發(fā)掘 | 陜西上陳遺址揭示212萬(wàn)年前黃土高原已現人跡,可能改寫(xiě)早期人類(lèi)遷徙史
藍田上陳舊石器遺址
上陳舊石器遺址發(fā)掘圖。
中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所朱照宇團隊在中國陜西省西安市藍田縣玉山鎮上陳村新發(fā)現一處舊石器遺址——上陳遺址。該遺址擁有連續性較好的人工制品文化層序列,時(shí)間可追溯到大約126萬(wàn)年到212萬(wàn)年前。這一發(fā)現表明,古人類(lèi)可能很早就出現在非洲以外的地方——比之前認為的更早。
2018年7月11日,世界著(zhù)名科學(xué)雜志《自然》,在線(xiàn)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)導的科研團隊的論文,是關(guān)于在黃土高原212萬(wàn)年前舊石器時(shí)代考古方面的研究成果。這篇題為《古人類(lèi)約在210萬(wàn)年前占據黃土高原》的論文,由來(lái)自國內外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(dòng)物與古人類(lèi)研究所黃慰文研究員。
遺址出土的部分石器與化石。
世界范圍內重要的古人類(lèi)遺址點(diǎn)分布圖
據介紹,迄今較為公認的最早的非洲以外的古人類(lèi)證據來(lái)自格魯吉亞的德馬尼斯,該區域發(fā)現了185萬(wàn)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)現的早期古人類(lèi)化石可以上溯至150萬(wàn)年至170萬(wàn)年前。
朱照宇團隊詳細描述了上陳遺址發(fā)現的早更新世黃土—古土壤序列的S15至L28層位中的82個(gè)被打擊過(guò)的石頭和14個(gè)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(lèi)早期使用工具的證據。作者還介紹了兩枚有打擊痕跡的石錘。此外,在這個(gè)區域的地質(zhì)挖掘探槽中還發(fā)現了伴隨著(zhù)石核和石片工具的鹿的下頜骨斷塊,以及牛科動(dòng)物(反芻偶蹄哺乳動(dòng)物)和其它動(dòng)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上陳地區發(fā)育良好的連續的黃土——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(gè)地層剖面的中下部(S15至L28)有17個(gè)層位都含有人工制品,其中,石制品主要發(fā)現于潮濕溫暖氣候下形成的11個(gè)古土壤層中。此外,他分析,這17個(gè)文化層的時(shí)間跨度長(cháng)達約85萬(wàn)年,顯示了古人類(lèi)可能在212萬(wàn)年到126萬(wàn)年前曾反復地(不一定連續地)生活在中國黃土高原。
7月13日,南方日報作為第一家與朱照宇先生面對面采訪(fǎng)的媒體,了解了這個(gè)成果的發(fā)現與研究的情況。
●南方日報記者林亞茗通訊員陳一馬學(xué)濤
在“藍田人”家鄉找到更古老的人類(lèi)遺跡
南方日報記者(下稱(chēng)“南”):朱先生,我知道您曾經(jīng)參與廣東省可持續發(fā)展進(jìn)程的研究,怎么又會(huì )主持古人類(lèi)歷史的研究,您的專(zhuān)業(yè)是什么?
朱照宇(下稱(chēng)“朱”):我從1980年讀碩士研究生時(shí),就開(kāi)始研究第四紀地質(zhì)學(xué),也就是研究有人類(lèi)以來(lái)的沉積物、生物、氣候、地層、構造運動(dòng)和地殼發(fā)展等學(xué)科。有人類(lèi)以來(lái)的環(huán)境問(wèn)題是相通的,我既關(guān)注地質(zhì)學(xué)、古氣候與古人類(lèi)環(huán)境,也關(guān)注現代地質(zhì)環(huán)境與社會(huì )發(fā)展的問(wèn)題。比如,我們可以通過(guò)了解古代環(huán)境氣候的變化規律,來(lái)分析現代和將來(lái)氣候變化的規律和趨向。
南:恭喜你們,在黃土高原有了這個(gè)重大發(fā)現。我們過(guò)去學(xué)歷史時(shí)知道,陜西省藍田縣曾經(jīng)出土中國距今約110萬(wàn)年至115萬(wàn)年的古人類(lèi)化石,稱(chēng)為“藍田人”。這一帶證明是古人類(lèi)活動(dòng)的地方,你們一開(kāi)始就是因此到這里去找研究線(xiàn)索的嗎?
朱:是的,早在1963年,這里就有了這些關(guān)于古人類(lèi)的重大發(fā)現。但實(shí)際上,我們前些年的研究發(fā)現,藍田公王嶺直立人頭蓋骨賦存地層的年代并不是原來(lái)測定的距今115萬(wàn)年,而應該是163萬(wàn)年。這個(gè)成果將“藍田人”時(shí)間推前了48萬(wàn)年,成果曾在國際權威的《人類(lèi)進(jìn)化雜志》刊登。于是,在一項中國科學(xué)院知識創(chuàng )新重要方向項目中,我們就選擇這一帶作為研究對象。從2001年開(kāi)始就在黃土地層中進(jìn)行探索,結果就在離發(fā)現“藍田人”的公王嶺約4公里處的上陳村,發(fā)現了這個(gè)舊石器時(shí)代的新遺址。11年前——2007年7月18日,這個(gè)日子永遠難忘,我們在陡峭斜坡的黃土地層中發(fā)現一個(gè)石塊,接著(zhù)周?chē)职l(fā)現了更多的石塊。
南:在山上發(fā)現石塊有什么特殊呢?
朱:那是黃土高原,清一色是風(fēng)吹來(lái)的黃土,都是堆積的粉塵。附近沒(méi)有河流,也沒(méi)有石頭山,石塊從哪里來(lái)?我們經(jīng)過(guò)團隊古人類(lèi)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(kāi)土層才能發(fā)現石器嗎?
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(lái)的就是黃土的原始地層,就可以發(fā)現石塊的痕跡,然后才進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)挖掘和采樣。我們隨后連續幾年在附近發(fā)現越來(lái)越多石器,發(fā)現的地層也越來(lái)越古老。
石器中有石錘、手鎬等工具
南:你們發(fā)現的是什么類(lèi)型的制品?
朱:一共發(fā)現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(dòng)物化石殘骸和碎片。其中,最老石器層位的年齡距今約212萬(wàn)年。
南:石器中最精細的是多大?
朱:最小的厚度2-4毫米,直徑只有1厘米,也是可以當工具使用的。還有一點(diǎn)很有意思,因為附近并沒(méi)有這樣的石材,因此古人類(lèi)也許是從秦嶺山脈運來(lái)石頭原料,然后進(jìn)行打制。如果可以確定石頭的確切來(lái)源,我們就能確定古人類(lèi)當時(shí)的運輸能力和方式。
南:發(fā)現的動(dòng)物化石有哪些品種?
朱:哺乳動(dòng)物中鹿、牛、羊、豬等,還有鬣狗和鼠類(lèi),等等。
南:有美國學(xué)者評論你們的論文說(shuō),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(huì )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(lái)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(guò)。
朱:這需要我們下一步進(jìn)行更深入的研究。
南:這個(gè)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(guò)古地磁測年法來(lái)測定人類(lèi)遺跡的年代。在地球歷史上,地球磁場(chǎng)的南北極是多次變更顛倒的,這樣就存在正的極性時(shí)期和負的極性時(shí)期的交替。我國和國外學(xué)者經(jīng)過(guò)40余年的研究,使用古地磁定年方法和地球軌道參數計算的方法,建立了一個(gè)國際上公認的標準年代表。我們根據同位素年代測定技術(shù)確定了各個(gè)時(shí)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,最后與標準古地磁年代表對比,就得到各個(gè)石器地層的年代。
南:黃土也像樹(shù)木一樣,有可以辨別年齡的年輪嗎?
吳:的確如此,有類(lèi)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的畫(huà)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)現的上陳地點(diǎn)的整個(gè)剖面達70多米深,我們確定了這里各個(gè)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(gè)年齡。
這里的古人類(lèi)可能率先走出非洲
南:世界上的人類(lèi)都起源于非洲嗎?
朱:目前國際上的主流觀(guān)點(diǎn)是這樣的。非洲發(fā)現的最早古人類(lèi)化石和石器的年代大約是280萬(wàn)年至330萬(wàn)年前。在非洲以外,原先發(fā)現最早的是在西亞格魯吉亞的德瑪尼斯,找到約185萬(wàn)至178萬(wàn)年前的多件古人類(lèi)化石遺骸與人工制品。因此,學(xué)術(shù)界認為非洲直立人在距今180萬(wàn)年至190萬(wàn)年前走出非洲,向世界各地遷移。
南:你們這次的發(fā)現就將這個(gè)時(shí)間大大推前。
朱:是的。盡管目前尚未發(fā)現古人類(lèi)的化石,但找到人工制品也足以證明古人類(lèi)存在過(guò),他們可能屬于人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中一個(gè)非常原始的種群。此外,在同一個(gè)遺址中高頻率出現的舊石器文化層序列為世界罕見(jiàn),所含石器的時(shí)間跨度約為85萬(wàn)年,這表明在126萬(wàn)至212萬(wàn)年前之間黃土高原有早期人類(lèi)的反復居住。
古人類(lèi)更適應溫暖潮濕的環(huán)境
南:我們可以從所發(fā)現的石器及地點(diǎn),來(lái)了解當時(shí)古人類(lèi)的生活環(huán)境嗎?
朱:是的。石器發(fā)現的規律,為深入探索古人類(lèi)的生存環(huán)境及其演化過(guò)程提供了重要的線(xiàn)索。比如,發(fā)現有石器的17個(gè)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(zhù)16件;而且,在古土壤中發(fā)現闊葉林植被的花粉化石和喜濕暖的蝸牛化石。這些初步的數據可以看出在不同的氣候條件下,這個(gè)地區的人口也在隨之增減,早期人類(lèi)更適應較為溫暖的氣候環(huán)境。但這個(gè)問(wèn)題還需要更多的具有統計意義的數據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(shí)間跨度長(cháng)達十多年,這個(gè)成果真是來(lái)之不易。
朱:我們從2004年開(kāi)始這項工作,在2015年才一致認為階段性的研究基本成熟了,開(kāi)始寫(xiě)文章。后來(lái),在《自然》雜志的評審專(zhuān)家建議下,我們再去實(shí)地調查了兩次,取得了更扎實(shí)的新的進(jìn)展。總共修改投遞了五次,稿件才得到接受。至于之前的發(fā)現過(guò)程,那更加不用說(shuō)。日曬雨淋,風(fēng)吹沙打,爬山越嶺,蟲(chóng)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(lái)了。另一方面,要說(shuō)實(shí)在的困難可能就是研究經(jīng)費比較緊缺。
南:從非洲東部到東亞大約14000公里。我們看過(guò)電影《瘋狂原始人》,他們在極為艱苦的條件下生存。據說(shuō),原始人因為人口的增加或是資源的匱乏,以及環(huán)境的變化,如果要進(jìn)行這樣的長(cháng)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(guān)點(diǎn)。他寫(xiě)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(lái),我們的確還有許多需要實(shí)地調查、測試分析以及深入探索的科學(xué)問(wèn)題。
南:這真是值得期待!
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