《自然》:周口店在更久遠更寒冷的年代
來源:網(wǎng)絡資源 2009-09-03 15:58:00
今年是周口店古人類遺址發(fā)現(xiàn)80周年,在這80年中,中外學者在北京猿人的生存時間上,基本達成一種共識,即距今四五十萬年,這個時間已被寫進中小學教科書。
在剛剛出版的最新一期《自然》雜志上,南京師范大學教授沈冠軍、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星等人,發(fā)表了他們最新研究結(jié)果,將北京猿人的生存時間推向了更久遠的77萬年前。這個成果,在國內(nèi)外引起高度關(guān)注,謎一般的北京猿人,再度成為熱點,它的頭骨復原圖也出現(xiàn)在本期《自然》的封面上。
一個更精確的時間
長期以來,在古人類—舊石器考古學研究領(lǐng)域中,年代的測定一直是個關(guān)鍵性的、爭議較大的難題,各種手段都存在著一定的局限性,年代測定的結(jié)果也有著相當大的不確定性。再加上我國古人類遺址在測年上“先天不足”,在非洲古人類遺址中廣泛用于測年的、能更精確見證遺址時間的火山灰,在我國的舊石器遺址中很難找到。“年代測定,對古人類研究起著至關(guān)重要的作用。”高星說,“年代的準確性,對研究不同地區(qū)的古人類間的演化過程、時序和遷移路線等方面,可以起到?jīng)Q定性的作用。”
從周口店的測年歷史看,“距今四五十萬年”的結(jié)論,是在80年前遺址發(fā)掘之初,由古生物學家根據(jù)同時發(fā)掘出的動物化石而推測出的結(jié)果,此后隨著地質(zhì)測年方法的興起,周口店成為多種測年法的研究熱點。質(zhì)譜鈾系測年法曾被應用于周口店的年代測定,得出第1/2層約40萬年、第5層約60萬年,但這一結(jié)論尚未被普遍接受,同時鈾是一種衰變周期很短的元素,因此可測定年代的上限只有60萬年。
此次用于周口店的測年手段,是古人類研究領(lǐng)域在最近幾年剛剛開始采用的一種新方法,這種被稱為鋁鈹埋藏測年法的手段,最早用于地貌研究中,測定河流下切速度。2003年,該方法被成功應用于南非一個古人類遺址的年代研究,其結(jié)果發(fā)表于《科學》雜志。“文章發(fā)表后,我們馬上意識到,它有可能為我國古人類遺址的年代研究帶來新的契機。”沈冠軍說,“這種方法可以用來測定上百萬年遺址的年代,所需材料為石英礦物,在我國古人類遺址中,也相對容易找到。”
此次在周口店所提取的樣本是取自遺址下部的第7~10層石英砂,和三件早年出土于第8~9層的石英質(zhì)石制品,其結(jié)果得出了相互一致的結(jié)論:距今77萬年,誤差8萬年。
一個更寒冷的時代
本期《自然》的封面上赫然印著“一個更冷的新年代”的注解,高星說,推進二三十萬年,在古人類學研究上,也許不是什么驚人的時間差,而這二三十萬年,對北京人來說,卻有著非同一般的意義。本期《自然》配發(fā)的一位國外學者的評論文章也指出了這一點。文章說,這個時間將北京人生活的環(huán)境,移向了一個更寒冷的時代。
到目前為止,從全球古人類遺址的分布上看,絕大多數(shù)的遺址分布在溫暖的地帶,比如南非、東非、印尼的爪哇島以及我國南方地區(qū)。周口店位于東亞大陸靠北的區(qū)域,北京猿人一直是古人類中的“耐寒一族”,為古人類對寒冷氣候的適應能力提供一個難得的研究范本。此次測年的新結(jié)論則進一步改寫了北京人生存的氣候條件。從年代上看,四五十萬年前,正是被學界稱為間冰期(兩個冰期中的暖期)中最溫暖的時段,而77萬年前則處于一個相對比較寒冷的時段。氣候環(huán)境的改寫,使得古人類學者需要重新認識古人類對環(huán)境的適應能力。
以用火為例,長期以來對周口店發(fā)現(xiàn)的用火的遺跡,中外學者一直有著不同的解釋,中國學者普遍認為,是古人類有控制地主動用火。而從上世紀80年代以來,國外一些學者提出了可能是自然野火,甚至可能是動物糞便“變質(zhì)”留下的痕跡。高星認為,此次測年結(jié)果對應的氣候條件,將使更多學者重新考慮人為用火的可能,畢竟77萬年前的氣候條件,對北京猿人的耐寒能力,提出了更巨大的挑戰(zhàn)。
周口店上層的年代由于時間較近,目前對其的年代爭議較少,普遍認為是三四十萬年前。此次測年結(jié)果說明,古人類在這里生活的時間,遠比人們原先想象得更長久,可以為研究人類的演化、行為、認識提供更豐富的信息,甚至可以建立起一個幾十萬年間人類演化的序列。此外七八十萬年前,正是我國古人類化石材料少,“缺環(huán)”很多的一個時段,此次測年的結(jié)果,在一定程度上填補了這個“迷失的環(huán)節(jié)”。
有望開創(chuàng)新天地
盡管此次測年結(jié)果意義深遠,而且得到了國際同行的認可,但在沈冠軍看來,其中有不少問題有待提高。從測年精度上看,誤差正負8萬年,在以往各種地質(zhì)測年方法中,已屬相當精確的范圍。而沈冠軍對這一誤差卻依然表示遺憾,目前使用于鋁鈹埋藏年齡法的設(shè)備,誕生于上世紀80年代,其性能還在不斷地改善,特別是鋁26的精度,還有望進一步提高。他說,隨著設(shè)備條件的改善,應該有望在10年間將這一精度提高到正負4萬年。
在此次測年成功后,鋁鈹埋藏年齡法將更廣泛地應用于我國早更新世遺址的年代測定上,然而,由于受青藏高原隆升的影響,我國地表侵蝕速率普遍較高,石英礦物在地表受宇宙射線照射的時間較短,為鋁鈹埋藏年齡法的應用帶來了困難。沈冠軍表示,這也是這個方法在未來需要致力研究解決的問題。而對那些有條件進行測定的早更新世地點,待天氣轉(zhuǎn)暖,新的野外考察季到來時,將開始進行采樣。
對周口店古人類研究而言,除了測年打開了一個新窗口外,高星表示,從1996年起進行的物理勘探和鉆探工程,也帶來了不少令人欣喜的發(fā)現(xiàn):龍骨山西坡地下存在以前不為人知的洞穴或裂隙,有的洞穴可能適宜古人類居住,具有潛在的考古和科學價值。很有可能,周口店這處古老的遺址,在它被發(fā)現(xiàn)80周年之后,又進入一個在科學上取得創(chuàng)新突破的新的周期。
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