Kamenný mozek

Gánovce jsou vedle starších nalezišť (jeskyně Šipka u Štramberka, jeskyně Švédův stůl u Ochozu, jeskyně Kůlna u Sloupu, Šaľa nad Váhom, jeskyně Subalyuk v Maďarsku a Weimar v Německu) nejvýznačnější lokalitou ve střední Evropě, která poskytla kosterní pozůstatky dosud nejstarší formy neandertálského člověka a jeho materiální kultury.

Travertinová kupa Gánovce-Hrádok je v literatuře známa již od poslední třetiny minulého století. Tehdy zde začali italští kameníci těžit stavební kámen a v lomu nacházeli četné kosti vymřelých zvířat, otisky listů a plodů stromů i dalších rostlin. Nalezlo se také paleolitické ohniště a kamenné artefakty ze starší doby kamenné. V nadložních vrstvách hlín byly objeveny památky z mladší doby kamenné, ze starší doby bronzové, z halštatského období a z mladší fáze období římského. Mnoho nálezů je uloženo v několika špišských muzeích, především v Podtatranském muzeu v Popradě, dále pak v Národním muzeu v Praze a v Budapešti.

Roku 1926 byla nalezena série travertinových výlitků mozkoven velkých savců, z nichž jeden byl později (r. 1937) přiřknut pračlověku. Tento unikát pro vědu zachránil Jaroslav Petrbok (o něm blíže: Vesmír 70, 405, 1991/7 a Vesmír 74, 16, 1995/1). Nález byl deponován v Národním muzeu, ale dlouho nebyl studován. Teprve po válce (r. 1949) jsem nález antropologicky prozkoumal a určil jako neandertálskou formu člověka. Toto mimořádné zjištění, tolik důležité pro poznání vývoje lidských forem poslední doby meziledové žijících na území karpatské kotliny, dalo podnět k zevrubnému výzkumu naleziště.

Naleziště a jeho stáří

Gánovce-Hrádok leží pod Vysokými Tatrami asi 3 km jižně od Popradu na vodním předělu řek Popradu (povodí Baltu) a Hornádu (povodí Černého moře). Na tektonických poruchách této podtatranské oblasti vznikaly vývěry termálních minerálních pramenů, které ukládaly travertinové pokryvy již od konce třetihor; na některých místech je tvoří dosud. Jedním z mladších travertinových útvarů je i kupa Hrádok v obci Gánovce.

Plochá travertinová kupa zde vznikla již v předposlední době ledové (risské), ale risský travertin je jiné kvality a paleontologické objekty neobsahuje. Část starého travertinu překryly jílovité zeminy, které byly v risské době nejméně dvakrát mrazově zvířeny. Jen nejsvrchnější risské sedimenty vydaly zuby srstnatého nosorožce (Coelodonta antiquitatis), jelenovitého kopytníka a nějaké šelmy. Výsledky pylové analýzy zařadily krycí jíly ještě do glaciálu.

Na staré travertinové kupě a jílovitých sedimentech se v poslední době meziledové po vrstvičkách poskládala nová mocná travertinová kupa. Ta je dnes již z větší části odtěžena. Rozkládala se u potoka Kožuchová, který se zařezává do plošinky vzniklé v mindelském zalednění Vysokých Tater v 2. době ledové. Nová travertinová kupa (o průměru asi 170 m a výšce asi 20 m) vznikla v mělké depresi na třetihorních paleogenních břidlicích a pískovcích v poslední době meziledové.

Na jejím vrcholu, v jezírku o průměru asi 20 m, vyvěral silný minerální pramen. Voda z jezírka přetékala a na bocích kupy se usazovaly tenké vrstvičky vápence. Napadané listy okolních stromů, kosti uhynulých zvířat a zbytky po činnosti člověka byly postupně zalévány do tvrdého kamene. Proces, který probíhal po dlouhá tisíciletí, dokumentuje vývoj podtatranské květeny a zvířeny poslední doby meziledové a začátku poslední doby ledové. Informuje také o pradávných pobytech kočujících skupin neandertálského člověka v těchto místech.

Ve vrstvách kupy můžeme rozlišit tři petrografické asociace. Nejspodnější tvoří žlutobílý, místy zpevněný a místy zcela sypký travertinový písek o mocnosti 20 – 40 cm se společenstvem studenomilných měkkýšů. Na bazální polohu nasedá těleso pevných deskovitě vrstvených travertinů o mocnosti 4 m (na okraji) až 15 m (ve středu kráteru). Tento travertin lze podle paleontologického, a hlavně paleobotanického obsahu velmi detailně členit do jednotlivých vrstev.

V nejspodnějších partiích deskovitého travertinu začíná vývoj květeny tzv. keříčkovou tundrou a je doložen otisky listů vrbiček a keřových bříz. Následují období trav, stromových bříz a borovic. Potom postupně mizí jehličnany a začíná rozvoj listnáčů (vrb a hlavně dubů). Teplotní maximum vrcholí v tzv. teplomilném smíšeném lese s lískou, lípou, dubem cerem (Quercus ceris) a cesmínou (Ilex sp.). V tomto horizontu byly objeveny pozůstatky teplomilného nosorožce (Dicerorhinus kirchbergensis), lesního slona (Hesperoloxodon antiquus) a typické interglaciální společenstvo měkkýšů.

Po teplotním maximu interglaciálu se podnebí postupně ochlazovalo, opět nastoupily jehličnany, ale tentokráte byla vůdčím druhem jedle. Posledním zjištěným listnáčem byl javor. Pokračovalo ochlazování, měnila se květena a nastupovala vysloveně mladopleistocenní zvířena s mamutem, srstnatým nosorožcem, hyenou jeskynní, jeskynním medvědem, koněm, bobrem a chladnomilným společenstvem měkkýšů.

V sedmi horizontech gánoveckých travertinů je doložen vývoj květeny a všechny její změny v posledním interglaciálu. Je zde také zachycena velmi teplá fáze uprostřed poslední doby meziledové, kdy pod Vysokými Tatrami žila teplomilná zvířena – lesní slon a Merckův nosorožec.

Kromě zvířecích kostí a rostlinných otisků byla v interglaciálních travertinech jako v dokonalé konzervě objevena celá série výlitků mozkoven různých šelem, nosorožce, koně a několik unikátních nálezů, jako např. výlitek krunýře želvy, otisk měkkých částí hlavy koně, výlitky páteřního kanálu, výlitek svalových úponů, otisky ptačích per, otisky hmyzích larev, chitinové broučí krovky, dosud hnědé šišky a zelené jehličí borovice.

Všechna geologická, petrografická, paleontologická, paleobotanická a paleomalakozoologická studia prokázala, že se gánovecké kompaktní travertiny usazovaly v poslední době meziledové, tj. před 100 000 lety.

Nejčerstvější uran-thoriové datování gánovecké lokality bylo provedeno v sérii datování středoevropských travertinů (prof. Klaus-Dieter Jäger, laboratoř v Kolíně nad Rýnem) a je v plné shodě s datováním posledního interglaciálu:

datování nejmladšího vzorku 85 200 (chyby +3 300, –3 200)

datování vzorku ze základů Miglieriniho domu 108 600 (chyby +10 500, –9 700)

nejstarší vzorek 131 800 (chyby +4 100, –3 900)

Neandertálský člověk na Hrádku

V interglaciálních travertinech Hrádku bylo zjištěno pět paleolitických horizontů a několik popelovitých poloh:

• nejstarší kulturní vrstva byla objevena v období rozvoje borovice a břízy na počátku interglaciálu,
• druhá v období maxima interglaciálu,
• třetí na samém konci rozvoje listnatého lesa a na začátku nástupu jehličnanů,
• čtvrtá na stěnách kráteru vřídla,
• pátá v nejmladším nečistém travertinu s měkkýší faunou s hojnou Cochlodina cerata.

V travertinu byly také nalezeny různě rozmístěné uhlíky a zbytky ohnišť. Nejvýraznější doklady o tom, že zdejší pračlověk používal oheň, jsou v kolekci zachráněné M. Greisingerem. Vedle vypálených poloh travertinu se zbytky uhlů a spálených kostí jsou v nich i radiolaritové a křemenné nástroje. Mezi nejpozoruhodnější sídlištní doklady patří řada ohořelých kmenů stromů (většinou po jedné straně) zalitých do kompaktního travertinu.

Kulturní vrstvy měly dvojí charakter. Buď je tvořily šedé až kouřově nafialovělé pruhy v pevném travertinu, nebo šedočerné plochy v jílovitých proplástkách mezi deskovitými travertiny, hlavně v blízkosti centrálního kráteru. Kamenné nástroje byly křemenné nebo radiolaritové. Obě používané suroviny předurčily techniku jejich výroby i jejich utváření. Radiolaritové kolekce pocházely ze starších kulturních vrstev spodních, křemenné ze svrchnějších mladších. Typologicky jsou nalezené výrobky mikrolitického charakteru, takže jsou porovnatelné s nástroji jiných středoevropských nalezišť posledního interglaciálu (Tata, Předmostí, Taubach).

Na výzkum Hrádku navazovala bádání v dalších travertinech v okolí Gánovců, později v celé spišské kotlině. Především to byla travertinová kupa v osadě Ondrej v obci Hôrka, asi 5 km východně od Gánovců (výzkum zde v poslední době vede dr. L. Kaminská). V centrálním kráteru bývalé ondrejské kupy byly objeveny křemenné nástroje, v bočním kráteru a hlavně ve vedlejším defilé pak nástroje radiolaritové i křemenné. Časově je do vrcholu posledního interglaciálu zařazují zbytky teplomilného nosorožce (Dicerorhinus kirchbergensis) a ulit plže Helicigona banatica. Na rozdíl od Gánovců vznikly nejspodnější vrstvy až při nástupu velkolistých vrb, takže chladné počáteční fáze interglaciálu (tundra, tajga) nebyly v Ondreji zjištěny. Třetí travertinovou lokalitou na Spiši, která poskytla bohatou středopaleolitickou industrii (nástroje a odpadky vzniklé při jejich výrobě), je kupa Sobotisko u Behárovců. Zde se na vrcholu obnaženého travertinového tělesa nalezly na dvou místech tři polohy industrie křemencové, která zde na rozdíl od Ondreje převažuje. Nejspodnější kaskáda čtvrtého mocného travertinového komplexu v Hranovnici skrývala dvě ohniště s několika křemennými odštěpky. Hranovnické travertiny paleontologicky patří do posledního interglaciálu.

Středopaleolitické industrie travertinových lokalit Spiše jsou specifické a můžeme je považovat za samostatnou středopaleolitickou skupinu, omezující se zatím na spišskou kotlinu. Jejich detailním rozborem se zabývali F. Prošek a L. Bánesz.

Travertiny jsou kryty sedimenty poslední doby ledové. Z nejmladší spraše vyplňující centrální gánovecký kráter byly vykopány kosti srstnatého nosorožce (Coelodonta antiquitatis), několik poloh uhlíků, odštěpky a čepele z hnědého radiolaritu, tedy jasně mladopaleolitické artefakty. Celý monumentální mladopleistocenní profil Hrádku uzavírají holocenní rendzinové sedimenty s četnými památkami osídlení v neolitu, eneolitu, starší době bronzové, halštatském období a mladém období římském (kultura púchovská). V pleistocenní výplni centrálního kráteru byla také odhalena hluboko zapuštěná a vydřevená studna ze starší doby bronzové (kultura otomanská), která skrývala vedle otomanských památek výjimečnou železnou dýku a vzácně dobře zachované zlomky nádob šitých z březové kůry.

Pozůstatky gánoveckého neandertálce

Travertinový výlitek objevený r. 1926 ve svrchních polohách kompaktního travertinu byl získán náhodným sběrem a za lidský byl označen až za jedenáct let. To vše bylo příčinou četných námitek, které bylo třeba překlenout komplexním výzkumem výlitku i lokality. Nálezový horizont byl potvrzen petrografickým rozborem travertinu gánoveckého endokrania a jeho porovnáním s travertiny jednotlivých vrstev stěny centrálního vřídelního kráteru v místech, kde se všechny interglaciální vrstvy zachovaly (J. Kukla). Další metodou – chemickou analýzou zbytků zachovaných kostí lebky – se stanovily obsahy fluoru a vypočetl se fluorový index, který se srovnal s fluorovými indexy kostí nalezených ve stratigrafických superpozicích jednotlivých vrstev travertinů (J. Pelikán). Oba postupy daly shodné výsledky a zařadily gánovecký nález do horizontu, kdy ustupoval dubový smíšený les a opětovně se vracely jehličnany, do druhé poloviny interglaciálu, tj. do doby asi před sto tisíci lety. Nejnovější data upřesnila absolutní stáří pozůstatků gánoveckého člověka na 105 000 let.

Důkladný antropologický rozbor nálezu se soustředil na studium vlastního travertinového výlitku mozkovny a na posouzení kostěných zbytků lebky. Byl porovnán s mnoha jinými nálezy fosilního člověka a dnes ho můžeme přesně charakterizovat.

Kostěná kalva

Travertinový výlitek mozkovny je ještě i dnes zčásti překryt pevně přilnutými zbytky lebečních kostí. Zachovala se značná část šupiny levé kosti spánkové, části obou kostí temenních a malá část šupiny kosti týlní. Na bázi výlitku lpějí malé zbytky kosti klínové, obou kostí skalních a kostěné nálepy z kosti čichové a čelní. Z šupiny kosti čelní zbyly jen kostěné hmoty táhnoucí se v pruhu nad sagitálním švem, nad krajinou gyrus frontalis superior a v malých nálepech nad krajinou gyrus frontalis medius vlevo a částečně i vpravo. Povrch čelních pólů odlitku kryjí rovněž tenké nálepy kostní tkáně.

V šedesátých letech jsme se na radiologické klinice UK v Praze u prof. V. Švába pokusili zjistit tloušťku zbytků lebky. Posloužily k tomu skiagrafické snímky vedené tangenciálně k povrchu výlitku. O dvacet let později se na radiologické klinice fakultní nemocnice v Praze 10 u prof. A. Sehra naskytla možnost využít nové, daleko přesnější rentgenologické metodiky – počítačové tomografie (CT) na přístroji Somatom 2, kde jsem vyšetření prováděl s J. Brzorádem.

Na příčných a sagitálních řezech, vedených v osmimilimetrových vzdálenostech, jsme získali síť hodnot ve vztahu k povrchu endokrania. Zjistili jsme, že tloušťka týlní kosti na planum occipitale je 10 mm, na temenní kosti 6 – 7 mm, kost spánková je silná 6 mm a tloušťka šupiny čelní rovněž 6 – 7 mm. Na podélném řezu vedeném parasagitálně 24 mm od mediánní roviny jsme ve zbytcích kosti zjistili dobře ohraničený strop pravého sinus frontalis o výšce 16 mm a hloubce rovněž 16 mm. Strop čelní dutiny nevystupoval do čelní šupiny, ale byl obsažen jen v masivu torus supraorbitalis. Vyšetření také ukázalo, že kostní tkáň je velmi mineralizována, přesto bylo možno posoudit tloušťku obou kompaktních desek kostí a stavbu diploë (trámčité vrstvy lebeční kosti).

Tomografické vyšetření poodhalilo i homogennost výlitku a nerovnosti povrchu endokrania. Mezi kostmi a povrchem endokrania jsou různě široké štěrbiny vzniklé neúplným vylitím dutiny lebeční. Z utváření a umístění nerovností můžeme usuzovat i na původní polohu lebky ve vřídle před jejím vyplněním travertinem. Spočívala na týlních partiích a k hladině vřídla byla skloněna v úhlu 45°.

Již v 60. letech jsme s profesorem J. Wolfem zkoumali stavbu povrchu kosti skalní, která otiskuje povrch mozečkových partií. Akrylátovou metodikou pro mokré povrchy jsme objevili obdivuhodně zachovaný jemný povrch kostní struktury. Konzervační schopnost travertinu je úžasná, neboť umožnila na kostním povrchu starém 100 000 let rozpoznat otisky kolagenních fibril, canaliculi ossium a úpony sharpeyských vláken lépe než u soudobého materiálu.

Vedle těchto detailních vyšetření mohl být stanoven i kyfotický úhel báze lební, který je důležitý pro posouzení fylogenetického zařazení jedince. Gánovecký výlitek se tímto úhlem – 131° – plně řadí mezi neandertálce. Podobně bylo možno na šikmém perimetru b-ast-ba podle Sergiho zjistit utváření krajiny temenního hrbolu a mozkovnu opět zařadit mezi neandertálce.

Při systematickém výzkumu Hrádku v Gánovcích jsme 11. září 1955 objevili v pevném travertinu na východním okraji původního vřídelního kráteru otisky dvou dlouhých kostí. Kosti stratigraficky patří do 3. kulturní polohy, kde je provázely odštěpky červenohněděho radiolaritu a bílého křemene spolu s uhlíky z modřínu a borovice. Zachovalost nálezů byla mimořádná. V dutině dokonalého travertinového otisku kosti tvořil výlitek dřeňové dutiny kosti krystalický vápenec krytý drtí z kostní tkáně. Nalezli jsme tak podstatné části kosti vřetenní a kosti lýtkové. Obě kosti patřily jedinci gracilní stavby, popřípadě dítěti.

Nález pozůstatků člověka z Gánovců je zatím nejstarším známým lidským pozůstatkem z posledního interglaciálu na území střední Evropy. Dokládá nám existenci vývojových forem neandertálského člověka a osídlení karpatské kotliny v druhé polovině poslední doby meziledové. Spišský neandertálec byl z hlediska archeologického nositelem drobnotvaré středopaleolitické industrie. Navštěvoval postupně různé lovecké areály této oblasti. Sídlil v těsném okolí spišských termálních pramenů, které nezamrzaly ani v zimních údobích a byly proto celoročním napajedlem zvířat a tím i místem jejich lovu.