За допомогою серії експериментів вчені встановили основні характеристики джерел світла, які люди епохи верхнього палеоліту могли використовувати в печерах. Побудувавши модель освітлення однієї з печер з пам'ятниками наскального мистецтва, дослідники показали, що палеолітична людина, мабуть, використовувала всі доступні йому джерела світла - багаття, факели і лампи на тваринному жирі. Знаючи їх переваги та недоліки, він залежно від обставин вибирав найкращий спосіб освітлення.
Дослідження описано в статті в журналі PLoS One.
Глибокі частини печер, в яких відсутнє природне освітлення, були непридатні для постійного проживання людей і ніколи не служили житлом. Однак археологічні знахідки показують, що люди палеоліту з давніх часів використовували такі печери в ритуальних цілях. На самих ранніх етапах зародження духовної культури первісні поховання, мабуть, влаштовувалися в печерах, наприклад, таких як Сіма-де-лос-Уесос (Іспанія), де було знайдено багато останків людей виду Homo heidelbergensis, датованих приблизно 430 тисячами років тому. Однак перші достовірні докази навмисного відвідування людиною походять із печери Брунікель на півдні Франції. У його надрах близько 176.5 тис. років тому неандертальці будували з уламків сталагмітів кільцеподібні споруди ритуального характеру. У печері знайшли сліди вогню, паливом для якого служили кістки тварин.
Систематичне використання глибоких печер для культових цілей пов'язане з діяльністю Sapiens у верхньому палеоліті. І найяскравіші пам'ятники перебування людей в глибинах печерного простору, куди не потрапляє природне сонячне світло, не могли б з'явитися без достатньо ефективного освітлення. Це численні зразки наскального мистецтва та живопису. З епохи верхнього палеоліту археологам відомі сліди, залишені трьома видами освітлювальних приладів: вогнищами, смолоскипами і жировими пальниками (лампи, в яких горів гніт, змочений тваринним жиром).
Аналіз залишків вогнищ у печерах верхнього палеоліту показує, що люди використовували як паливо як дерево, так і кістку. Сліди факелів зафіксовані у вигляді кіптяви на стінах і стелі, а також розкиданих уламків деревного вугілля. У ряді випадків археологи знаходили (1, 2) залишки самих смолоскипів, виготовлених із гілок сосни чи ялівцю. Трапляються також знахідки жирних ламп – каменів із заглибленнями або уламками раковин, на яких є сліди кіптяви та жиру та обвуглені залишки ґнотів. Ці джерела характеризуються різною інтенсивністю світла, і кожен з них має свої переваги і недоліки. Людина верхнього палеоліту могла використовувати ці особливості під час відвідування печер.
Іспанські дослідники під керівництвом Марії Анхелес Медіна-Алькаіде з Університету Кордови провели серію експериментів з усіма трьома типами джерел світла. Для експериментів вони вибрали карстову печеру Isunza I в Баскських горах на півночі Іспанії. Усі освітлювальні прилади були створені шляхом реконструкції на основі археологічних знахідок. Вчені вимірювали тривалість горіння, інтенсивність світла, температуру полум'я, дальність джерела і кількість освітлення, а також враховували ступінь задимлення, яке виникає при тому чи іншому методі.
Дослідники виготовили п’ять факелів із гілок ялівцю та березової кори, змішаних із сосновою смолою та кістковим мозком оленя. Час їх горіння коливався від 21 до 61 хвилини, і всі вони досить сильно диміли і давали нерівномірне полум'я. Однак, щоб досягти більш інтенсивного горіння, достатньо було помахати факелом. Найефективнішим виявився факел довжиною 55 сантиметрів і товщиною 11 сантиметрів з ретельно висушених гілок без додавання смоли. Він горів довше за інших із середнім радіусом освітлення 2.47 метра. Максимальна температура горіння цього факела досягала 633 градусів, а сила світла становила 10.48 кандели. Середня освітленість на відстані 40 сантиметрів склала 21.94 лк.
В експериментах також вивчалися властивості двох ламп на тваринному жирі, для наповнення яких вчені використовували 23 грами кісткового мозку великої рогатої худоби. Гнотами для них служили висушені і розколоті гілки ялівцю. Мастила горіли при температурі близько 176 градусів і давали слабке (в середньому 0.59 кандели) світло в радіусі 1.57 метра. На відстані 40 сантиметрів від полум'я середня освітленість становила 3.71 люкс. Незважаючи на свою слабкість, ці лампи мають важливі переваги: горять довго (більше години) і практично не димлять.
Експериментальний багаття розміром 23 сантиметри, побудоване з гілок дуба і ялівцю з додаванням берести, горіло при температурі близько 587 градусів і давало нерівномірне полум'я із середнім радіусом освітлення 3.3 метра і максимальним до 4.5 метра. Однак на відстані більше двох метрів показники освітленості виявилися близькими до нуля. Середня інтенсивність світла, створювана вогнем, становила близько трьох кандел, а освітленість 40 сантиметрів становила 19.2 люкса. Через відсутність вентиляції в тій частині печери, де розпалювали багаття, було дуже сильне задимлення, і через 30 хвилин дослідники припинили експеримент. Це показує, наскільки важливо було вибрати добре провітрюване місце для розведення багаття.
Ґрунтуючись на цих результатах, Медіна Алкаіде та її колеги змоделювали варіанти освітлення для печери Ачурра в тому ж районі. Він містить зображення тварин – бізонів, коней, оленів – належать до пізнього палеоліту мадленської культури, яка була поширена в Західній і Центральній Європа 17000-12000 років тому. Під вигравіруваними наскальними малюнками на масивному кам'яному виступі висотою 2.5 метри видно сліди трьох камінів, у різних місцях Ачурри були знайдені частинки деревного вугілля, а кам'яна лампа з цієї печери послужила зразком для експериментальних кочегарів.
Моделювання показало, що зображення на стіні було майже неможливо побачити, якщо будь-яке джерело світла було під скелястим виступом – навіть беручи до уваги відбиття світла від стін підземної галереї. Розташування багать на виступі було невипадковим: багаття, що там горіли, не тільки дозволяли побачити малюнки, але й робили доступною для огляду всю поверхню декорованої стіни. Розкидані уламки вугілля, мабуть, залишилися після переміщення факелами. Щоб дістатися до цієї частини печери, потрібно приблизно 40 хвилин, і дослідники вважають, що двох ялівцевих факелів було достатньо, щоб забезпечити шлях туди і назад. Однак, ймовірно, що, заходячи в печеру, люди взяли з собою запасний жир і факели. Чому жирні лампи використовувалися в Ачуррі, досі неясно. Можливо, вони використовувалися для створення зображень або доповнення до освітлення, створюваного багаттями.
Результати експерименту також дозволяють уявити, як виглядали наскальні малюнки відвідувачам печери. При будь-якому з досліджуваних джерел світла активується так зване мезопічне, або сутінкове, зір. Це менше пов’язано з чутливістю до кольору, ніж денний час, і більше з сприйняттям контрасту між освітленими та неосвітленими ділянками. При цьому чіткіше сприймаються промені довгохвильових ділянок спектру – жовтого, оранжевого і червоного, які випромінює полум’я багаття, факела чи лампи. В Ачуррі гравюри чорні, але в інших печерах для малювання часто використовували охристі пігменти, які в таких умовах освітлення виглядали більш насиченими. На думку вчених, особливості сутінкового зору, пов'язані з вибірковістю колірного сприйняття і підвищеною чутливістю до гри світла і тіні, відігравали велику роль в ритуалах всередині простору печер.
Аналіз іспанських вчених показує, що люди в епоху верхнього палеоліту могли цілеспрямовано застосовувати джерела світла з різними характеристиками, знали про властивості доступних горючих матеріалів і використовували морфологію печер для досягнення оптимальних результатів. Вони вміли виготовляти досить складні освітлювальні прилади, які дозволяли проникати далеко в глибину печер і залишатися там надовго. Автори статті планують у майбутньому провести дослідження на більшій кількості матеріалу та поширити моделювання на печери з різними профілями та розташуванням малюнків.
Раніше археологи розповіли про найдавніші наскальні зображення тварини, знайдені в печері на індонезійському острові Сулавесі, пояснили, чому зміна клімату тягне за собою руйнування цієї найціннішої пам'ятки, а також повідомили про виявлення перших свідчень полювання людини епохи палеоліту. маленький печерний ведмідь.
