Междисциплинарная исследовательская группа из Института геофизики и метеорологии Кельнского университета и кафедры доисторической археологии разработала новую модель — «Модель нашего пути». Группа смоделировала перемещения и плотность населения во времени и пространстве в ориньякский период (примерно 43 000–32 000 лет назад), чтобы лучше понять, как первые анатомически современные люди заселили Европу. Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
Модель раскрывает четыре фазы процесса. Первая фаза характеризовалась медленным расширением человеческих поселений от Леванта до Балкан, за которым последовала вторая фаза быстрого расширения в Западную Европу. Последующая третья фаза характеризовалась сокращением численности населения, а четвертая фаза принесла региональное увеличение плотности населения и дальнейшее продвижение в ранее необитаемые районы Великобритании и Пиренейского полуострова.
Междисциплинарное сотрудничество между климатологами и археологами позволило команде количественно изучить, как изменение климата повлияло на расселение людей. Ранние анатомически современные люди выживали как охотники-собиратели в течение чрезвычайно длительных периодов.
Когда они начали распространяться по Европе, глобальные климатические условия отличались от современных. Преобладающий более прохладный и сухой климат позднего последнего ледникового периода неоднократно прерывался более теплыми межледниковыми периодами, причем некоторые изменения происходили резко, а другие — постепенно.
Причины человеческого расселения в Европе, вероятно, были разнообразны, включая исследовательский дух человека, эволюцию социальной структуры и прогресс в технологиях. Однако недавно разработанная модель позволила исследовательской группе наглядно продемонстрировать, как изменение климата повлияло на человеческое расселение.
Предыдущие числовые модели долгосрочных расселений человеческих популяций в континентальных масштабах обычно опирались на так называемые уравнения диффузии-реакции, т. е. на комбинацию медленного, непрерывного расселения во всех направлениях, вызванного постоянным воспроизводством и ростом населения. Агентные модели, фокусирующиеся на индивидуальных или групповых мотивах людей к миграции, в свою очередь, более популярны в меньших масштабах.
Недавние новые модели используют данные палеоклиматических моделей в своих расчетах, но фокусируются на чистой первичной продукции, показателе количества хранимого CO2 в растениях и животных, как на показателе доступности продовольствия и мобильности людей. Недостатком этого подхода является то, что он не учитывает доступность и наличие этих источников продовольствия, поскольку только часть из них была пригодна для использования людьми.
Исследовательская группа предполагает, что раннее проживание в Европе включало в себя очень сложные процессы продвижения, отступления, отказа и переселения, обусловленные климатическими изменениями, а также способностью людей адаптироваться. «Модель нашего пути» моделирует расселение людей в два основных этапа: во-первых, объединение климатических и археологических данных для моделирования потенциала человеческого существования (HEP), а во-вторых, моделирование динамики человеческой популяции, ограниченной HEP.
HEP определяет вероятность существования человека в климатических и экологических условиях для данной культуры. Эта важная величина оценивается с использованием модели HEP, которая учитывает палеоклиматические данные для известных археологических памятников.
Подход машинного обучения создает климатические ограничения для ориньякской культуры, оценивая, в каких климатических условиях предпочитали жить люди этой культуры. Затем обученная модель применяется для оценки пространственных и временных закономерностей HEP с использованием данных, смоделированных с помощью так называемой Глобальной климатической модели, а также данных об изотопах кислорода из ледяных кернов Гренландии.
Результаты показали, что за первой фазой относительно медленной экспансии на запад от Леванта до Балкан (примерно 45 000–43 000 лет назад) последовала вторая фаза быстрой экспансии в Западную Европу (примерно 43 250–41 000 лет назад). Несмотря на краткие перерывы, популяция Homo sapiens затем быстро достигла предполагаемой численности в 60 000 человек по всей Европе, распространившись по всем известным археологическим памятникам в этот период.
Последующая третья фаза характеризовалась сокращением численности населения, как по численности и плотности, так и по занимаемой населением территории (41 000–39 000 лет назад). Это развитие стало результатом длительного периода суровых холодов, который длился почти 3000 лет, известного как период GS9/HE4. Однако, согласно модели, люди выжили в климатической тени крупных рельефов (например, Альп), которые они только что заняли в предыдущей фазе.
В четвертой фазе , когда условия HEP снова улучшились, популяция быстро восстановилась и продолжила расти, начиная примерно с 38 000 лет назад. Региональное увеличение плотности населения и дальнейшее продвижение в ранее незаселенные районы Великобритании и Пиренейского полуострова, которые показала модель, в целом соответствуют археологическим свидетельствам.
Карты HEP показывают, что в конце этого процесса часть человеческой популяции оказалась лучше приспособленной к холодным климатическим условиям, чем другие, что позволило им расширить границы ранее освоенных территорий.
«Региональные исследования вряд ли могут охватить все факторы, действующие при попытке реконструировать расселение людей, включая то, как они взаимодействуют в разных масштабах и вносят вклад в общие долгосрочные тенденции. Это важное преимущество нового подхода к моделированию», — сказала Изабель Шмидт из Департамента доисторической археологии.
В ходе дальнейших исследований команда проверит основные предположения, сделанные в модели, сосредоточившись на роли культурной эволюции в процессе человеческого расселения. Проект Human and Earth System Coupled Research (HESCOR) в Кельнском университете будет интегрировать в модель дальнейшие аспекты взаимодействия системы Человек-Земля.
