Prostřednictvím řady experimentů vědci stanovili hlavní charakteristiky světelných zdrojů, které mohli lidé z éry horního paleolitu používat v jeskyních. Po sestavení modelu osvětlení pro jednu z jeskyní s monumenty skalního umění výzkumníci ukázali, že paleolitický člověk zjevně používal všechny zdroje světla, které měl k dispozici – ohně, pochodně a lampy na bázi živočišného tuku. S vědomím jejich výhod a nevýhod zvolil nejlepší způsob osvětlení v závislosti na okolnostech.
Studie je popsána v článku v časopise PLoS One.
Hluboké části jeskyní, ve kterých není přirozené světlo, byly nevhodné pro trvalé lidské bydlení a nikdy nesloužily jako obydlí. Archeologické nálezy však ukazují, že paleolitičtí lidé od starověku využívali takové jeskyně k rituálním účelům. V raných fázích vzniku duchovní kultury byly primitivní pohřby zřejmě uspořádány v jeskyních, například v Sima de los Huesos (Španělsko), kde bylo nalezeno mnoho pozůstatků lidí druhu Homo heidelbergensis, pocházejících zhruba z doby před 430 tisíci lety. První spolehlivý důkaz o úmyslné lidské návštěvě však pochází z jeskyně Brunickel v jižní Francii. V jeho hlubinách asi před 176.5 tisíci lety vybudovali neandrtálci z úlomků stalagmitů prstencové stavby rituálního charakteru. V jeskyni byly nalezeny stopy ohně, kterému jako palivo posloužily kosti zvířat.
Systematické využívání hlubokých jeskyní pro kultovní účely je spojeno s činností Sapiens ve svrchním paleolitu. A nejjasnější památky přítomnosti lidí v hlubinách jeskynního prostoru, kam přirozené sluneční světlo nedopadá, by se nemohly objevit bez dostatečně účinného osvětlení. Toto jsou četné příklady skalního umění a malby. Z doby horního paleolitu znají archeologové stopy, které zanechaly tři druhy osvětlovacích zařízení: ohně, pochodně a kahany (lampy, ve kterých hořel knot namočený ve zvířecím tuku).
Analýza pozůstatků požárů v jeskyních ve svrchním paleolitu ukazuje, že lidé používali jako palivo jak dřevo, tak kosti. Stopy pochodní jsou zaznamenány ve formě sazí na stěnách a stropech, stejně jako rozptýlené úlomky dřevěného uhlí. V řadě případů archeologové nalezli (1, 2) zbytky samotných pochodní, vyrobené z větví borovice nebo jalovce. Nalezeny jsou i tukové lampy – kameny s prohlubněmi nebo úlomky lastur, na kterých jsou stopy sazí a tuku a zuhelnatělé zbytky knotů. Tyto zdroje se vyznačují různou intenzitou světla a každý z nich má své výhody a nevýhody. Tyto vlastnosti mohl člověk z horního paleolitu využít při návštěvě jeskyní.
Španělští vědci pod vedením Marie Ángeles Medina-Alcaide z University of Cordoba provedli sérii experimentů se všemi třemi typy světelných zdrojů. Pro experimenty si vybrali krasovou jeskyni Isunza I v Baskických horách na severu Španělska. Všechna svítidla vznikla rekonstrukcí na základě archeologických nálezů. Vědci měřili dobu hoření, intenzitu světla, teplotu plamene, dosah zdroje a množství osvětlení a také brali v úvahu stupeň kouře, který se u té či oné metody vyskytuje.
Vědci vyrobili pět pochodní z břečťanem svázaných větviček jalovce a březové kůry, smíchaných s borovou pryskyřicí a jelení kostní dření. Jejich doba hoření se pohybovala od 21 do 61 minut a všechny docela hodně kouřily a vydávaly nerovnoměrný plamen. K intenzivnějšímu spalování však stačilo zamávat pochodní. Nejúčinnější byla pochodeň o délce 55 centimetrů a tloušťce 11 centimetrů z pečlivě vysušených větví bez přídavku pryskyřice. Hořel déle než ostatní s průměrným poloměrem osvětlení 2.47 metru. Maximální teplota spalování této svítilny dosáhla 633 stupňů a svítivost byla 10.48 kandel. Průměrné osvětlení na vzdálenost 40 centimetrů bylo 21.94 luxů.
V pokusech se zkoumaly i vlastnosti dvou lamp na živočišný tuk, k jejichž plnění vědci použili 23 gramů hovězí kostní dřeně. Jako knoty jim sloužily sušené a naštípané větve jalovce. Maziva hořela při teplotě asi 176 stupňů a vydávala slabé (v průměru 0.59 kandely) světlo v okruhu 1.57 metru. Ve vzdálenosti 40 centimetrů od plamene bylo průměrné osvětlení 3.71 luxu. Navzdory své slabosti mají tyto lampy důležité výhody: hoří po dlouhou dobu (více než hodinu) a prakticky neprodukují kouř.
Experimentální oheň o rozměru 23 centimetrů, postavený z dubových a jalovcových větví s přídavkem březové kůry, hořel při teplotě asi 587 stupňů a dával nerovnoměrný plamen s průměrným poloměrem osvětlení 3.3 metru a maximálním až 4.5 metru. Ve vzdálenosti více než dva metry se však hodnoty osvětlení ukázaly být blízké nule. Průměrná intenzita světla produkovaná ohněm byla asi tři kandely a osvětlení 40 centimetrů bylo 19.2 luxu. Kvůli nedostatečnému větrání byl kouř v části jeskyně, kde došlo k požáru, velmi silný a po 30 minutách výzkumníci experiment zastavili. To ukazuje, jak důležité bylo vybrat dobře větrané místo v jeskyni pro táborák.
Na základě těchto výsledků Medina Alcaide a její kolegové simulovali možnosti osvětlení pro jeskyni Achurra ve stejné oblasti. Obsahuje obrázky zvířat – bizonů, koní, jelenů – patřících do pozdně paleolitické kultury Madeleine, která byla rozšířena v západní a střední Evropa Před 17000-12000 lety. Pod vyrytými jeskynními malbami na mohutné kamenné římse vysoké 2.5 metru jsou stopy po třech ohništích, na různých místech Achurry byly nalezeny částice dřevěného uhlí a kamenná lampa z této jeskyně posloužila jako model pro experimentální hasiče.
Simulace ukázaly, že obrazy na stěně byly téměř nemožné vidět, zda se pod skalní římsou nenachází nějaký zdroj světla – i když vezmeme v úvahu odraz světla od stěn podzemní štoly. Umístění ohňů na římse nebylo náhodné: ohně tam hořící umožňovaly nejen vidět kresby, ale zpřístupňovaly k prohlížení celý povrch zdobené stěny. Rozsypané úlomky uhlí tu zřejmě zůstaly po přesunu s pochodněmi. Dostat se do této části jeskyně trvá asi 40 minut a výzkumníci se domnívají, že dvě jalovcové pochodně stačily na cestu tam a zpět. Je však pravděpodobné, že při vstupu do jeskyně si lidé vzali náhradní tuk a pochodně. Proč byly v Achurře použity tukové lampy, je stále nejasné. Mohou být použity k vytvoření obrázků nebo k doplnění osvětlení vytvořeného ohněm.
Výsledky experimentu také umožňují představit si, jak skalní malby vypadaly pro návštěvníky jeskyně. Při kterémkoli ze studovaných světelných zdrojů se aktivuje tzv. mezopické, neboli šerosvitné vidění. Je méně spojen s barevnou citlivostí než ve dne a více s vnímáním kontrastu mezi osvětlenými a neosvětlenými oblastmi. Zároveň jsou zřetelněji vnímány paprsky dlouhovlnných částí spektra – žluté, oranžové a červené – vyzařované plamenem ohně, pochodně nebo lampy. V Achurře jsou rytiny černé, ale v jiných jeskyních se k malbě často používaly okrové pigmenty, které se za těchto světelných podmínek jevily sytější. Podle vědců hrály v rituálech v prostoru jeskyní velkou roli rysy vidění za šera spojené se selektivitou vnímání barev a zvýšenou citlivostí na hru světla a stínu.
Analýza španělských vědců ukazuje, že lidé v éře horního paleolitu mohli cíleně používat světelné zdroje s různými vlastnostmi, znali vlastnosti dostupných hořlavých materiálů a využívali morfologii jeskyní k dosažení optimálních výsledků. Věděli, jak vyrobit docela složitá osvětlovací zařízení, která umožňovala proniknout daleko do hlubin jeskyní a zůstat tam dlouhou dobu. Autoři článku plánují v budoucnu provést výzkum dalšího materiálu a rozšířit modelování na jeskyně s různými profily a uspořádáním kreseb.
Již dříve archeologové hovořili o nejstarších skalních rytinách zvířete nalezeného v jeskyni na indonéském ostrově Sulawesi, vysvětlili, proč změna klimatu znamená zničení této nejcennější památky, a také informovali o objevu prvního důkazu o lovu paleolitického člověka. malý jeskynní medvěd.
