С помощью серии экспериментов ученые установили основные характеристики источников света, которые люди эпохи верхнего палеолита могли использовать в пещерах. Построив модель освещения одной из пещер с памятниками наскального искусства, исследователи показали, что палеолитический человек, по-видимому, использовал все доступные ему источники света - костры, факелы и лампы на основе животного жира. Зная их достоинства и недостатки, он выбрал лучший способ освещения в зависимости от обстоятельств.
Исследование описано в статье журнала PLoS One.
Глубокие части пещер, в которых нет естественного освещения, были непригодны для постоянного проживания человека и никогда не служили жилищами. Однако археологические находки показывают, что палеолитические люди издревле использовали такие пещеры в ритуальных целях. На самых ранних этапах возникновения духовной культуры первобытные захоронения, по-видимому, устраивались в пещерах, например, таких, как в Сима-де-лос-Уэсос (Испания), где было найдено множество останков людей вида Homo heidelbergensis, датируемых примерно 430 тысячами лет назад. Тем не менее, первое достоверное свидетельство преднамеренного посещения человеком находится в пещере Бруникель на юге Франции. В его недрах около 176.5 тысяч лет назад неандертальцы построили из обломков сталагмитов кольцеобразные сооружения ритуального характера. В пещере были обнаружены следы костра, топливом для которого послужили кости животных.
Систематическое использование глубоких пещер в культовых целях связано с деятельностью сапиенсов в верхнем палеолите. И самые яркие памятники нахождения людей в глубине пещерного пространства, куда не попадают естественные солнечные лучи, не могли появиться без достаточно эффективного освещения. Это многочисленные образцы наскального искусства и живописи. С эпохи верхнего палеолита археологам известны следы, оставленные тремя типами осветительных приборов: кострами, факелами и жиросжигателями (лампами, в которых горит фитиль, пропитанный животным жиром).
Анализ остатков костров в пещерах верхнего палеолита показывает, что люди использовали в качестве топлива и дерево, и кость. Следы от факелов фиксируются в виде копоти на стенах и потолке, а также разбросанных осколков древесного угля. В ряде случаев археологами были обнаружены (1, 2) остатки самих факелов, сделанные из веток сосны или можжевельника. Встречаются и находки жирных ламп - камней с углублениями или обломков ракушек, на которых есть следы копоти и жира и обугленные остатки фитилей. Эти источники характеризуются разной интенсивностью света, и каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Этими особенностями мог пользоваться человек верхнего палеолита при посещении пещер.
Испанские исследователи во главе с Марией Анхелес Медина-Алькайд из Университета Кордовы провели серию экспериментов со всеми тремя типами источников света. Для экспериментов они выбрали карстовую пещеру Исунза I в Баскских горах на севере Испании. Все светильники созданы путем реконструкции по археологическим находкам. Ученые измерили продолжительность горения, силу света, температуру пламени, дальность действия источника и величину освещения, а также приняли во внимание степень задымления, возникающую при использовании того или иного метода.
Исследователи сделали пять факелов из обвитых плющом веток можжевельника и бересты, смешанных с сосновой смолой и оленьим костным мозгом. Время их горения составляло от 21 до 61 минуты, и все они довольно много курили и давали неравномерное пламя. Однако, чтобы добиться более интенсивного горения, достаточно было взмахнуть факелом. Самым эффективным оказался факел длиной 55 сантиметров и толщиной 11 сантиметров из тщательно просушенных веток без добавления смолы. Он горел дольше других со средним радиусом освещения 2.47 метра. Максимальная температура горения этого факела достигала 633 градусов, а сила света составляла 10.48 канделы. Средняя освещенность на расстоянии 40 сантиметров составила 21.94 лк.
В экспериментах также изучались свойства двух ламп на животном жире, для наполнения которых ученые использовали 23 грамма бычьего костного мозга. Фитилями для них служили засохшие и колотые ветки можжевельника. Смазки горели при температуре около 176 градусов и давали слабый (в среднем 0.59 канделы) свет в радиусе 1.57 метра. На расстоянии 40 см от пламени средняя освещенность составила 3.71 люкс. Несмотря на свою слабость, у этих ламп есть важные преимущества: они долго горят (более часа) и практически не дымят.
Опытный костер размером 23 сантиметра, сложенный из веток дуба и можжевельника с добавлением бересты, горел при температуре около 587 градусов и давал неравномерное пламя со средним радиусом освещения 3.3 метра и максимальным радиусом до 4.5 метров. Однако на расстоянии более двух метров значения освещенности оказались близкими к нулю. Средняя сила света от огня составляла около трех кандел, а освещенность на 40 сантиметров составляла 19.2 люкс. Из-за отсутствия вентиляции дым в той части пещеры, где возник пожар, был очень сильным, и через 30 минут исследователи остановили эксперимент. Это показывает, насколько важно было выбрать хорошо вентилируемое место для костра в пещере.
Основываясь на этих результатах, Медина Алькаид и ее коллеги смоделировали варианты освещения для пещеры Ахурра в том же районе. Он содержит изображения животных - бизонов, лошадей, оленей - принадлежащих к позднепалеолитической культуре мадлен, которая была широко распространена в Западной и Центральной Азии. Европе 17000-12000 лет назад. Под гравированными наскальными рисунками на массивном каменном выступе высотой 2.5 метра видны следы трех очагов, частицы древесного угля были найдены в разных местах Ахурры, а каменный светильник из этой пещеры послужил образцом для опытных пожарных.
Моделирование показало, что на изображениях на стене практически невозможно увидеть, находится ли какой-либо источник света под выступом скалы, даже с учетом отражения света от стен подземной галереи. Расположение костров на выступе не случайно: горящие там костры не только позволяли увидеть рисунки, но и делали доступной для обозрения всю поверхность украшенной стены. Разбросанные осколки угля, по-видимому, остались после перемещения с факелами. Чтобы добраться до этого участка пещеры, нужно около 40 минут, и исследователи полагают, что двух можжевеловых факелов было достаточно, чтобы проехать туда и обратно. Однако вполне вероятно, что, заходя в пещеру, люди брали запасной жир и факелы. Почему в Ачурре использовали толстые лампы, до сих пор неясно. Возможно, они использовались для создания изображений или дополнения освещения, создаваемого кострами.
Результаты эксперимента также позволяют представить, как выглядели наскальные рисунки для посетителей пещеры. При любом из изученных источников света активируется так называемое мезопическое, или сумеречное, зрение. Это меньше связано с цветовой чувствительностью, чем днем, и больше связано с восприятием контраста между освещенными и неосвещенными областями. При этом более отчетливо воспринимаются лучи длинноволновой части спектра - желтой, оранжевой и красной, испускаемые пламенем костра, факела или лампы. В Ачурре гравюры черные, но в других пещерах для рисования часто использовались охристые пигменты, которые в этих условиях освещения казались более насыщенными. По мнению ученых, особенности сумеречного зрения, связанные с избирательностью цветового восприятия и повышенной чувствительностью к игре света и тени, сыграли большую роль в ритуалах внутри пространства пещер.
Анализ испанских ученых показывает, что люди в эпоху верхнего палеолита могли целенаправленно применять источники света с разными характеристиками, знали о свойствах доступных горючих материалов и использовали морфологию пещер для достижения оптимальных результатов. Они умели делать довольно сложные осветительные приборы, позволяющие проникать далеко в глубины пещер и оставаться там надолго. Авторы статьи планируют в будущем исследовать больше материала и распространить моделирование на пещеры с различными профилями и расположением рисунков.
Ранее археологи рассказали о самых старых наскальных изображениях животного, найденных в пещере на индонезийском острове Сулавеси, объяснили, почему изменение климата влечет за собой разрушение этого ценнейшего памятника, а также сообщили об обнаружении первых свидетельств палеолитической охоты на человека. небольшой пещерный медведь.
