I fossili della “Culla dell’umanità” potrebbero essere più vecchi di un milione di anni rispetto a quanto si pensava in precedenza


Quattro diversi crani di australopiteco rinvenuti nelle grotte di Sterkfontein, in Sudafrica. Il riempimento della grotta di Sterkfontein contenente questo e altri fossili di australopiteco è stato datato a 3,4-3,6 milioni di anni fa, molto più antico di quanto si pensasse in precedenza. La nuova datazione ribalta l’idea a lungo sostenuta che l’Australopithecus sudafricano sia una propaggine più giovane dell’Australopithecus afarensis dell’Africa orientale.

La Terra non svela facilmente i suoi segreti, nemmeno nella “Culla dell’umanità” in Sudafrica, dove sono stati ritrovati numerosi fossili relativi all’evoluzione umana.

Per decenni gli scienziati hanno studiato questi fossili dei primi antenati dell’uomo e dei loro parenti perduti da tempo. Ora, un metodo di datazione sviluppato da un geologo della Purdue University ha appena spinto indietro di oltre un milione di anni l’età di alcuni di questi fossili trovati nel sito delle grotte di Sterkfontein. Ciò li renderebbe più antichi di Dinkinesh, detta anche Lucy, il fossile di australopiteco più famoso al mondo.

La “Culla dell’umanità” è un sito del patrimonio mondiale dell’UNESCO in Sudafrica che comprende una varietà di depositi di grotte contenenti fossili, tra cui le Grotte di Sterkfontein. Sterkfontein è stata resa famosa dalla scoperta del primo australopiteco adulto, un antico ominino, nel 1936. Gli ominini comprendono gli esseri umani e i nostri parenti ancestrali, ma non le altre grandi scimmie. Da allora, sono stati ritrovati centinaia di fossili di australopiteco, tra cui la nota signora Ples e lo scheletro quasi completo noto come Little Foot.

Paleoantropologi e altri scienziati hanno studiato Sterkfontein e altri siti rupestri nella Culla dell’Umanità per decenni per far luce sull’evoluzione umana e ambientale negli ultimi 4 milioni di anni.

Darryl Granger, professore di Scienze della Terra, dell’Atmosfera e del Pianeta presso il College of Science della Purdue University, è uno di questi scienziati, che lavora nell’ambito di un team internazionale. Granger è specializzato nella datazione dei depositi geologici, compresi quelli delle grotte.

Come dottorando, ha ideato un metodo per datare i sedimenti delle grotte sepolte che oggi viene utilizzato dai ricercatori di tutto il mondo. Il suo precedente lavoro a Sterkfontein ha datato lo scheletro di Little Foot a circa 3,7 milioni di anni, ma gli scienziati stanno ancora discutendo sull’età di altri fossili presenti nel sito.

In uno studio pubblicato nei Proceedings of the National Academy of Sciences, Granger e un team di scienziati, tra cui ricercatori dell’Università del Witwatersrand di Johannesburg, in Sudafrica, e dell’Università di Tolosa Jean Jaurès in Francia, hanno scoperto che non solo Little Foot, ma tutti i sedimenti della grotta contenenti l’australopiteco risalgono a un’età compresa tra i 3,4 e i 3,7 milioni di anni, anziché a 2-2,5 milioni di anni come precedentemente ipotizzato dagli scienziati. Questa età colloca questi fossili verso l’inizio dell’era dell’australopiteco, piuttosto che verso la fine. Dinkinesh, che proviene dall’Etiopia, ha 3,2 milioni di anni e la sua specie, Australopithecus africanus, risale a circa 3,9 milioni di anni fa.

Darryl Granger della Purdue University ha sviluppato la tecnologia che ha aggiornato l’età di un australopiteco trovato nella grotta di Sterkfontein. I nuovi dati riportano la sua età indietro di oltre un milione di anni, a 3,67 milioni di anni.

Sterkfontein è un sistema di grotte profondo e complesso che conserva una lunga storia di occupazione ominina dell’area. Comprendere la datazione dei fossili qui può essere difficile, poiché rocce e ossa sono cadute sul fondo di un profondo buco nel terreno e ci sono pochi modi per datare i sedimenti delle grotte.

In Africa orientale, dove sono stati trovati molti fossili di ominini, i vulcani della Great Rift Valley hanno depositato strati di cenere che possono essere datati. I ricercatori usano questi strati per stimare l’età di un fossile. In Sudafrica, soprattutto in una grotta, gli scienziati non hanno questo lusso. In genere usano altri fossili animali trovati intorno alle ossa per stimarne l’età o la pietra calcarea depositata nella grotta. Ma le ossa possono spostarsi nella grotta e la pietra fluida giovane può essere depositata in sedimenti vecchi, rendendo questi metodi potenzialmente errati. Un metodo più accurato consiste nel datare le rocce in cui sono stati trovati i fossili. La matrice simile al cemento che incorpora il fossile, chiamata breccia, è il materiale che Granger e il suo team analizzano.

A Sterkfontein ci sono più fossili di Australopithecus che in qualsiasi altra parte del mondo“, ha detto Granger. “Ma è difficile ottenere una buona datazione. Gli scienziati hanno esaminato i fossili di animali trovati vicino a loro e hanno confrontato l’età delle caratteristiche delle grotte, come le pietre di flusso, ottenendo una serie di date diverse. I nostri dati risolvono queste controversie. Dimostrano che questi fossili sono antichi, molto più antichi di quanto si pensasse inizialmente“.

Granger e il team hanno utilizzato la spettrometria di massa con acceleratore per misurare i nuclidi radioattivi nelle rocce, oltre alla mappatura geologica e a una conoscenza approfondita di come si accumulano i sedimenti delle grotte per determinare l’età dei sedimenti di Australopithecus a Sterkfontein,

Granger e il gruppo di ricerca del Purdue Rare Isotope Measurement Laboratory (PRIME Lab) studiano i cosiddetti nuclidi cosmogenici e ciò che possono rivelare sulla storia di fossili, elementi geologici e rocce. I nuclidi cosmogenici sono isotopi estremamente rari prodotti dai raggi cosmici, particelle ad alta energia che bombardano costantemente la Terra. Questi raggi cosmici in arrivo hanno un’energia sufficiente per provocare reazioni nucleari all’interno delle rocce alla superficie del suolo, creando nuovi isotopi radioattivi all’interno dei cristalli minerali. Un esempio è l’alluminio-26: un alluminio a cui manca un neutrone e che decade lentamente per trasformarsi in magnesio in un periodo di milioni di anni. Poiché l’alluminio-26 si forma quando una roccia è esposta in superficie, ma non dopo che è stata profondamente sepolta in una grotta, i ricercatori del laboratorio PRIME possono datare i sedimenti delle grotte (e i fossili al loro interno) misurando i livelli di alluminio-26 in tandem con un altro nuclide cosmogenico, il berillio-10.

Oltre alle nuove datazioni di Sterkfontein basate sui nuclidi cosmogenici, il team di ricerca ha realizzato mappe accurate dei depositi delle grotte e ha mostrato come fossili di animali di età diverse siano stati mescolati tra loro durante gli scavi degli anni ’30 e ’40, causando decenni di confusione con le età precedenti.

Spero che questo convinca i ricercatori che questo metodo di datazione fornisce risultati affidabili“, ha detto Granger. “Utilizzando questo metodo, possiamo collocare con maggiore precisione gli esseri umani antichi e i loro parenti nei periodi di tempo corretti, in Africa e altrove nel mondo“.

L’età dei fossili è importante perché influenza la comprensione del paesaggio vivente dell’epoca da parte degli scienziati. Come e dove si sono evoluti gli esseri umani, come si sono inseriti nell’ecosistema e chi sono e chi erano i loro parenti più prossimi sono domande pressanti e complesse. Collocare i fossili di Sterkfontein nel loro giusto contesto è un passo avanti verso la soluzione dell’intero puzzle.

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