▲陜西省西安市藍(lán)田縣上陳舊石器遺址黃土—古土壤剖面景觀。
在上世紀(jì)出土“藍(lán)田猿人”的西安市藍(lán)田縣，新發(fā)現(xiàn)的古人類(lèi)活動(dòng)遺址——“上陳舊石器遺址”最近橫空出世。這是我國(guó)科學(xué)家首次在東北亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)的距今212萬(wàn)年前的古人類(lèi)活動(dòng)遺址、非洲以外目前所知最老的古人類(lèi)遺跡點(diǎn)之一。研究成果近日發(fā)表在世界著名的《自然》雜志上。
這是不經(jīng)意間撿來(lái)的“金蛋蛋”，還是苦苦求索得到的新發(fā)現(xiàn)？212萬(wàn)年的年代是如何測(cè)定的？上陳遺址與人們熟知的“藍(lán)田猿人”有無(wú)關(guān)聯(lián)？本報(bào)記者近日電話采訪了領(lǐng)銜這項(xiàng)研究的朱照宇。他年近七旬，是中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的研究員。
朱照宇曾兼任國(guó)際第四紀(jì)研究聯(lián)合會(huì)新構(gòu)造委員會(huì)委員、第四屆國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃中國(guó)全國(guó)委員會(huì)過(guò)去全球變化組織成員、中國(guó)第四紀(jì)科學(xué)研究會(huì)常務(wù)理事、副秘書(shū)長(zhǎng)及熱帶亞熱帶環(huán)境專委會(huì)主任等職。
十余載艱辛，揭開(kāi)上陳遺址面紗
朱照宇長(zhǎng)期從事第四紀(jì)地質(zhì)研究，就是研究有人類(lèi)以來(lái)的地質(zhì)時(shí)期的地質(zhì)狀況，用地層年代來(lái)確定第四紀(jì)各種事件發(fā)生的年齡和環(huán)境變化特點(diǎn)。
朱照宇與“猿人故鄉(xiāng)”藍(lán)田情緣難以割舍。上世紀(jì)60年代，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所等十多家院校在藍(lán)田縣城西北10公里的陳家窩發(fā)現(xiàn)直立人下頜骨化石，在城東15公里的公王嶺發(fā)現(xiàn)直立人頭蓋骨化石，并且在好幾個(gè)地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)舊石器的蹤跡。當(dāng)時(shí)，公王嶺化石成為亞洲北部發(fā)現(xiàn)的最古老的直立人化石。于是“藍(lán)田猿人”轟動(dòng)世界。朱照宇1985-1988年在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所攻讀博士學(xué)位時(shí)，曾到藍(lán)田進(jìn)行過(guò)地質(zhì)考察，當(dāng)時(shí)有過(guò)疑惑。2001-2002年，為完成一項(xiàng)中科院知識(shí)創(chuàng)新研究項(xiàng)目，他帶領(lǐng)助手再次來(lái)到藍(lán)田進(jìn)行黃土古氣候與新構(gòu)造研究，并期望研究古人類(lèi)活動(dòng)與氣候環(huán)境的關(guān)系。他們?cè)诠鯉X黃土地層采集了古地磁樣品，回到實(shí)驗(yàn)室測(cè)量后，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。再次考察，他們發(fā)現(xiàn)了黃土地層的不連續(xù)和缺失，“就像10層大樓，缺了中間的兩三層樓，”朱照宇覺(jué)得公王嶺猿人頭蓋骨年齡可能會(huì)更古老一些（當(dāng)時(shí)前人工作測(cè)定為115萬(wàn)年）。
經(jīng)過(guò)12年研究，2014年，朱照宇和中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所黃慰文研究員、英國(guó)?？巳卮髮W(xué)羅賓.丹尼爾教授等，在《人類(lèi)進(jìn)化雜志》發(fā)表研究成果，將公王嶺直立人的年代推進(jìn)到距今163萬(wàn)年前，即向前推進(jìn)近50萬(wàn)年。這一新發(fā)現(xiàn)使藍(lán)田公王嶺直立人頭骨成為迄今東亞年齡最老、非洲以外第二老猿人頭骨。
▲藍(lán)田公王嶺直立人化石及其賦存的黃土—古土壤地層剖面。
團(tuán)隊(duì)主要成員、考古學(xué)家黃慰文研究員提出，古人類(lèi)遺跡不僅要注重古人類(lèi)化石問(wèn)題，還要注意尋找他們制造和使用的工具——石器。于是，從2004年開(kāi)始，團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行公王嶺頭蓋骨研究的同時(shí)，在藍(lán)田一帶尋找連續(xù)的黃土剖面。2007年7月，在灞河北岸上陳村附近一個(gè)陡坡，他們終于發(fā)現(xiàn)了連續(xù)的黃土剖面（現(xiàn)稱作上陳舊石器遺址）。該剖面地處灞河水系中上游，為典型的“一山二塬夾一川”的地形結(jié)構(gòu)，距“藍(lán)田猿人遺址”所在的公王嶺約4公里。此后，朱照宇帶著他的團(tuán)隊(duì)20多次到藍(lán)田，在那個(gè)陡坡上風(fēng)餐露宿，歷盡艱辛。
▲朱照宇研究員（左）在上陳遺址發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)。
朱照宇介紹，黃土地層剖面由黃土層（L）和古土壤層（S）相互疊壓、交替出現(xiàn)；從上到下共編為33層，壓在最下面一層的黃土叫L33層，年齡最老。據(jù)此，他們首次建立了上陳剖面的黃土-古土壤序列：從L5到L28，中間是連續(xù)而沒(méi)有任何地層缺失的。
▲科研人員在上陳遺址主剖面陡峻采樣。
朱照宇告訴記者，一個(gè)完整的黃土剖面的最頂層，年代就是現(xiàn)在的零年，最底下的第33層黃土，年代是258萬(wàn)年。他們?cè)谶@個(gè)地層剖面的中部到下部（第5層到第28層黃土），在17個(gè)層里都發(fā)現(xiàn)了石器。
地層發(fā)掘越深，石器年齡越古老。他們發(fā)現(xiàn)，在17個(gè)層位中，石制品主要發(fā)現(xiàn)在11個(gè)古土壤層中（代表了溫暖潮濕的古氣候期），只有6個(gè)黃土層（代表了干燥寒冷的古氣候期）中含有人工制品。挖掘的最老的石器在底部的第28層黃土（L28），年齡是212萬(wàn)年。
▲在上陳遺址發(fā)現(xiàn)的最老的石器之一（埋藏于L28中，年代為212萬(wàn)年）。
▲在上陳遺址發(fā)現(xiàn)的最老的石器之一（埋藏于L28中，年代為212萬(wàn)年）。
▲科研人員在上陳遺址的地質(zhì)探槽挖掘過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一件石器，正用刷子清潔其表面。（石器埋藏在第28層黃土中，年代為212萬(wàn)年。）
▲科研人員在上陳遺址的地質(zhì)探槽挖掘過(guò)程中發(fā)現(xiàn)2件哺乳動(dòng)物化石殘塊（埋藏在第28層黃土中）。
他說(shuō)，“這17個(gè)含有人工制品的文化層的時(shí)間間隔長(zhǎng)達(dá)約85萬(wàn)年，顯示了古人類(lèi)可能在126萬(wàn)年到212萬(wàn)年前，曾經(jīng)反復(fù)地（不一定連續(xù)地）生活在中國(guó)黃土高原。但具體是什么樣的人種制造和使用了這些工具，還要找到相當(dāng)年代的人類(lèi)化石才能確認(rèn)?！?/p>
古地磁測(cè)年“鎖定”212萬(wàn)年
212萬(wàn)年是如何確定的？朱照宇介紹，團(tuán)隊(duì)使用古地磁測(cè)年法測(cè)定古土壤和黃土沉積層的年齡，這是世界公認(rèn)的對(duì)200多萬(wàn)年黃土地層序列測(cè)年的最適用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)年法。古地磁方法的基本原理是：在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，地球磁場(chǎng)的方向產(chǎn)生過(guò)多次的反轉(zhuǎn)變化，就是說(shuō)，在某些時(shí)期，地磁極是正常的，磁北極跟現(xiàn)在的地理北極是基本一致的，但在另一些時(shí)期，磁北極卻反過(guò)來(lái)指向了現(xiàn)代地理的南極；科學(xué)家們通過(guò)地球上不同地區(qū)測(cè)量的地球磁極性對(duì)比，制定了一個(gè)全球通用的古地磁年代標(biāo)準(zhǔn)；巖石或者沉積物中存在著磁性礦物，它們就像一個(gè)個(gè)小羅盤(pán)一樣記錄著磁場(chǎng)方向，當(dāng)它們被新的沉積物埋藏后，當(dāng)時(shí)的那個(gè)時(shí)間點(diǎn)的磁性方向就基本被鎖定了；那么，通過(guò)與古地磁標(biāo)準(zhǔn)年代對(duì)比，就可以確定沉積物的年代。
“我們就是運(yùn)用古地磁的方法，來(lái)測(cè)量上陳黃土剖面中黃土和古土壤層所記錄的磁極性方向，與標(biāo)準(zhǔn)古地磁年代對(duì)比，確定了整個(gè)黃土剖面的年齡，并計(jì)算出含有石器的黃土或古土壤的年齡，這也就是那些層位里的石器埋藏的年齡。當(dāng)然，這里面還有很多技術(shù)問(wèn)題的細(xì)節(jié)?！敝煺沼钫f(shuō)。
▲科研人員在上陳遺址剖面進(jìn)行古地磁采樣。
上陳村剖面由第5層黃土（L5）到第28層黃土（L28）組成，年代從頂部的45萬(wàn)年到最底部的214萬(wàn)年?！拔覀冞@次發(fā)表在《自然》雜志上的論文報(bào)道了第15層古土壤（S15）到第28層黃土（L28）的96件石器，它們的年代是126萬(wàn)年到212萬(wàn)年。在L28中發(fā)現(xiàn)了8件石器，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物的牙床等化石碎塊。最老石器所在層位的位置就在古地磁標(biāo)準(zhǔn)年代的留尼旺正極性漂移層之上大約70厘米。留尼旺漂移層的年代是大約213-215萬(wàn)年。“最老的石器年代不能大于留尼旺漂移層，因此，根據(jù)推算，我們確定它們?yōu)?12萬(wàn)年?！敝煺沼钫f(shuō)，“再往下，就是農(nóng)田和公路了，不能再繼續(xù)挖掘了。”
▲上陳遺址最老石器層位（S27～L28，距今大約2.00～2.12百萬(wàn)年）部分石器與化石。
這些出土石器與古老地層，將藍(lán)田地區(qū)古人類(lèi)活動(dòng)的年代再次向前推進(jìn)了約50萬(wàn)年，從而使上陳遺址成為目前所知非洲以外最老的古人類(lèi)遺跡點(diǎn)之一。
制作石器的原料或來(lái)自秦嶺
分布在發(fā)育完整和連續(xù)沉積的“風(fēng)成黃土-古土壤地層”中的人工打制石器，是朱照宇團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)古人類(lèi)存在過(guò)的重要證據(jù)。
在這個(gè)遺址的17個(gè)原生層位中發(fā)現(xiàn)了96件石器，其中有82個(gè)被打擊過(guò)的石器和14個(gè)未經(jīng)打擊的石器，包括石核、石片、刮削器和尖狀器等古人類(lèi)早期使用的工具，還有兩枚有打擊痕跡的石錘。在挖掘的地質(zhì)探槽中，還發(fā)現(xiàn)了鹿的下頜骨斷塊，以及?？苿?dòng)物（反芻偶蹄哺乳動(dòng)物）和其它動(dòng)物的骨骼化石碎片。
▲在上陳遺址發(fā)現(xiàn)的?？苹骂M骨殘骸冠面（埋藏于S27中，年代約為210萬(wàn)年）。
▲在上陳遺址發(fā)現(xiàn)的?？苹骂M骨殘骸側(cè)面（埋藏于S27中，年代約為210萬(wàn)年）。
這些石器的形式很簡(jiǎn)單，一些石頭有打擊疤痕，一些石片有明顯的后續(xù)加工痕跡，還有幾個(gè)鵝卵石可能曾被用作石錘。這里發(fā)現(xiàn)的工具的特征與非洲相近年代發(fā)現(xiàn)的工具有極大相似性。
朱照宇表示，上陳這種細(xì)粉砂顆粒的風(fēng)成沉積地層中沒(méi)有其他外力作用可以帶來(lái)這些1厘米到幾十厘米大的石頭，比如說(shuō)河水、洪水、山坡流水等等條件都不存在，而且石頭在地層中分布零散，其形狀顯然經(jīng)過(guò)有意識(shí)的打擊，這只能是人類(lèi)活動(dòng)造成的。推測(cè)古人類(lèi)也許是從附近的秦嶺山脈附近將這些石頭運(yùn)到這里，然后進(jìn)行打制。
他說(shuō)，盡管目前尚未發(fā)現(xiàn)古人類(lèi)的化石，也不知道是誰(shuí)制造了這些工具，但是曾生活于此的古人類(lèi)應(yīng)該屬于人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中一個(gè)非常原始的種群。
“如能找到人類(lèi)化石證據(jù)，也許能推翻直立人走出非洲的年代”
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，大概在距今180萬(wàn)年到190萬(wàn)年前，非洲直立人走出非洲向世界各地遷移，之前在西亞的格魯吉亞發(fā)現(xiàn)的185萬(wàn)年前的德瑪尼西古人類(lèi)遺址就是國(guó)際上較為公認(rèn)的證據(jù)。而此次發(fā)現(xiàn)的藍(lán)田上陳遺址舊石器層位的年齡（212萬(wàn)年前）遠(yuǎn)早于這個(gè)時(shí)間，是不是可以說(shuō)，“藍(lán)田遺址”“顛覆了”人類(lèi)走出非洲的年代？
▲各大洲距今100萬(wàn)年以上主要的古人類(lèi)遺址地點(diǎn)分布略圖（圖中，藍(lán)色圓點(diǎn)為古人類(lèi)的舊石器地點(diǎn)，紅色圓點(diǎn)為古人類(lèi)化石地點(diǎn)，方框內(nèi)的標(biāo)注為新發(fā)現(xiàn)的藍(lán)田上陳舊石器地點(diǎn)）。
朱照宇說(shuō)，“我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的這個(gè)年代，還不能說(shuō)推翻了走出非洲的觀點(diǎn)，因?yàn)榉侵弈壳鞍l(fā)現(xiàn)的人類(lèi)化石可以早到280萬(wàn)年的，石器還330多萬(wàn)年呢，還是比我們老很多。它不光是老的問(wèn)題，還有一系列的變化，包括古猿、‘能人’、‘直立人’、‘智人’等等?！?/p>
他說(shuō)，多數(shù)直立人是180-190萬(wàn)年左右在非洲發(fā)現(xiàn)的，在當(dāng)時(shí)，還有“能人”（就是能干活的人），他們被認(rèn)為是更老的人類(lèi)。大概20多萬(wàn)年前左右，出現(xiàn)了“智人”（大腦發(fā)育了，工具比較先進(jìn)了）?！爸侨恕被旧细F(xiàn)代人相似了。
“這個(gè)遺址這么老的地層，我們現(xiàn)在主要發(fā)現(xiàn)的是石器，但會(huì)不會(huì)發(fā)現(xiàn)人的化石現(xiàn)在不好說(shuō)。有可能在有些層面上會(huì)發(fā)現(xiàn)一些更老的人類(lèi)的化石?！敝煺沼钫f(shuō)，“如果能找到人類(lèi)化石證據(jù)，能夠準(zhǔn)確地鑒定他的種群，或許就會(huì)推翻直立人走出非洲年代的結(jié)論。當(dāng)然，現(xiàn)在還不能樂(lè)觀，只能繼續(xù)工作?！?/p>
黃土，黃土高原，還會(huì)創(chuàng)造出新的奇跡嗎？人們等待著。
文：文匯報(bào)駐陜記者韓 宏
圖：中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所
編輯制作：韓 宏
責(zé)任編輯：葉志明
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