Ученые Института археологии и этнографии СО РАН и лаборатории геоархеологии и палеоэкологии человека Гуманитарного института НГУ совместно с австралийскими коллегами исследовали каменные орудия из Денисовой пещеры с помощью метода Рамановской спектроскопии. Статью «Рамановская спектроскопия липидных микроостатков на среднепалеолитических каменных орудиях из Денисовой пещеры (Сибирь)» опубликовал престижный журнал Archaeological Science.
Денисова пещера — природный и археологический памятник, расположенный в северных предгорьях Алтая на территории Южной Сибири. Комплексное исследование памятника начато в 1982 году и проводится до настоящего времени. При раскопках пещеры выявлено более 20 культурных слоев различных эпох. Обнаружено более 80 000 артефактов: орудия труда, предметы вооружения, украшения, кости животных и пыльца растений. К настоящему времени в отложениях центрального зала обнаружены костные остатки не менее 117 видов плейстоценовых животных. Пещера в разные периоды была заселена денисовцами и неандертальцами.
Целью ученых было провести функциональную атрибуцию каменных орудий из Денисовой пещеры и выяснить, для обработки каких растений и животных они использовались. Для этого впервые для российского палеолитоведения был применен метод Рамановской спектроскопии.
Как показали исследования, проводившиеся ранее, органические остатки, найденные в Денисовой пещере, имеют очень хорошую сохранность, несмотря на древний возраст. В частности, последовательность ДНК, выделенная учеными из неандертальских накостных останков, имела сохранность около 70 процентов. Для палеоантропологических материалов этот случай является уникальным. На основе этих открытий и благодаря уникальному сочетанию температуры, влажности, относительно прохладному климату Денисовой пещеры, исследователи предположили вероятность обнаружения других органических веществ, в частности жирных кислот, на каменных орудиях, которые человек использовал для обработки различных органических материалов: при выделке шкур, разрезании мяса и костей, скоблении.
Для этого были отобраны 18 каменных артефактов из различных слоев: от самых древних до конца среднего палеолита, то есть примерно до периода 60—70 тысяч лет назад. Для чистоты эксперимента отбирался не только сам каменный артефакт, но и осадок, который располагался возле находки и немного поодаль, с целью проверки, не попали ли эти органические вещества из отложений в результате естественных процессов.
Далее эти образцы обрабатывались в лабораторных условиях методом Рамановской спектроскопии для поиска следов органических веществ. На 8 из 18 изученных артефактах были обнаружены микроостатки липидов. Растительные ткани на образцах зафиксированы в очень незначительных количествах, так же как и отдельные растительные волокна и зерна крахмала.
— Наличие единичных и смазанных микрочастиц насыщенных и ненасыщенных кислот при отсутствии костных и растительных микроостатков свидетельствует о том, что артефакты из Денисовой пещеры, вероятнее всего, использовались для обработки шкур животных. Данное предположение согласуется с результатами трасологического анализа, проводившегося на втором этапе исследований. Рамановская микроскопия, а также методы традиционных трасологических исследований и анализа микрочастиц, дополняя друг друга, позволяют собрать уникальные данные о функциональном назначении орудия. Кроме того, с помощью Рамановской микроскопии можно получить более подробную информацию о материалах обработки, что особенно полезно, если выводы, сделанные на основании результатов традиционной микроскопии, не являются однозначными, — рассказал научный сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН Максим Козликин.
Для того, чтобы проанализировать причины возникновения микроостатков на артефактах из Денисовой пещеры, были изучены современные остатки на экспериментальных каменных орудиях. В распоряжении ученых имелись две группы экспериментальных орудий с микроостатками, изготовленных и использовавшихся в разное время. Группа 1 объединяла орудия, использовавшиеся 30 лет назад, а группа 2 – орудия, использовавшиеся 9 месяцев назад. С помощью орудий обрабатывались материалы животного и растительного происхождения.
Эксперименты, в частности, подтвердили, что для обработки органических материалов использовались не только формальное орудие, то есть скребла, остроконечники, резцы, но и первичные заготовки, сколы, которым не требовалось придавать определенную форму.
Денисова пещера, как уникальный объект, где представлены материалы многих эпох древнейшей истории, по мнению археологов, принесет научному миру еще не одно открытие.
— Сейчас к исследованию Денисовой пещеры привлекается огромное количество специалистов из самых разных областей. От традиционно археологического подхода к изучению палеолитической стоянки сейчас произошел переход к междисциплинарному исследованию. Изучаются не только археологические находки, каменные артефакты, но и абсолютно весь сопровождающий их контекст: и рыхлые отложения, и геология, геохимия, и датирование, и различные химические анализы, анализы древней ДНК, другими словами, десятки разных методов, многие из которых на палеолитических памятниках раньше не использовались, а сейчас используются и приносят совершенно новые знания, — отметил Максим Козликин.
Более углубленное исследование отдельных спектров, а также изучение микроостатков на этих и других артефактах с помощью газовой хроматографии массовой спектрометрии позволят получить дополнительную информацию о природе этих остатков. Результаты проведенного исследования дают представление о потенциальных возможностях метода Рамановской микроскопии в случае его применения на раннем этапе анализа артефактов до начала проведения трасологических исследований, а также помогают в толковании использования ресурсов и способов жизнеобеспечения людей архаичного и современного видов.
