作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2018/3/14 9:09:01
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古人类在全球“火山冬季”中幸存
提供精确测年时间标记

 

科学家在南非的Vleesbaai挖掘石器时代的工具。图片来源:Curtis Marean/亚利桑那州立大学

本报讯 大约74000年前,位于苏门答腊岛的一座名为“托巴”的巨型火山发生了过去200万年间地球最大规模的一次喷发。几周内,气体和灰烬喷射到大气中并在全球范围内传播开来。一些科学家认为,它们引发了一次全球性的“火山冬季”,可能持续了数十年,导致人类物种大规模的死亡和几近灭绝。但也有人认为火山喷发的影响并没有那么显著。

如今,在南非南部海岸一个著名考古遗址——顶峰点发现的细微火山灰痕迹表明,至少有一些早期人类在这次火山爆发后幸存下来,甚至繁衍繁荣。这一发现还为考古学家提供了一个令人惊讶的精确时间标记,用于测定全球各地遗址的年代。

当托巴火山爆发时,现代人已经走出非洲,并至少来到了中东,甚至更远的地区。一些研究人员提出,托巴火山的喷发规模大到足以造成一次逆转的温室效应,使地球冷却数十年,导致生态灾难和广泛的食物短缺,只有少数小种群生物能够幸存下来。(火山喷出的二氧化硫进入大气,形成了能够反射太阳光的气溶胶。)但这一理论引发了激烈的讨论。例如,来自非洲东部马拉维湖的沉积物并没有显示出,在此次火山喷发期间,植物生命发生剧烈变化的证据。

考古学家想要看看他们能否在顶峰点找到有关火山爆发后果的证据。这里有一系列的洞穴,考古学家在此发现了大量的骨骼、工具和武器,这些化石是石器时代的人类留下的,有些可以追溯到大约20万年前。考古学家还研究了Vleesbaai,这是一个9公里外的露天场所,研究人员在这里发现了更多的石器时代工具和动物骨骼。

科学家从Vleesbaai挖掘的一个1.5米高的垂直剖面中采集了每一厘米的沉积物样品,并分析了位于顶峰点的关键层位的样品。在这两个遗址,他们发现了少量的cryptotephra,后者是玻璃状火山岩的微观粒子。这些碎片的化学特征与在马来西亚和马拉维湖发现的托巴火山灰相吻合。

“这是一个令人惊讶的研究结果。”这项研究的第一作者、美国坦佩市亚利桑那州立大学考古学家Curtis Marean说,因为火山灰层在全球范围内都标记了相同的日期(大约在1个月内)。其他的测年技术大约有10%的错误率,因此,一个测年结果为74000年的沉积物样品实际可能是距今81000年至66000年之间的任何时间段。总之,这项研究工作提供了一种新的方法,可以非常精确地将相距遥远的考古遗址联系起来。

Marean及其同事在3月12日出版的《自然》杂志发表报告称,在顶峰点的火山灰痕迹上下发现的史前古器物表明人类对该遗址的使用没有任何间隙。事实上,在火山爆发后不久,人类占领的痕迹很快便加剧了,这表明居住在这里的人类生活得很好,Marean说。

现在知道,顶峰点的古人类以贝类和其他海洋资源为食,Marean推测海洋可能缓冲了火山爆发产生的影响。“狩猎—采集经济确实具有很强的适应性。”Marean说,“火山爆发对他们的影响可能要比对植物和动物的影响少得多。”

但是伊利诺伊大学厄巴纳分校考古学家Stanley Ambrose对此表示怀疑,他曾提出托巴火山的喷发使大部分早期人类都灭绝了。Marean的研究小组发现,在火山灰的痕迹之上有一层层的沙质,而Ambrose说,这确实是环境剧烈变化以及人类占领减少的标志。

Marean则反驳说,这些沙质层是一系列沙丘的一部分,这些沙丘是在火山喷发后的几天或几周内形成的。他说:“所以没有证据表明这些遗址被废弃了。”Marean说,在其他遗址寻找火山遗迹有助于解决这场争论。

其他研究人员对这项技术的潜力印象深刻,部分原因在于其能够分离出罕见的cryptotephra粒子——每克沉积物中只有两个粒子。

“这是一个美丽的标记。”德国耶拿市马普学会人类历史科学研究所考古学家Michael Petraglia说。他说,令人印象深刻的是,该团队能够在距离火山9000公里的范围内找到火山灰的踪迹。Petraglia及其同事希望在东非和阿拉伯的遗址上使用类似的技术。“当你发现它的时候,它非常棒。”(赵熙熙)

《中国科学报》 (2018-03-14 第2版 国际)
 
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