Cuộc cách mạng công nghệ trong việc giải mã tàn tích thời tiền sử
Ngọn lửa cuối cùng mà người Neanderthal bùng lên trên Trái Đất đã tắt từ hàng chục nghìn năm trước. Dù vậy, lửa không biến mất hoàn toàn mà để lại những chứng cứ lịch sử vô giá. Bên cạnh than củi hay tro tàn, sự nhiệt hóa còn ghi lại những biến đổi từ tính siêu nhỏ phong ấn bên trong khoáng chất.
Mới đây, các nhà khoa học đã tạo nên bước ngoặt khi ứng dụng kính hiển vi kim cương lượng tử để đọc dấu ấn từ tính cổ xưa từ một bếp lửa thời Đồ đá cũ ở phía đông Tây Ban Nha.
Trước đây, giới khảo cổ chỉ tiếp cận tàn tích bằng công cụ truyền thống như kính hiển vi quang học. Dù thiết bị này soi thấy mảnh xương vụn hay mẩu thực vật, chúng bất lực trong việc giải thích quá trình nhiệt động học khi đốt cháy.
Ngược lại, máy đo từ tính thông thường chỉ ghi nhận tín hiệu tổng hợp, làm nhòe và trộn lẫn các hạt khoáng vật hình thành ở những thời điểm khác nhau.
Sự xuất hiện của kính hiển vi kim cương lượng tử (QDM) đã giải quyết triệt để nút thắt này. Thiết bị sở hữu cảm biến chứa các khuyết tật trung tâm nitơ-lỗ trống trong kim cương. Khi chiếu ánh sáng laser, các trạng thái lượng tử sẽ phản ứng nhạy bén với từ trường xung quanh, giúp vẽ nên bản đồ nguồn từ tính trên mẫu vật ở cấp độ micromét.
Thay vì chỉ cung cấp một bức ảnh chụp bề mặt, kính hiển vi QDM giúp các nhà nghiên cứu dựng lại lịch sử tác động nhiệt năng trong quá trình làm nóng và làm nguội.
Bằng cách đối chiếu bản đồ từ tính với cấu trúc vật lý của bếp lửa, các nhà khảo cổ học suy ra thành phần vi mô nào bị biến đổi cùng nhau bởi ngọn lửa, vị trí đạt nhiệt độ cao nhất, và xác định rõ vật liệu được đưa vào trong lúc bếp lửa đang hoạt động.
Bí ẩn đè nén qua hàng chục thiên niên kỷ tại di chỉ El Salt
Bếp lửa nằm tại di chỉ El Salt, sát vách đá vôi gần Alcoi, Tây Ban Nha. Tầng trầm tích lưu giữ vết tích những lần ghé thăm của người Neanderthal từ 80.000 đến 45.200 năm trước. Do khu vực được sử dụng liên tục, đốm lửa của nhiều thế hệ đè lên nhau, tạo thành cấu trúc "palimpsest" với vô số khoảnh khắc lịch sử bị nén chặt vào cùng mảng đất.
Nhóm nghiên cứu do Ada Dinçkal từ Đại học La Laguna dẫn đầu đã đánh mã số khu vực là H89/90. Ban đầu, các nhà khoa học thậm chí không thể xác định đây là một bếp lửa duy nhất hay hai bếp lửa nằm sát kề nhau. Cấu trúc gồm lớp tro màu nhạt dày hai xentimét nằm trên lớp đất màu đen bị biến tính vì nhiệt và than hóa.
Khi quan sát dưới kính hiển vi quang học, các nhà khoa học thấy những khối kết tụ nhỏ giàu đất sét màu đỏ nằm ở tầng cao của lớp tro. Một câu hỏi đặt ra: liệu những khối đất sét đỏ này được đưa vào bếp lửa trong lúc ngọn lửa đang rực cháy, hay chúng chỉ mới xâm nhập sau này do tác động của nước mưa, rễ cây hoặc động vật đào bới?
Bằng chứng từ tính khẳng định trí thông minh của người Neanderthal
Nếu các khối đất sét đỏ xuất hiện sau khi lửa tắt, đặc tính từ tính của chúng sẽ tách biệt hoàn toàn. Kính hiển vi QDM phân tách vô cùng nhạy bén khi nhận diện đá vôi có lực từ yếu, phân hóa đá có mẫu từ trường riêng, còn khoáng vật giàu sắt bùng lên tín hiệu mạnh mẽ.
Khi soi vào khối kết tụ đất sét đỏ, bản đồ từ tính ghi nhận kết quả bất ngờ: chúng hòa nhập hoàn toàn vào cấu trúc từ tính của lớp tro xung quanh. Điều này khẳng định khoáng chất trong đất sét đỏ đã bị biến đổi nhiệt cùng lúc với lớp tro trước khi ngọn lửa nguội đi, chứng tỏ chúng đã nằm trực tiếp bên trong bếp lửa khi còn nóng.
Đập tan hình ảnh thô lậu về những cư dân dã man
Từ chi tiết vi mô này, các nhà nghiên cứu phục dựng lại hành vi chăn củi của người Neanderthal. Họ chủ động nhóm lửa trên bề mặt đất giàu chất hữu cơ, thu gom thực vật dạng cỏ xung quanh và liên tục thêm nhiên liệu để duy trì ngọn lửa. Việc nhận biết nguyên liệu cháy được và thêm vào đúng thời điểm thể hiện trí tuệ thực hành và khả năng lập kế hoạch rõ ràng.
Phát hiện này đóng góp mắt xích quan trọng vào chuỗi bằng chứng quản lý cuộc sống của người Neanderthal. Năm 2024, nghiên cứu sáu bếp lửa khác tại El Salt cho thấy ngọn lửa được duy trì qua 200 đến 240 năm, mang tính liên thế hệ. Một bếp lửa dạng hố khác tại đây đạt 500°C đến 600°C, chứa tàn tích thực vật và xương động vật.
Nghiên cứu trên Journal of Archaeological Science đã đập tan định kiến coi người Neanderthal là những kẻ dã man chỉ biết lợi dụng ngọn lửa thụ động. Ngược lại, họ biết tổ chức không gian sống, am hiểu sự cháy và kiểm soát ngọn lửa vô cùng tinh tế.
Tham khảo: ZME
Đức Khương
