發(fā)掘 | 陜西上陳遺址揭示212萬年前黃土高原已現(xiàn)人跡，可能改寫早期人類遷徙史
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(zhèn)上陳村新發(fā)現(xiàn)一處舊石器遺址——上陳遺址。該遺址擁有連續(xù)性較好的人工制品文化層序列，時間可追溯到大約126萬年到212萬年前。這一發(fā)現(xiàn)表明，古人類可能很早就出現(xiàn)在非洲以外的地方——比之前認為的更早。
2018年7月11日，世界著名科學(xué)雜志《自然》，在線發(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(dǎo)的科研團隊的論文，是關(guān)于在黃土高原212萬年前舊石器時代考古方面的研究成果。這篇題為《古人類約在210萬年前占據(jù)黃土高原》的論文，由來自國內(nèi)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)院古脊椎動物與古人類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(nèi)重要的古人類遺址點分布圖
據(jù)介紹，迄今較為公認的最早的非洲以外的古人類證據(jù)來自格魯吉亞的德馬尼斯，該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了185萬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(xiàn)的早期古人類化石可以上溯至150萬年至170萬年前。
朱照宇團隊詳細描述了上陳遺址發(fā)現(xiàn)的早更新世黃土—古土壤序列的S15至L28層位中的82個被打擊過的石頭和14個未經(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。它們都是古人類早期使用工具的證據(jù)。作者還介紹了兩枚有打擊痕跡的石錘。此外，在這個區(qū)域的地質(zhì)挖掘探槽中還發(fā)現(xiàn)了伴隨著石核和石片工具的鹿的下頜骨斷塊，以及牛科動物（反芻偶蹄哺乳動物）和其它動物的骨骼化石碎片。
朱照宇介紹道，這一舊石器文化序列的年代主要是根據(jù)上陳地區(qū)發(fā)育良好的連續(xù)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。這個地層剖面的中下部（S15至L28）有17個層位都含有人工制品，其中，石制品主要發(fā)現(xiàn)于潮濕溫暖氣候下形成的11個古土壤層中。此外，他分析，這17個文化層的時間跨度長達約85萬年，顯示了古人類可能在212萬年到126萬年前曾反復(fù)地（不一定連續(xù)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的媒體，了解了這個成果的發(fā)現(xiàn)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(xiāng)找到更古老的人類遺跡
南方日報記者（下稱“南”）：朱先生，我知道您曾經(jīng)參與廣東省可持續(xù)發(fā)展進程的研究，怎么又會主持古人類歷史的研究，您的專業(yè)是什么？
朱照宇（下稱“朱”）：我從1980年讀碩士研究生時，就開始研究第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)，也就是研究有人類以來的沉積物、生物、氣候、地層、構(gòu)造運動和地殼發(fā)展等學(xué)科。有人類以來的環(huán)境問題是相通的，我既關(guān)注地質(zhì)學(xué)、古氣候與古人類環(huán)境，也關(guān)注現(xiàn)代地質(zhì)環(huán)境與社會發(fā)展的問題。比如，我們可以通過了解古代環(huán)境氣候的變化規(guī)律，來分析現(xiàn)代和將來氣候變化的規(guī)律和趨向。
南：恭喜你們，在黃土高原有了這個重大發(fā)現(xiàn)。我們過去學(xué)歷史時知道，陜西省藍田縣曾經(jīng)出土中國距今約110萬年至115萬年的古人類化石，稱為“藍田人”。這一帶證明是古人類活動的地方，你們一開始就是因此到這里去找研究線索的嗎？
朱：是的，早在1963年，這里就有了這些關(guān)于古人類的重大發(fā)現(xiàn)。但實際上，我們前些年的研究發(fā)現(xiàn)，藍田公王嶺直立人頭蓋骨賦存地層的年代并不是原來測定的距今115萬年，而應(yīng)該是163萬年。這個成果將“藍田人”時間推前了48萬年，成果曾在國際權(quán)威的《人類進化雜志》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年開始就在黃土地層中進行探索，結(jié)果就在離發(fā)現(xiàn)“藍田人”的公王嶺約4公里處的上陳村，發(fā)現(xiàn)了這個舊石器時代的新遺址。11年前——2007年7月18日，這個日子永遠難忘，我們在陡峭斜坡的黃土地層中發(fā)現(xiàn)一個石塊，接著周圍又發(fā)現(xiàn)了更多的石塊。
南：在山上發(fā)現(xiàn)石塊有什么特殊呢？
朱：那是黃土高原，清一色是風(fēng)吹來的黃土，都是堆積的粉塵。附近沒有河流，也沒有石頭山，石塊從哪里來？我們經(jīng)過團隊古人類和舊石器考古學(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：你們是需要挖開土層才能發(fā)現(xiàn)石器嗎？
朱：黃土高原的土質(zhì)松散。我們所去的地點坡度比較垂直陡峭，日曬雨淋就容易崩塌，裸露出來的就是黃土的原始地層，就可以發(fā)現(xiàn)石塊的痕跡，然后才進一步進行地質(zhì)挖掘和采樣。我們隨后連續(xù)幾年在附近發(fā)現(xiàn)越來越多石器，發(fā)現(xiàn)的地層也越來越古老。
石器中有石錘、手鎬等工具
南：你們發(fā)現(xiàn)的是什么類型的制品？
朱：一共發(fā)現(xiàn)96件石器，包括石核、石片、刮削器、尖狀器、石錘以及手鎬等，并伴隨有哺乳動物化石殘骸和碎片。其中，最老石器層位的年齡距今約212萬年。
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(dāng)工具使用的。還有一點很有意思，因為附近并沒有這樣的石材，因此古人類也許是從秦嶺山脈運來石頭原料，然后進行打制。如果可以確定石頭的確切來源，我們就能確定古人類當(dāng)時的運輸能力和方式。
南：發(fā)現(xiàn)的動物化石有哪些品種？
朱：哺乳動物中鹿、牛、羊、豬等，還有鬣狗和鼠類，等等。
南：有美國學(xué)者評論你們的論文說，如果進一步研究出這些石器的用途與遺骸之間有關(guān)聯(lián)性，會很有意義。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。
朱：這需要我們下一步進行更深入的研究。
南：這個石器的年代是怎么測定呢？
朱先生的助手吳翼博士：我們通過古地磁測年法來測定人類遺跡的年代。在地球歷史上，地球磁場的南北極是多次變更顛倒的，這樣就存在正的極性時期和負的極性時期的交替。我國和國外學(xué)者經(jīng)過40余年的研究，使用古地磁定年方法和地球軌道參數(shù)計算的方法，建立了一個國際上公認的標(biāo)準(zhǔn)年代表。我們根據(jù)同位素年代測定技術(shù)確定了各個時期的具體年代；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(biāo)準(zhǔn)古地磁年代表對比，就得到各個石器地層的年代。
南：黃土也像樹木一樣，有可以辨別年齡的年輪嗎？
吳：的確如此，有類似的“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(xiàn)的畫面，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(xiàn)的上陳地點的整個剖面達70多米深，我們確定了這里各個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年齡。
這里的古人類可能率先走出非洲
南：世界上的人類都起源于非洲嗎？
朱：目前國際上的主流觀點是這樣的。非洲發(fā)現(xiàn)的最早古人類化石和石器的年代大約是280萬年至330萬年前。在非洲以外，原先發(fā)現(xiàn)最早的是在西亞格魯吉亞的德瑪尼斯，找到約185萬至178萬年前的多件古人類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180萬年至190萬年前走出非洲，向世界各地遷移。
南：你們這次的發(fā)現(xiàn)就將這個時間大大推前。
朱：是的。盡管目前尚未發(fā)現(xiàn)古人類的化石，但找到人工制品也足以證明古人類存在過，他們可能屬于人類進化過程中一個非常原始的種群。此外，在同一個遺址中高頻率出現(xiàn)的舊石器文化層序列為世界罕見，所含石器的時間跨度約為85萬年，這表明在126萬至212萬年前之間黃土高原有早期人類的反復(fù)居住。
古人類更適應(yīng)溫暖潮濕的環(huán)境
南：我們可以從所發(fā)現(xiàn)的石器及地點，來了解當(dāng)時古人類的生活環(huán)境嗎？
朱：是的。石器發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，為深入探索古人類的生存環(huán)境及其演化過程提供了重要的線索。比如，發(fā)現(xiàn)有石器的17個土層中，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16件；而且，在古土壤中發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)可以看出在不同的氣候條件下，這個地區(qū)的人口也在隨之增減，早期人類更適應(yīng)較為溫暖的氣候環(huán)境。但這個問題還需要更多的具有統(tǒng)計意義的數(shù)據(jù)才能作出正確的判斷。
南：你們要在荒涼的山溝進行科學(xué)考察，時間跨度長達十多年，這個成果真是來之不易。
朱：我們從2004年開始這項工作，在2015年才一致認為階段性的研究基本成熟了，開始寫文章。后來，在《自然》雜志的評審專家建議下，我們再去實地調(diào)查了兩次，取得了更扎實的新的進展?？偣残薷耐哆f了五次，稿件才得到接受。至于之前的發(fā)現(xiàn)過程，那更加不用說。日曬雨淋，風(fēng)吹沙打，爬山越嶺，蟲叮蚊咬，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了。另一方面，要說實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。我們看過電影《瘋狂原始人》，他們在極為艱苦的條件下生存。據(jù)說，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，如果要進行這樣的長途跋涉，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的觀點。他寫在關(guān)于我們這篇論文的評論中，一起發(fā)表在《自然》雜志。未來，我們的確還有許多需要實地調(diào)查、測試分析以及深入探索的科學(xué)問題。
南：這真是值得期待！
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