Mänskliga fossila fotspår

I södra New Mexico ligger Tularosa Basin, en avlång skål som är hem för en naturlig sandlåda: White Sands National Park.

2005 kom David Bustos till White Sands för att arbeta som National Park Service-biolog. Året därpå lade han märke till udda djurfotspår som bara skulle dyka upp när marken var blöt. (Det första av dessa fotspår rapporterades på 1930-talet.) Markeringarna, som skulle försvinna när jorden torkade upp, blev kända som spökspår.

Sedan 2009 stötte Bustos på spår som han trodde tillhörde forntida människor som gick bredvid mammutar. Men få forskare höll med, säger han och motbevisar med "Nej, nej, det är avtrycken av kameler som halkade i leran", med hänvisning till nu utdöda nordamerikanska kameler. Och spåren skulle försvinna i och med vädret. Kraftiga regn dränkte dem; perioder av torka torkade dem. Det skulle ta mer än ett decennium – och samarbetsväder – för forskare att komma överens om att spåren tillhörde människor.

Sedan, säger US Geological Survey (USGS) forskningsgeolog Kathleen Springer, "Vad alla frågade är, 'Hur gamla är dessa saker egentligen?'"

I september 2021 publicerade Bustos, Springer och en grupp andra forskare sina resultat i tidskriften Science: Teamet identifierade 61 mänskliga spår inom flera nivåer av jorden under jorden, och mellan lagren av dessa spår fanns frön från en gammal vattenväxt. Analyser av dessa frön – och fotspåren de var inbäddade i – utmanar nu forskarnas förståelse av när och hur människor anlände till Amerika.

Arkeologen Joe Watkins, som inte var inblandad i studien, tror att fynden har potentiellt enorma konsekvenser. "Jag tror, ​​utanför nästa stora migration att gå till månen eller Mars, migrationen till Amerika var den sista stora migrationen mänskligheten hade", säger han. Att höja tidslinjen för denna resa kan få konsekvenser för både vetenskapen och indianska kulturer, tror Watkins, som är medlem i Choctaw Nation of Oklahoma.

Besöker banorna

Vid första ljuset en kall januarimorgon 2020 gav sig Bustos ut med Springer och hennes USGS-kollega Jeff Pigati på terrängfordon för att besöka White Sands uråldriga spår. Teamet bar parkas för att hålla värmen i en rådande vind. Springer minns att resan på en och en halv timme genom sanddynerna var som en "Disney-tur". Det var det "roligaste i världen", säger hon. "Bara att vara där ute är overkligt."

Så småningom, efter att ha passerat genom en stor del av nationalparken som gränsar till platsen för det första atombombtestet, föll Springer, Pigati och Bustos på tusentals spår. De tillhörde flockar av fruktansvärda vargar, gigantiska sengångare, 13 fot höga mammutar och andra djur. Och, säger Springer, "det finns en person som spårar mitt i mitten av dem."

"När Dave visade oss de här sakerna och vi hade våra ögon tränade på dem var vi nästan rädda för att kliva av," säger Pigati. "Det ser ut som en målning på vissa ställen."

Bustos minns att förhållandena den dagen var perfekta för att identifiera spår. Trion såg mänskliga fotspår gå under sedimentet på sina ställen, vilket illustrerar att det fanns mer än ett ytskikt av dem. "Vi såg frölager poppa ut överallt", säger Bustos. För att avgöra hur gamla fotspåren var samlade Springer och Pigatis team in dessa gamla frön från olika lager av fotspår. De överväldigande bevisen på forntida växtliv upphetsade Bustos.

För cirka 36 000 till 19 000 år sedan fyllde sjöar Tularosa-bassängen. Den största av dessa var Oterosjön, som fluktuerade i storlek och aktivitet baserat på nederbörd. Växter som spiraldikesgräs ( Ruppia cirrhosa ), vars frön nu är inbäddade i jordlager, växte längs Oteros kanter. För cirka 23 000 år sedan blev sydvästra USA torrare och sjön krympte. Detta exponerade ett stort landområde som en gång låg under vattnet, vars leror och silt övertäcktes av gipssand och silt. Människor började gå runt dessa ytor, som "var typ av squishy i vissa områden", förklarar Springer. Och folket var inte ensamma: intrycken från mammutar, marksengångar och kameler sitter bredvid – och ibland precis ovanpå – mänskliga avtryck.

"Detta kan bara hända om de är i området samtidigt", sa Pigati i ett mejl. "Exakt hur de kan ha interagerat i närheten av vår [forskningsplats] är okänt, men det finns definitiva bevis för att människor trakasserade eller förföljde en gigantisk jordslöja på den västra sidan av bassängen."

I många andra fall verkar interaktioner mellan människor och djur fredliga. "Det som är intressant för mig," säger Bustos, "är att det inte bara är en mammut och en jägare. Det är familjer. Du ser en mammutbebis som vänder sig om och snurrar. Vi har juvenila och vuxna megafauna-avtryck med spädbarn och vuxna [människor]."

Efter att ha haft cirka 10 timmars dagsljus fick teamet arbeta med att "grava" de mänskliga fotavtrycken, säger Springer. Med markpenetrerande radar kunde de fastställa att fotspår fanns i lager av sediment. De grävde sedan ett dike för att se lagren i tvärsnitt. Om Springer och Pigatis tvärsnitt var en smörgås, skulle fotavtrycken vara fyllningen och det daterbara materialet runt fotavtrycken skulle vara brödet.

Dejtingspår endast på ytan skulle ge felaktiga resultat, förklarar Pigati. "Du kan titta åt alla håll och det finns spår överallt i varje horisont", säger han. Men om du bara beräknar åldern på dessa fotspår på jordens ytskikt, kommer du bara att upptäcka att de är yngre än marken de befinner sig på, säger han. Genom att titta på lager av sediment under ytan, försökte teamet dokumentera hur många lager som innehöll fotspår och hitta daterbart material över och under varje lager. Vart och ett av dessa lager skulle innehålla fotspår från en unik tidsperiod, menade teamet. "Fotspåren är präglade på toppen av ett visst lager av sediment - de passerar inte riktigt genom lagren", skrev Pigati i ett mejl.

När solen steg högre på himlen reflekterade den vita sanden ett nästan förblindande ljus, och dagen blev snabbt varm. Forskarna tappade sina parkaser och arbetade i t-shirts tills januarisolen susade och det var dags att åka tillbaka genom sanddynerna, med bitar av sedimentlager i handen.

Teamet extraherade senare 40 till 60 dikesgräsfrön från varje nivå av fotspår i varje prov. I ett USGS-labb i Golden, Colorado, rengjorde de varje uppsättning frön med en kemisk behandling och började förbränna dem.

Förbränningsprocessen, automatiserad av en maskin i labbet, utplånade inte fröna utan förvandlade dem till en gas. Från denna gas förvandlade en maskin de en gång fröna tillbaka till fasta ämnen: grafitpellets ungefär lika stora som en pennspets. Denna teknik för att göra "grafitmål" går tillbaka till 80-talet, säger Pigati. "Varje labb gör det på samma sätt i världen."

Teamet tog sedan dessa pellets, knackade ner dem i patroner och skickade dem till ett labb för att mäta mängden av en radioaktiv isotop av kol, kallad kol-14, som de innehöll. Sedan väntade de på resultat.

Vad spåren betyder

Månader senare kom de. Fröna avslöjade att fotspåren de var inbäddade i är mellan 21 000 och 23 000 år gamla - tusentals år äldre än vad forskare i allmänhet anser vara de tidigaste bevisen för människor i Amerika.

"För alltid trodde folk att Clovis var de första människorna som gick över [Beringssundet] för cirka 13 000 år sedan", säger Pigati, med hänvisning till den vanliga uppfattningen bland arkeologer. Som historien går, blockerade inlandsisar i det som nu är Kanada passagen mellan det som nu är Alaska och resten av Amerika. När dessa inlandsisar började dra sig tillbaka kom människor söderut genom en isfri korridor, förklarar Pigati. Hans teams resultat utmanar nu denna övertygelse. Koldatering av fröna inom White Sands fotspår tyder på att människor var i Amerika medan istäcken fortfarande täckte stora delar av norra Nordamerika. "Mycket tidigare" än tidigare trott, säger Pigati.

"När vi fick de sista datumen tillbaka var det väldigt..." Springer pausar över Zoom och väljer sina ord noggrant. "Pilarna skulle börja flyga. Vi visste att vi behövde en [bevisstödd] förklaring till varför dessa fynd var riktigt robusta."

Arkeologen Joe Watkins säger att om dateringen av fröna, och därför fotspår, är korrekt, "sätter det oss till 20 % äldre än datumen vi har från resten av Amerika." Därför kan åldrar för andra viktiga arkeologiska platser som Meadowcroft Rockshelter i Pennsylvania, där forskare har hittat 16 000 år gamla bevis på mänskligt liv, behöva omprövas. (2014 skrev Nikhil Swaminathan för Archeology Magazine att Meadowcroft Rockshelter är "den längst ockuperade platsen i Amerika.")

Watkins hörde talas om White Sands-spåren för första gången för flera år sedan när han arbetade i Washington DC som chef för programmet Tribal Relations and American Cultures i National Park Service. Men han såg dem inte förrän efter att han hade gått i pension och besökte White Sands under en NOVA-inspelning för filmen " Ice Age Footprints ". Att se mänskliga fotspår blandas med de från marksengångare var överväldigande och "otroligt upphetsande", säger han.

Men Watkins varnar för att, med inga andra aspekter av kulturen närvarande än fotspår, kan forskare som han bara spekulera i hur forntida människor använde landet. "Har de bara gått? Jagade de? Hade de ett läger i närheten?” han frågar. Arkeologin kanske inte har alla svar på dessa frågor: "Jag tror att det är viktigt för amerikanska indianer att vara involverade så att de kan erbjuda sina insikter så att vi bättre kan förstå vilka dessa människor var," säger Watkins och reflekterar över sina egna Choctaw-rötter.

Eftersom indiansk identitet är knuten till landet, tror Watkins, "urbefolkningen kommer att säga att vi alltid har varit här", säger han. "Jag brukar säga att [de första amerikanerna] inte var indianer. De var inte sibirier. De var vad de än kallade sig." Att kombinera denna filosofi med vetenskap är ett sätt att integrera trossystem, säger han.

Watkins reciterar sitt folks berättelse om två stelbenta björnar som möts i en svart lerjordsprärie och har en strid. Endast en överlever; den blir den sista av dess art. "Vissa Choctaw tolkar "styvbent björn" som en mammut, säger Watkins. Om människor en gång gick bredvid mammutar i New Mexicos Tularosa-bassäng för 20 000 år sedan, tillägger han, finns det en chans att dessa människor födde "ett antal stammänniskor över hela USA"

Racing mot tiden

Bustos, Springer, Pigati och andra forskare besökte spökspåren igen i januari och april 2022. De förlängde deras skyttegrav och identifierade fler fotspår från potentiellt före och efter den ursprungliga uppsättningen de grävde ut. För att stärka sina upptäckter, förklarar Bustos, kommer teamet inte att förlita sig enbart på att dejta frön. De kommer att dejta pollen också. "Det här arbetet är inte gjort," säger Pigati. "Vi har ett fönster från 21 000 till 23 000 [år]. Vi vet inte om folk var här innan dess.”

Men klockan tickar. Erosion i White Sands exponerar och förstör spåren, säger Springer. Även om Tularosa-bassängen har eroderats i nästan 12 000 år, förvärrar klimatförändringarna sannolikt erosion idag, förklarar hon. "Lagrena, de är ändliga," tillägger Bustos. "Vi tappar tusentals spår på grund av erosion. Det är en kapplöpning att dokumentera dem innan de är borta.”

Redan några spår avslöjar ledtrådar om det gamla dagliga livet i Tularosa-bassängen.

"Det är något med barnen", säger Bustos. "Du ser dessa småbarn springa och hoppa, och historien blir verkligen levande." Watkins håller med. "När vi tittar på spåren av barn som leker i kanske vattenpölar omgivna av sengångare på marken," säger han, "för det oss tillbaka till barndomsminnen av barn som leker i vattenpölar över hela världen."