中国科学家陕西考古,改写人类第一次出走非洲时间

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撰文 | 张亚盟

责编 | 陈晓雪

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人类至少两次走出非洲,其中第一次发生在距今185万年左右,这是根据非洲以外发现的最早人类化石证据而确定的。最近,中国科学院广州地球化学研究所朱照宇研究员领导的团队在陕西上陈新发现的一处最古老的旧石器遗址,改写了这一时间,表明人类至少在212万年前就已经离开非洲并出现在亚洲东部。7月12日,《自然》(Nature)在线发表了这一结果。

上陈旧石器遗址的发现

上陈村位于黄土高原南部、秦岭北麓的陕西省蓝田县。此前,蓝田县的公王岭遗址和陈家窝遗址均已经发现过人类化石,其中公王岭遗址的直立人下颌骨和头骨距今约163万年,陈家窝遗址发现的直立人下颌骨距今约65万年。

在2004-2017年的发掘中,研究者发现了上陈遗址,它距离公王岭北部4公里,层厚约74米,包含了从L5到L28(与深海氧同位素12-80阶段相当)的完整的黄土-古土壤序列。

?上陈旧石器遗址景观及黄土-古土壤剖面

在中国黄土高原上,沉积的黄土厚约100-300米,从顶部至底部有33层交替的古土壤层(Paleosol)和黄土层(Loess),记录了260万年以来东亚季风的发展变化,其中黄土层代表的是干旱的沙暴时期,对应深海氧同位素的偶数阶段(冷期或是冰期),而红色的古土壤层代表的是温暖湿润的时期,对应的则是深海氧同位素的奇数阶段(暖期或是间冰期)。研究者在野外调查时首先确定了标志层:古土壤层S5,黄土层L9,L15,L24,L25。然后通过粒度大小、化学和矿物成分分析进一步区别不同层位的类型。这些数据表明,上陈的黄土地层沉积是风成的,和其他典型中国黄土沉积是一致的。研究者进一步以平均层厚6.9厘米取样1076次获得了高精度的磁化率曲线,结果也与典型中国黄土剖面相一致。

根据上陈剖面的地层连续性以及反转边界的位置,通过古地磁定年,研究人员确定了黄土-古土壤序列从L5到L28是一个完整的序列,其代表的时间范围为距今41万年-216万年。

出土的石制品及其层位

在地层中常常出现由于地质原因而形成的“假石器”,为了与“假石器”相区分,研究者着重注意了多次剥片尤其是从多个方向上剥片的痕迹,同时也对清晰的石片疤,打击泡,修理以及石片的二次剥片等都进行了重点观察。

在S5-L28层中,研究人员发现了原地埋藏的88件剥片修理类石料,20件未经打击的石料。其中在S15-L28层(126万年-212万年前),原地埋藏的石制品有96件。在这些石制品中,一共鉴定出了5种剥片石制品,石核(17件),石片(9件),残片(8件),碎片(14件)和修理类石制品(34件)。研究者认为石制品主要采用原料为石英岩和石英,其主要可能来源为秦岭山麓地带(距离遗址5-10公里)以及流经该处的河流。

上陈旧石器遗址S27-L28层中发现的部分石制品展示

这些石器与黄土-古土壤层的关系能给我们带来什么信息呢?

在石器的17个原生层位中,有11层是古土壤(指向暖湿气候期),6层是黄土(指向干冷气候期),而且出土石制品最多的为古土壤层S22(33件,154万年-157万年前),这表明早期人类更加频繁的出现在暖湿的气候环境中,相比于干冷的气候古人类更更适应于暖湿的气候;而且这17层含石器的黄土-古土壤地层时间跨度约为85万年,表明在距今126万至212万年间黄土高原有早期人类的反复(不一定是连续的)居住。

对于出土的石制品,古人类学家、德州大学奥斯汀分校教授John Kappelman有自己的理解。他在《自然》同期发表的评论中表示,由于没有任何石片拼合痕迹的报告,因此石片的产生过程很有可能发生在其他区域。此外,发现的96件石制品主要是小型的石片和砾石,这与石制品周围精细的石料构成鲜明的对比,研究者认为这些石制品的原料是古人类从较远的秦岭山麓搬运而来的,如果研究者的构想成立,那么这将对我们了解古人类能够搬运多远距离的原材料提供重要的信息。

关于人类第一次走出非洲的时间,古人类学界趋向较为保守的时间,目前最早的证据包括:来自西亚格鲁吉亚的德玛尼西人类化石(距今约177-185万年),中国云南元谋的两颗直立人门齿(距今约170万年),陕西蓝田公王岭直立人化石(距今约163万年),爪哇岛的桑吉兰人类化石(距今约150-160万年)等,此外,泥河湾盆地的马圈沟第三地点和上沙嘴遗址出土的石制品同样也在距今160-170万年之间。

而今天,根据上陈旧石器遗址的新发现,我们知道了早在212万年前就有人类祖先生活居住在中国的这片黄土高原上,这对以往人们认为的人类走出非洲的时间提出了挑战,人们有必要重新审视早期人类的起源、迁移和扩散的经典模式。

参考资料:

1.Zhu, Z.etal. Nature. https://doi.org/10.1038/ s41586-018-0299-4 (2018).

2. 刘东生. 黄土与环境. 科学出版社 (1985).

3. Zhu, Z.-Y.et al. New dating of the Homo erectus cranium from Lantian (Gongwangling), China. Journal of Human Evolution 78, 144-157, doi:10.1016/j.jhevol.2014.10.001 (2015).

4. Zhu, R. X.et al. New evidence on the earliest human presence at high northern latitudes in northeast Asia. Nature 431, 559, doi:10.1038/nature02829

制版编辑 | 黄玉莹

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