Группа палеоклиматологов под руководством Кэтрин Фриман (Katherine Freeman) из университета штата Пенсильвания пришла к такому выводу, изучив химический состав листьев растений и водорослей, скапливавшихся на дне давно высохшего озера — в «колыбели человечества» ущелье Олдувай.
Как объясняют исследователи, листья и другие части растений являются своеобразным экологическим «зеркалом». Доля изотопов некоторых веществ, в том числе углерода, кислорода и водорода, зависит от текущих условий окружающей среды. Благодаря этому многовековые отложения органики на дне озер являются своеобразной климатической «летописью», по которой можно восстановить историю изменения условий в окрестностях водоема.
Фриман и ее коллегам повезло — пересохшая котловина озера, возникшего в ущелье Олдувай примерно 2 миллиона лет назад, содержала в себе достаточно толстый слой окаменевшего ила. Судя по его толщине, данный пласт формировался в течение 200 миллионов лет, что позволило ученым изучить климатические условия в Восточной Африке во время предполагаемой эпохи ее «колонизации» нашими предками.
Ученые извлекли несколько колонн ила и проанализировали доли дейтерия — «тяжелого» изотопа водорода — внутри молекул жира, сохранившихся в листьях растений и стеблях водорослей. По их словам, доля дейтерия в водах пресноводных озер строго зависит от количества среднегодовых осадков. Эта же пропорция соблюдается для листьев растений, что позволяет использовать долю дейтерия в них в качестве индикатора количества осадков.
Авторы статьи воспользовались этой закономерностью и вычислили количество осадков, попадавших в озеро за 200 тысяч лет его существования. Затем они использовали эти данные, вместе с другими сведениями о климате плейстоцена, для моделирования условий, в которых жили наши первые предки.
Оказалось, что Олдувайская долина переживала крайне неспокойные времена в ту эпоху. Ученые насчитали пять резких климатических переходов, в ходе которых леса сменялись саваннами или саванны — лесами. По их расчетам, подобные смены климатических зон происходили очень быстро, в течение 1—2 тысячи лет, что является мгновением по геологическим меркам.
Как полагают исследователи, именно эта серия климатических изменений послужила «толчком» к ускорению эволюции человека и его расселению по территории Африки.
«Постоянные переходы от одного вида пищи к другому стали причиной того, что протолюди выработали механизмы, помогавшие им справляться с этой проблемой. Ими могли быть большой мозг, прямохождение или усложнение социального устройства. Мы показали, что экологические неурядицы совпали с моментом, когда появились наши первые предки из рода Homo, научившиеся использовать первые орудия труда», — заявил один из авторов исследования Клэйтон Мэгилл (Clayton Magill) из университета штата Пенсильвания в городе Филадельфии (США).
Причиной подобных изменений, как считают Фриман и ее коллеги, послужили периодические «микросдвиги» орбиты Земли и связанные с ними изменения в работе течений в Индийском океане. Как утверждают исследователи, комбинация из этих факторов обладала достаточной силой для более чем двукратного изменения в количестве осадков на территории Олдувая.