Gli antenati dell'uomo non solo sapevano usare il fuoco, hanno anche sviluppato tecnologie sofisticate per la fabbricazione di strumenti. I ricercatori del Weizmann Institute of Science hanno recentemente utilizzato tecnologie all'avanguardia per dare un nuovo sguardo a una collezione di strumenti in pietra. I loro risultati suggeriscono che i primi umani che li hanno realizzati potrebbero aver avuto una buona comprensione degli effetti del riscaldamento della pietra prima di sfaldarla in lame, e potrebbero anche aver usato temperature diverse per creare diversi tipi di strumenti. I risultati di questa ricerca sono apparsi oggi in Natura Comportamento Umano .

Grotta di Qesem, un sito nel centro di Israele, è stato scavato dal Prof. Avi Gopher e dai colleghi dell'Università di Tel-Aviv. I ritrovamenti nella grotta sono datati tra il 420, 000 e 200, 000 anni fa, o il Paleolitico Inferiore, ed è assegnato all'unico Complesso Culturale Acheulo-Yabrudian. Gli antichi ominidi (un gruppo che include noi e i membri estinti del nostro albero genealogico), che viveva nella grotta di Qesem, lasciato dietro di loro decine di migliaia di strumenti di pietra. Questi strumenti sono fatti principalmente di selce, un materiale facilmente reperibile su tutto il territorio nazionale, e sono stati prodotti in un processo chiamato knapping, cioè, usando un'altra roccia o uno strumento per scheggiare i pezzi, affilare un bordo tagliente. Da qualche parte tra 300, 000-400, 000 anni fa, la preda principale che questi ominidi cacciavano era cambiata:da elefanti, ai daini, che richiedono un interruttore nel kit di attrezzi utilizzato, verso manufatti più fini. La domanda posta dal gruppo di ricerca Weizmann era se gli antichi abitanti della zona potessero aver usato il fuoco per temperare la selce prima di romperla. Gruppi molto più tardi, meno di 100, 000 anni fa, avevano lasciato prove di aver sparato la loro selce, che rende la pietra più facile da modellare. Però, nei siti di questa età, generalmente non c'è quasi nessuna materia organica residua che possa attualmente fornire ai ricercatori prove conclusive dell'uso del fuoco.

La prima sfida nel cercare di capire se la selce ha subito qualche cambiamento strutturale, come può produrre il fuoco, spiega il Dott. Filipe Natalio dell'Unità di Archeologia Scientifica dell'Istituto, è che la struttura della selce grezza può variare da sito a sito e da pezzo a pezzo, a seconda delle condizioni geologiche in cui si è formato. E le tracce del riscaldamento passato nella roccia solida sarebbero per lo più microscopiche o più piccole, praticamente invisibili. Per affrontare questo ostacolo, lui e il borsista post-dottorato Dr. Aviad Agam, specializzato in archeologia preistorica, si rivolse al dottor Iddo Pinkas, che è un esperto in una tecnica nota come spettroscopia Raman nel dipartimento di supporto alla ricerca chimica dell'Istituto.

Il gruppo ha prima raccolto selce dalle aree vicino alla grotta di Qesem e in altri luoghi del paese. Dopo aver riscaldato i pezzi di selce a temperature diverse e averli nuovamente raffreddati, i ricercatori li hanno esaminati con gli strumenti nel laboratorio di spettroscopia di Pinkas, che ha rivelato la composizione di queste rocce fino alla loro struttura chimica e molecolare.

Ma l'esperimento ha prodotto grandi quantità di dati, troppo grandi per essere analizzati con metodi regolari. Quindi il gruppo si rivolse al Dr. Ido Azuri, che fa parte dell'Unità di Bioinformatica dell'Istituto, nel Dipartimento delle strutture di base delle scienze della vita. Azuri è un esperto di machine learning e intelligenza artificiale, così, nonostante la partenza dalla sua normale ricerca biologica, trovare modelli in grandi quantità di dati era proprio il suo vicolo. Infatti, è stato felice di scoprire che non solo i dati della spettroscopia potevano essere analizzati attraverso metodi di apprendimento automatico in modo da risolvere i cambiamenti causati dalla cottura delle rocce, questo metodo poteva trovare l'intervallo di temperatura in cui ciascuno era stato riscaldato.

Prossimo, il gruppo ha applicato la spettroscopia e l'analisi dell'intelligenza artificiale a campioni scelti a caso dalle migliaia di pezzi di antica selce scheggiata scavati dalla grotta di Qesem dall'archeologo Prof. Avi Gopher dell'Università di Tel Aviv. Azuri ha quindi preso questi nuovi dati e ha valutato le temperature a cui i primi umani riscaldavano le antiche selci scheggiate secondo il modello che aveva originariamente creato.

"All'inizio, "dice Natalio, "i dati sembravano essere dappertutto, e non sapevamo se potevamo dire qualcosa su questi strumenti. Ma poi Azuri ha creato il suo modello, e le cose sono andate a posto".

Una versione distillata dei risultati ha confrontato tre diversi tipi di manufatti in selce, e ha rivelato tre intervalli di temperatura unici uno per ogni tipo. Il primo tipo, che gli scienziati chiamano coperchi di pentole, erano piccoli, cocci intaccati e scheggiati, e l'analisi ha mostrato che erano stati esposti a un fuoco abbastanza caldo da far volare via spontaneamente pezzi di selce. Questo ha detto al team che la loro analisi era sulla strada giusta, come era stato suggerito un calore molto alto, fino a 600 gradi Celsius, in altri studi, per creare le scheggiature e le scheggiature. Il secondo tipo di pezzi sono conosciuti come fiocchi; e il terzo sono le lame, più grandi, strumenti simili a coltelli con un lungo bordo affilato e una sfacciatura, bordo più spesso dove possono essere tenuti. fiocchi, utensili da taglio essenzialmente più piccoli delle lame, erano state trattate a un intervallo di temperature relativamente ampio mentre le lame erano state riscaldate a temperature più basse (circa 200-300 gradi - impostazioni del forno da basse a medie) e l'intervallo di temperatura a cui erano state sottoposte era molto più piccolo. In altre parole, sembrava che gli abitanti della grotta avessero intenzionalmente usato diversi trattamenti termici per creare strumenti diversi.

"Non possiamo sapere come hanno insegnato agli altri l'abilità di costruire utensili, quale esperienza li ha portati a scaldare la selce grezza a diverse temperature, o come sono riusciti a controllare il processo, ma il fatto che le lame più lunghe siano costantemente riscaldate in modo diverso rispetto agli altri pezzi indica un intento, "dice Natalio.

"E quello, "aggiunge Pinkas, "è tecnologia, tanto sicuramente quanto i nostri telefoni cellulari e computer sono tecnologia. Ha permesso ai nostri antenati di sopravvivere e prosperare".