利用先进的技术，研究人员确定了世界上最古老的土红矿的位置，并追踪了此矿的土红是如何在附近社区间分发的。
密苏里大学的科学家布兰迪·L·麦克唐纳正在利用独特于密苏里的先进技术，加强我们对人类认知和智力如何随着时间演变的理解。
在最近的一项调查中，麦克唐纳与一个国际科学家团队合作，利用位于密苏里大学研究反应堆（MURR）、材料科学与工程研究所（MSEI）和电子显微镜核心（EMC）的先进科学技术。在麦克唐纳的领导下，团队借助密苏里的先进资源和专业知识，确认了已知最古老的土红矿的位置，并确定了此矿的土红是如何与附近社区分享的。
土红是一种自然发生的颜料，来源于富含铁的材料，数千年来一直被人类使用，是地球上最古老的材料之一。它具有多种用途，包括作为洞穴艺术的颜料、象征物品的装饰以及个人装饰，承载着多个社会的文化、历史和精神重要性。它持久的重要性为科学家提供了关于人类社会发展和自我表达的宝贵见解。
追踪材料的起源
起源学是考古学中专注于识别物品历史或来源的技术，这是麦克唐纳在MURR的考古测量实验室的专长。在这个实验室中，她和同事们使用中子激活分析，这是一种确定工艺品化学组成的方法，可以与现有数据进行比较，以建立起源。
由于考古测量实验室是全国领先的大学研究反应堆的一部分，并配备了能够为该特定研究领域应用这些技术的专家，因此它在全球范围内仅有的几个适合这种类型研究的设施中脱颖而出——而且是美国唯一一个。
这个复杂的、高度科学的过程产生了独特的地球化学指纹，可以揭示材料的起源、形成和历史。在这项研究中，相关材料是从斯威士兰（Eswatini）南部的狮子洞和邻近地区提取的土红。
麦克唐纳解释道：“我们取小样本的土红工艺品，并通过在反应堆核心中暴露在中子下使其变为放射性。” 她是艺术与科学学院的化学教授，同时在MURR的考古测量实验室担任职务。“当这些放射性材料衰变时，它们以放射性同位素的形式发出特定的能量，我们可以通过伽马射线光谱法进行检测。”
构建全面的历史叙述
在MURR创建地球化学指纹只是这一工作的初始阶段。MSEI和EMC的先进仪器使研究人员能够揭示更多关于在该地区如何开采和利用土红的丰富叙述。
团队在MSEI使用先进的激光技术——具体而言是拉曼光谱法——来分析土红样本的独特成分。这项技术使样本的分子键振动，通过测量这些振动产生的能量，他们可以准确找到土红中存在的特有矿物。
在EMC，研究人员利用强大的成像工具，如扫描电子显微镜，来高放大倍数下检查土红样本的化学结构和元素组成。这种最先进的探索允许深入分析土红的组成和特性，为将过去与现在连接提供了新见解。
这些创新技术的结合揭示了古代土红的隐藏方面。通过将现代科学方法应用于古代历史，研究人员正在构建对过去的生动描绘，展示密苏里在开创性研究中的领导地位。
展望未来
麦克唐纳关于土红的研究最近为她赢得了国家科学基金会（NSF）CAREER 教职人员早期职业发展奖——这是NSF对早期职业教师最受尊敬的认可之一——旨在扩大她在斯威士兰的研究，并促进在澳大利亚北部进行类似研究。她未来的研究可能会改变我们对土红在人类历史中的重要性的理解。
麦克唐纳表示：“通过分析土红来源以及人们在2,000到40,000年前生活、交易和利用这些土红的位置，我们可以追踪他们对原材料选择的演变，这一过程跨越了很长时间。” “这使我们能够将人类活动与时间联系起来，并展示人类认知和社会网络如何与这些活动并行演变。了解这些古代人是如何开采、加工、运输和利用土红的，提供了早期技术进步的见解，并追踪了人类创造力和符号学的历史。”
题为“石器时代斯威士兰的土红实践社区”的研究发表在自然通讯上。该研究的合著者包括来自挪威卑尔根大学的伊丽莎白·韦利基、来自斯威士兰考古研究协会和斯威士兰国家博物馆的博布·福雷斯特、来自图宾根大学的格雷戈尔·巴德和阿扬达·马布扎、来自科隆大学和丹麦技术大学的斯温贾·里德塞尔、来自德国考古研究所的约尔格·林斯塔德、来自汤巴实验室的斯蒂芬·伍德博恩，以及来自MURR的亚历山德拉·郭。
