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南九州は約24500年前に起こった姶良カルデラ(錦江湾)の大噴火によって、火砕流の直撃を受けました。都城盆地にもそのときに噴出したシラスと呼ばれる火山灰が厚く堆積しています。
この盆地内に人間の営みがみられるようになるのは、約20000年前、後期旧石器時代の終り頃とされ、当時使われた剥片尖頭器(はくへんせんとうき)や細石器などの石器がみつかっています。(池増遺跡・雀ヶ野遺跡群・王子山遺跡など)
約13000年前から約10000年間続いたとされる縄文時代の人々の暮らしは、都城市内の多くの遺跡で確認することができます。(王子山遺跡・五十市式縄文土器・細井地区遺跡群・尾平野洞窟など)
この時代の終わりごろ遺跡(坂元A遺跡・肱穴遺跡・黒土遺跡など)からは、日本社会の基盤を形成する水稲農耕の始まりを知る上で大変貴重な資料が相次いで見つかっています。この発見は、大陸との玄関口である北部九州とあまり変わらない時期に稲作文化が伝わったことを示すもので、これまで稲作文化の後進地であるとされた南九州地域の位置付けを見直すきっかけになりました。また、水田跡には当地方に豊富な湧水を利用していたことが判明していて、稲作文化が当地域の環境に適応した様子をうかがうことができます。
日本列島に「クニ」が誕生する約2000年前、弥生時代に入ると大淀川の支流沿いにて多数の集落跡(加治屋B遺跡・坂元B遺跡・平田遺跡・今房遺跡・向原遺跡・前畑遺跡など)が発見されています。また、各集落跡からは、南九州系(大隅半島)、東九州系(豊後地方・宮崎平野部)、中九州系(肥後地方・重弧文器台)といった各地域の土器が混在して出土しており、日向灘を隔てた瀬戸内地方の土器も見つかっています。このことは、当地域が東南部九州の内陸部という地理的環境によって、各地域の文化や人々が集まる結節点となっていたことを物語っています。