovato difficile determinare quali tipi di modelli di precipitazioni potrebbero essere esistiti nel Levante preistorico. Alcuni studi che esaminano una varietà di prove, compresi i record di polline, antichi fondali lacustri, e sedimenti del Mar Morto, insieme ad alcuni studi sui modelli climatici, indicare che le estati nella regione potrebbero avere, all'occasione, stato bagnato.

Per cercare di capire meglio questa stagionalità, Orland e colleghi hanno esaminato le formazioni di grotte chiamate speleotemi nella grotta di Soreq in Israele. Speleotemi, come stalattiti e stalagmiti, forma quando l'acqua gocciola in una grotta e deposita un minerale duro chiamato calcite. L'acqua contiene impronte chimiche chiamate isotopi che tengono un registro, come un archivio, dei tempi e delle condizioni ambientali in cui gli speleotemi sono cresciuti.

Tra questi isotopi ci sono diverse forme di molecole di ossigeno, una forma leggera chiamata O ¹⁶ e una forma pesante chiamata O ¹⁸ . Oggi, l'acqua che contribuisce alla crescita degli speleotemi per gran parte dell'anno contiene ossigeno sia pesante che leggero, con l'ossigeno leggero fornito prevalentemente dai temporali durante la stagione delle piogge invernali.

Orland e i suoi colleghi hanno ipotizzato che potrebbero essere in grado di discernere dagli speleotemi se due stagioni delle piogge abbiano contribuito alla loro crescita a volte in passato perché potrebbero mostrare una firma simile di ossigeno leggero sia in inverno che in estate.

Ma per fare questo confronto, gli scienziati hanno dovuto effettuare misurazioni isotopiche su singole bande di crescita, che sono più stretti di un capello umano. Utilizzando uno strumento sensibile nel Dipartimento di Geoscienze dell'UW-Madison chiamato microsonda ionica, il team ha misurato le quantità relative di ossigeno leggero e pesante a incrementi stagionali attraverso le bande di crescita di due 125, Speleotemi di 000 anni dalla grotta di Soreq.

Questa era la prima volta che i cambiamenti stagionali venivano misurati direttamente in uno speleotema così antico.

Nello stesso momento in cui Orlando era alla ricerca di risposte geologiche, il suo collega UW-Madison nel Nelson Institute for Environmental Studies Center for Climatic Research, Feng He, stava usando in modo indipendente modelli climatici per esaminare come la vegetazione del pianeta è cambiata con le fluttuazioni stagionali negli ultimi 800, 000 anni. Colleghi dalla scuola di specializzazione, Lui e Orland hanno collaborato per combinare i rispettivi approcci dopo aver appreso che i loro studi erano complementari.

Uno studio precedente del 2014 del climatologo UW-Madison e professore emerito John Kutzbach ha mostrato che il Medio Oriente potrebbe essere stato più caldo e più umido del solito durante due periodi di tempo corrispondenti all'incirca a 125, 000 anni fa e 105, 000 anni fa. Nel frattempo, in un punto in mezzo, 115, 000 anni fa, condizioni c'erano più simili a oggi.

I periodi di tempo più piovosi corrispondevano al picco dell'insolazione estiva nell'emisfero settentrionale, quando la Terra passa più vicino al sole a causa di sottili cambiamenti nella sua orbita. Il periodo di tempo più secco corrispondeva a una delle sue orbite più lontane dal sole. Le stagioni dei monsoni tendono ad essere più forti durante il picco di insolazione.

Ciò ha fornito a He l'opportunità di studiare le precipitazioni di alta e bassa insolazione durante le stagioni estive in Medio Oriente e di studiarne le firme isotopiche.

Il modello climatico "ha alimentato l'ipotesi del monsone estivo" perché ha suggerito che "in queste condizioni, i monsoni avrebbero potuto raggiungere il Medio Oriente e avrebbero avuto un basso O ¹⁸ firma, " Lui, un coautore dello studio, dice. "È un periodo molto intrigante in termini di clima ed evoluzione umana".

Il suo modello ha mostrato che l'espansione verso nord dei monsoni estivi africani e asiatici era possibile durante questo periodo di tempo, avrebbe portato precipitazioni significative a Levante nei mesi estivi, avrebbe quasi raddoppiato le precipitazioni annuali nella regione, e avrebbe lasciato una traccia di isotopi di ossigeno simile alle piogge invernali.

Allo stesso tempo, L'analisi dell'isotipo dello speleotema di Orland ha anche suggerito che le estati erano più piovose durante il picco di insolazione a 125, 000 e 105, 000 anni fa.

Per ragioni simili, il Medio Oriente potrebbe anche essere stato caldo e umido intorno al 176, 000 anni fa, dicono i ricercatori, di quando la mandibola è arrivata alla grotta di Misliya. E prima della mascella, i precedenti fossili umani moderni più antichi trovati al di fuori dell'Africa erano nella grotta di Skhūl in Israele, risalenti agli anni 80, 000 e 120, 000 anni fa.

Globale, lo studio suggerisce che durante un periodo di tempo in cui gli umani e i loro antenati stavano esplorando oltre il continente africano, condizioni potrebbero essere state favorevoli per loro di attraversare il Levante.

"La migrazione umana dall'Africa è avvenuta a impulsi, il che è decisamente coerente con la nostra idea che ogni volta che la Terra è più vicina al sole, il monsone estivo è più forte e questa è la finestra climatica che ha aperto e fornito opportunità per la migrazione umana fuori dall'Africa, "dice Lui.