發(fā)掘 | 陜西上陳遺址揭示212萬年前黃土高原已現(xiàn)人跡,可能改寫早期人類遷徙史
藍(lán)田上陳舊石器遺址
上陳舊石器遺址發(fā)掘圖。
中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所朱照宇團(tuán)隊(duì)在中國陜西省西安市藍(lán)田縣玉山鎮(zhèn)上陳村新發(fā)現(xiàn)一處舊石器遺址——上陳遺址。該遺址擁有連續(xù)性較好的人工制品文化層序列,時間可追溯到大約126萬年到212萬年前。這一發(fā)現(xiàn)表明,古人類可能很早就出現(xiàn)在非洲以外的地方——比之前認(rèn)為的更早。
2018年7月11日,世界著名科學(xué)雜志《自然》,在線發(fā)表了由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所朱照宇研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)的論文,是關(guān)于在黃土高原212萬年前舊石器時代考古方面的研究成果。這篇題為《古人類約在210萬年前占據(jù)黃土高原》的論文,由來自國內(nèi)外11名學(xué)者參與完成,其中包括英國科學(xué)院院士羅賓·丹尼爾和中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所黃慰文研究員。
遺址出土的部分石器與化石。
世界范圍內(nèi)重要的古人類遺址點(diǎn)分布圖
據(jù)介紹,迄今較為公認(rèn)的最早的非洲以外的古人類證據(jù)來自格魯吉亞的德馬尼斯,該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了185萬年前的直立人的化石及其使用的工具。此外,在中國和印尼爪哇島發(fā)現(xiàn)的早期古人類化石可以上溯至150萬年至170萬年前。
朱照宇團(tuán)隊(duì)詳細(xì)描述了上陳遺址發(fā)現(xiàn)的早更新世黃土—古土壤序列的S15至L28層位中的82個被打擊過的石頭和14個未經(jīng)打擊的石塊,這些被打擊的石頭包括石核、石片、刮削器、尖狀器、鉆孔器和手鎬。它們都是古人類早期使用工具的證據(jù)。作者還介紹了兩枚有打擊痕跡的石錘。此外,在這個區(qū)域的地質(zhì)挖掘探槽中還發(fā)現(xiàn)了伴隨著石核和石片工具的鹿的下頜骨斷塊,以及牛科動物(反芻偶蹄哺乳動物)和其它動物的骨骼化石碎片。
朱照宇介紹道,這一舊石器文化序列的年代主要是根據(jù)上陳地區(qū)發(fā)育良好的連續(xù)的黃土——古土壤地層剖面的鑒定以及高密度古地磁定年技術(shù)所確定的。這個地層剖面的中下部(S15至L28)有17個層位都含有人工制品,其中,石制品主要發(fā)現(xiàn)于潮濕溫暖氣候下形成的11個古土壤層中。此外,他分析,這17個文化層的時間跨度長達(dá)約85萬年,顯示了古人類可能在212萬年到126萬年前曾反復(fù)地(不一定連續(xù)地)生活在中國黃土高原。
7月13日,南方日報(bào)作為第一家與朱照宇先生面對面采訪的媒體,了解了這個成果的發(fā)現(xiàn)與研究的情況。
●南方日報(bào)記者林亞茗通訊員陳一馬學(xué)濤
在“藍(lán)田人”家鄉(xiāng)找到更古老的人類遺跡
南方日報(bào)記者(下稱“南”):朱先生,我知道您曾經(jīng)參與廣東省可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程的研究,怎么又會主持古人類歷史的研究,您的專業(yè)是什么?
朱照宇(下稱“朱”):我從1980年讀碩士研究生時,就開始研究第四紀(jì)地質(zhì)學(xué),也就是研究有人類以來的沉積物、生物、氣候、地層、構(gòu)造運(yùn)動和地殼發(fā)展等學(xué)科。有人類以來的環(huán)境問題是相通的,我既關(guān)注地質(zhì)學(xué)、古氣候與古人類環(huán)境,也關(guān)注現(xiàn)代地質(zhì)環(huán)境與社會發(fā)展的問題。比如,我們可以通過了解古代環(huán)境氣候的變化規(guī)律,來分析現(xiàn)代和將來氣候變化的規(guī)律和趨向。
南:恭喜你們,在黃土高原有了這個重大發(fā)現(xiàn)。我們過去學(xué)歷史時知道,陜西省藍(lán)田縣曾經(jīng)出土中國距今約110萬年至115萬年的古人類化石,稱為“藍(lán)田人”。這一帶證明是古人類活動的地方,你們一開始就是因此到這里去找研究線索的嗎?
朱:是的,早在1963年,這里就有了這些關(guān)于古人類的重大發(fā)現(xiàn)。但實(shí)際上,我們前些年的研究發(fā)現(xiàn),藍(lán)田公王嶺直立人頭蓋骨賦存地層的年代并不是原來測定的距今115萬年,而應(yīng)該是163萬年。這個成果將“藍(lán)田人”時間推前了48萬年,成果曾在國際權(quán)威的《人類進(jìn)化雜志》刊登。于是,在一項(xiàng)中國科學(xué)院知識創(chuàng)新重要方向項(xiàng)目中,我們就選擇這一帶作為研究對象。從2001年開始就在黃土地層中進(jìn)行探索,結(jié)果就在離發(fā)現(xiàn)“藍(lán)田人”的公王嶺約4公里處的上陳村,發(fā)現(xiàn)了這個舊石器時代的新遺址。11年前——2007年7月18日,這個日子永遠(yuǎn)難忘,我們在陡峭斜坡的黃土地層中發(fā)現(xiàn)一個石塊,接著周圍又發(fā)現(xiàn)了更多的石塊。
南:在山上發(fā)現(xiàn)石塊有什么特殊呢?
朱:那是黃土高原,清一色是風(fēng)吹來的黃土,都是堆積的粉塵。附近沒有河流,也沒有石頭山,石塊從哪里來?我們經(jīng)過團(tuán)隊(duì)古人類和舊石器考古學(xué)教授們的鑒定,這些的確是有打制痕跡的人工制品,即石器。
南:你們是需要挖開土層才能發(fā)現(xiàn)石器嗎?
朱:黃土高原的土質(zhì)松散。我們所去的地點(diǎn)坡度比較垂直陡峭,日曬雨淋就容易崩塌,裸露出來的就是黃土的原始地層,就可以發(fā)現(xiàn)石塊的痕跡,然后才進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)挖掘和采樣。我們隨后連續(xù)幾年在附近發(fā)現(xiàn)越來越多石器,發(fā)現(xiàn)的地層也越來越古老。
石器中有石錘、手鎬等工具
南:你們發(fā)現(xiàn)的是什么類型的制品?
朱:一共發(fā)現(xiàn)96件石器,包括石核、石片、刮削器、尖狀器、石錘以及手鎬等,并伴隨有哺乳動物化石殘骸和碎片。其中,最老石器層位的年齡距今約212萬年。
南:石器中最精細(xì)的是多大?
朱:最小的厚度2-4毫米,直徑只有1厘米,也是可以當(dāng)工具使用的。還有一點(diǎn)很有意思,因?yàn)楦浇]有這樣的石材,因此古人類也許是從秦嶺山脈運(yùn)來石頭原料,然后進(jìn)行打制。如果可以確定石頭的確切來源,我們就能確定古人類當(dāng)時的運(yùn)輸能力和方式。
南:發(fā)現(xiàn)的動物化石有哪些品種?
朱:哺乳動物中鹿、牛、羊、豬等,還有鬣狗和鼠類,等等。
南:有美國學(xué)者評論你們的論文說,如果進(jìn)一步研究出這些石器的用途與遺骸之間有關(guān)聯(lián)性,會很有意義。例如:骨頭上的切割痕跡指向用工具去除皮肉;骨頭上有破損痕跡,表明它們被錘擊來提取骨髓;工具有所磨損或工具上存在微量生物殘留物,表明它們被作為切割工具使用過。
朱:這需要我們下一步進(jìn)行更深入的研究。
南:這個石器的年代是怎么測定呢?
朱先生的助手吳翼博士:我們通過古地磁測年法來測定人類遺跡的年代。在地球歷史上,地球磁場的南北極是多次變更顛倒的,這樣就存在正的極性時期和負(fù)的極性時期的交替。我國和國外學(xué)者經(jīng)過40余年的研究,使用古地磁定年方法和地球軌道參數(shù)計(jì)算的方法,建立了一個國際上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)年代表。我們根據(jù)同位素年代測定技術(shù)確定了各個時期的具體年代;然后使用古地磁測量的儀器測定含有石器的黃土地層的極性方向,最后與標(biāo)準(zhǔn)古地磁年代表對比,就得到各個石器地層的年代。
南:黃土也像樹木一樣,有可以辨別年齡的年輪嗎?
吳:的確如此,有類似的“輪回”,我們把它叫作“黃土—古土壤序列”的旋回。大家可以看看論文中上陳遺址的黃土地層剖面。這里有明顯的紅色土層與黃色土層相互交替出現(xiàn)的畫面,這些紅色土層我們叫作古土壤,黃色的土層叫作黃土;古土壤形成在氣候較為溫暖濕潤的間冰期,黃土形成在寒冷干燥的冰期。我們發(fā)現(xiàn)的上陳地點(diǎn)的整個剖面達(dá)70多米深,我們確定了這里各個黃土或古土壤的年齡。那么,石器埋藏在哪些層中,它的年齡就近似于土層的這個年齡。
這里的古人類可能率先走出非洲
南:世界上的人類都起源于非洲嗎?
朱:目前國際上的主流觀點(diǎn)是這樣的。非洲發(fā)現(xiàn)的最早古人類化石和石器的年代大約是280萬年至330萬年前。在非洲以外,原先發(fā)現(xiàn)最早的是在西亞格魯吉亞的德瑪尼斯,找到約185萬至178萬年前的多件古人類化石遺骸與人工制品。因此,學(xué)術(shù)界認(rèn)為非洲直立人在距今180萬年至190萬年前走出非洲,向世界各地遷移。
南:你們這次的發(fā)現(xiàn)就將這個時間大大推前。
朱:是的。盡管目前尚未發(fā)現(xiàn)古人類的化石,但找到人工制品也足以證明古人類存在過,他們可能屬于人類進(jìn)化過程中一個非常原始的種群。此外,在同一個遺址中高頻率出現(xiàn)的舊石器文化層序列為世界罕見,所含石器的時間跨度約為85萬年,這表明在126萬至212萬年前之間黃土高原有早期人類的反復(fù)居住。
古人類更適應(yīng)溫暖潮濕的環(huán)境
南:我們可以從所發(fā)現(xiàn)的石器及地點(diǎn),來了解當(dāng)時古人類的生活環(huán)境嗎?
朱:是的。石器發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,為深入探索古人類的生存環(huán)境及其演化過程提供了重要的線索。比如,發(fā)現(xiàn)有石器的17個土層中,有11層古土壤(指示了暖濕氣候期),埋藏的石器是80件;而6層黃土(指示了干冷氣候期)埋藏著16件;而且,在古土壤中發(fā)現(xiàn)闊葉林植被的花粉化石和喜濕暖的蝸牛化石。這些初步的數(shù)據(jù)可以看出在不同的氣候條件下,這個地區(qū)的人口也在隨之增減,早期人類更適應(yīng)較為溫暖的氣候環(huán)境。但這個問題還需要更多的具有統(tǒng)計(jì)意義的數(shù)據(jù)才能作出正確的判斷。
南:你們要在荒涼的山溝進(jìn)行科學(xué)考察,時間跨度長達(dá)十多年,這個成果真是來之不易。
朱:我們從2004年開始這項(xiàng)工作,在2015年才一致認(rèn)為階段性的研究基本成熟了,開始寫文章。后來,在《自然》雜志的評審專家建議下,我們再去實(shí)地調(diào)查了兩次,取得了更扎實(shí)的新的進(jìn)展??偣残薷耐哆f了五次,稿件才得到接受。至于之前的發(fā)現(xiàn)過程,那更加不用說。日曬雨淋,風(fēng)吹沙打,爬山越嶺,蟲叮蚊咬,嚼餅充饑,不管是六十到八十歲的老教授,還是剛剛攻讀研究生的年輕人,我們大家都一路走來了。另一方面,要說實(shí)在的困難可能就是研究經(jīng)費(fèi)比較緊缺。
南:從非洲東部到東亞大約14000公里。我們看過電影《瘋狂原始人》,他們在極為艱苦的條件下生存。據(jù)說,原始人因?yàn)槿丝诘脑黾踊蚴?a href='/ziyuan/' target=_blank>資源的匱乏,以及環(huán)境的變化,如果要進(jìn)行這樣的長途跋涉,可能需要多少代才能完成,推測的需要1000到3000年。
朱:這是美國教授JohnKappelman的觀點(diǎn)。他寫在關(guān)于我們這篇論文的評論中,一起發(fā)表在《自然》雜志。未來,我們的確還有許多需要實(shí)地調(diào)查、測試分析以及深入探索的科學(xué)問題。
南:這真是值得期待!
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