Publication
Upper Paleolithic pyrotechnology and its preservation in periglacial environments
| datacite.subject.fos | Ciências Sociais::Outras Ciências Sociais | |
| dc.contributor.advisor | Aldeias, Vera Lúcia Dias | |
| dc.contributor.author | Murphree, William Chase | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-27T10:35:52Z | |
| dc.date.available | 2025-08-27T10:35:52Z | |
| dc.date.issued | 2025-03-07 | |
| dc.description.abstract | The use of fire as a tool, or Pyrotechnology, is widely considered to be a pivotal technological innovation in hominin evolution and a hallmark of the genus Homo. While the research interest in the evolution of pyrotechnology has dramatically increased over the last few decades, the field has been primarily focused on the understanding the so called “origins” of fire use in hominin behaviour and using assumptions made regarding the “ubiquitous” use of fire by modern humans for comparisons with earlier periods. Currently, we know more about fire use during the middle Pleistocene then we do about the development of pyrotechnology in the last 50,000 years. This PhD thesis is focused on the evolution of pyrotechnology during the Upper Palaeolithic of Europe (~50,000 – 13,000 years before present) and how the evidence of fire is preserved in periglacial conditions, where cryogenic processes can affect the integrity of combustion remains. Research was carried out via a comprehensive review of the combustion features throughout the Upper Palaeolithic in Europe, a case study with one of the first high resolution detailed analysis of combustion features used during the Last Glacial Maximum, and the development of an experimental protocol to characterize the effects of freeze-thaw processes on combustion remains. The results show the evolution of pyrotechnology in the Upper Palaeolithic, with striking patterns of regionalisation and increased functional standardisation, as well as gaps on fire evidence during glacial periods. The study case and experimental work suggested that a lack of preservation may not be the most parsimonious reason for the gaps during glacial periods. Taken together, this evidence has led me to suggest that fire use might not have been as universally used , especially within times and/or regions of ix limited available resources. This thesis highlights importance of studying pyrotechnological evolution to reconstruct past human behaviour and adaptation. | eng |
| dc.description.abstract | A utilização do fogo enquanto ferramenta, ou seja, a pirotecnologia, é considerada como uma das inovações tecnológicas mais cruciais na evolução dos hominíneos, bem como um marco distintivo do gênero Homo. Embora os estudos científicos sobre a evolução da pirotecnologia tenham aumentado significativamente nas últimas décadas, a investigação tem se concentrado principalmente na compreensão das chamadas "origens" do uso do fogo no comportamento dos hominíneos, utilizando suposições feitas sobre a ubiquidade do fogo por parte dos humanos modernos durante o Paleolítico Superior para efetuar comparações com períodos anteriores. Desta forma, atualmente, sabemos mais sobre o uso do fogo durante o Pleistoceno Médio do que sobre o desenvolvimento da pirotecnologia nos últimos 50 000 anos. Esta tese de doutoramento concentra-se no estudo da evolução da pirotecnologia durante o Paleolítico Superior na Europa (~50 000–13 000 anos antes do presente), focando-se também em como as evidências do fogo são preservadas em condições periglaciais, onde os processos criogênicos podem afetar a integridade dos vestígios de combustão. Estes trabalhos englobam as seguintes facetas: uma pesquisa exaustiva, por meio de uma revisão abrangente, das estruturas de combustão existentes ao longo Paleolítico Superior na Europa (Capítulo 3); a aplicação de metodologias geoarqueológicas num caso de estudo com uma das primeiras análises de alta resolução de estruturas de combustão utilizadas durante o Último Máximo Glacial (Capítulo 4); bem como o desenvolvimento de um protocolo experimental para caracterizar os efeitos dos processos de gelo-degelo (crioturbação) na preservação de vestígios de combustão (Capítulo 5) Adicionalmente, o capítulo 2 apresenta uma avaliação crítica do atual quadro teórico para o estudo da evolução do uso do fogo no Paleolítico. Neste capítulo, abordo alguns dos problemas da pesquisa atual sobre pirotecnologia, como a dependência excessiva de suposições generalizadas sobre o uso do fogo e a possível sobrestimação da prevalência desse uso no registo Pleistocénico. Também examino os custos associados ao uso do fogo e alguns dos pressupostos assumidos sobre o registo da pirotecnologia durante o Paleolítico Superior. Por fim, destaco as metodologias e o enquadramento geoarqueológico utilizados ao longo desta tese. O Capítulo 3 faz parte de uma revisão bibliográfica publicada em 2022. Neste artigo, reuni metadados de descrições publicadas de estruturas de combustão, nos quais identificamos padrões notáveis de regionalização de lareiras, bem como o aumento da padronização funcional percetível durante as fases de início e meio do Paleolítico Superior. Este trabalho evidencia também a presença de lacunas nas evidências de uso do fogo durante o Último Máximo Glacial. Perante estes resultados, sugerimos três explicações possíveis para essas lacunas, nomeadamente: 1) uma ausência de publicações acessíveis, 2) um efeito de fraca preservação dos vestígios associados com climas frios e processos peri-glaciares, e/ou 3) uma efetiva ausência de uso do fogo durante períodos de frio extremo. O Capítulo 4 é um estudo de caso sobre estruturas de combustão utilizadas durante o auge do Último Máximo Glacial no sítio ucraniano de Korman’9. Este capítulo faz parte de um artigo submetido em 2024 e atualmente em revisão. Neste caso de estudo, apresento descrições a múltiplas escalas – desde abordagem estratigráfica, a análises microscópicas e elementares – de forma a obter dados de alta resolução sobre as estruturas de combustão no sítio em análise. Os resultados mostram que as estruturas de xii combustão, duas das quais associadas à mesma camada arqueológica, foram claramente alteradas pós-deposicionalmente por processos biológicos (bioturbação) e geogénicos, principalmente os efeitos de gelo-degelo e solifluxão. Não obstante, há uma variação considerável entre as duas estruturas de combustão. Assim, sugerimos duas hipóteses: 1) as duas estruturas de combustão correspondem a ocupações separadas e diferenciadas em termos temporais que não são discerníveis estratigraficamente, ou 2) as duas estruturas foram criadas durante a mesma ocupação, mas com variações devido a condicionantes ambientais localizadas ou diferenças relativas à organização do espaço durante a ocupação do sítio arqueológico. No Capítulo 5, apresento um protocolo experimental controlado para examinar o efeito de ciclos repetidos de congelamento-descongelamento na preservação e reconhecimento visual de resíduos e estruturas de combustão em ambientes frios. Processos de flutuação entre períodos de gelo e degelo são extremamente comuns em sítios do Pleistoceno de latitudes setentrionais, muitos dos quais podem ser caracterizados como paisagens periglaciais sujeitas a ciclos sazonais de gelo-degelo. Nesta experiência laboratorial, simulámos 60 ciclos de gelo/degelo em camadas sobrepostas de cinzas e de carvão para observar os efeitos desses ciclos. Durante a experiência, controlámos variáveis como o teor de humidade, posição dos resíduos de combustão (na superfície ou enterrados), o número de ciclos (0, 1, 10, 30, 60) e o tempo de congelamento. De forma a compreendermos os efeitos produzidos, efetuámos uma série robusta de análises estatísticas, análises de micromorfologia e mapeamento elemental por Fluorescência de Raios-X (µXRF). Os resultados demostraram alterações mínimas na preservação e reconhecimento dos vestígios de combustão, sugerindo que a falta de preservação pode não ser a razão mais parcimoniosa para as lacunas observadas durante os períodos xiii glaciais. No geral, estas evidências levam-me a sugerir que o uso do fogo pode não ter sido tão universal quanto assumido, especialmente em épocas e/ou regiões com recursos limitados, com períodos de frio extremo, como o Último Máximo Glacial. No Capítulo 6, combino os dados dos capítulos anteriores para reavaliar algumas das suposições sobre o uso do fogo no Paleolítico Superior e no Paleolítico como um todo. Destaco como o custo do fogo pode ter superado os seus benefícios durante períodos de stress de recursos. Assim, sugiro que consideremos o chamado registro “invisível” de não uso do fogo no registro arqueológico e o que isso pode significar para reconstruir o comportamento humano do passado. Também proponho uma nova perspectiva sobre como os arqueólogos podem abordar o estudo da pirotecnologia de forma geral. Esta perspetiva assenta sobre um modelo mais fluido que enfatiza a perda e redescoberta repetida da tecnologia de uso do fogo por grupos individuais, em vez de abordagens que assumem perspetivas generalizadas ao nível da espécie humana. Além disso, destaco a necessidade de padronizar e estandardizar as descrições e analises de estruturas para atender a interpretações sobre funções específicas. De forma geral, esta tese sublinha a importância de estudar a evolução pirotecnológica para reconstruir o comportamento humano e as adaptações do passado. A investigação efetuada fornece novas perspetivas críticas sobre a pirotecnologia durante um período cronicamente negligenciado no Pleistoceno da Europa. Nesta tese, desafio algumas das suposições comuns sobre o uso do fogo por humanos modernos e o que isso significa para períodos anteriores na evolução humana. Além disso, realço a necessidade de descrições mais padronizadas de estruturas de combustão na literatura publicada e integro novos métodos e protocolos para compreender como o uso do fogo é preservado no registro arqueológico. De uma forma geral, esta tese oferece uma base inovadora para xiv pesquisas futuras e novas perspetivas sobre a evolução da pirotecnologia e sua preservação em ambientes periglaciais. | por |
| dc.identifier.tid | 101816111 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/27597 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.relation | Fire among Anatomically Modern Humans and Neandertals as revealed from Archaeological Microstratigraphic Evidence (FLAME) | |
| dc.relation | Neandertals and early modern humans Pyrotechnology - FLAME (traces of Fire: Learning from Archaeological Microstratigraphic Evidence) | |
| dc.relation | ICEFLAME: Investigating Cold Effects on Fire features using Archaeological Microstratigraphic and Experimental proxies. | |
| dc.relation | Interdisciplinary Center for Archaeology and Evolution of Human Behavior | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | : Pyrotechnology | |
| dc.subject | Upper Palaeolithic | |
| dc.subject | Geoarchaeology | |
| dc.subject | Micromorphology | |
| dc.subject | Experimental Archaeology | |
| dc.subject | Periglacial Environments | |
| dc.title | Upper Paleolithic pyrotechnology and its preservation in periglacial environments | eng |
| dc.title.alternative | Pirotecnia do Paleolítico Superior e sua preservação em ambientes periglaciares | por |
| dc.type | doctoral thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oaire.awardTitle | Fire among Anatomically Modern Humans and Neandertals as revealed from Archaeological Microstratigraphic Evidence (FLAME) | |
| oaire.awardTitle | Neandertals and early modern humans Pyrotechnology - FLAME (traces of Fire: Learning from Archaeological Microstratigraphic Evidence) | |
| oaire.awardTitle | ICEFLAME: Investigating Cold Effects on Fire features using Archaeological Microstratigraphic and Experimental proxies. | |
| oaire.awardTitle | Interdisciplinary Center for Archaeology and Evolution of Human Behavior | |
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| oaire.fundingStream | 6817 - DCRRNI ID | |
| project.funder.identifier | http://doi.org/10.13039/501100001871 | |
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| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências Humanas e Sociais | |
| thesis.degree.level | Doutor | |
| thesis.degree.name | Doutoramento em Arqueologia |