古人類(lèi)在全球“火山冬季”中幸存

時(shí)間:2018-03-15來(lái)1源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 作者:shenqian

科學(xué)家在南非的Vleesbaai挖掘石器時(shí)代的工具。圖片來(lái)源：Curtis Marean/亞利桑那州立大學(xué)

本報(bào)訊大約74000年前，位于蘇門(mén)答臘島的一座名為“托巴”的巨型火山發(fā)生了過(guò)去200萬(wàn)年間地球最大規(guī)模的一次噴發(fā)。幾周內(nèi)，氣體和灰燼噴射到大氣中并在全球范圍內(nèi)傳播開(kāi)來(lái)。一些科學(xué)家認(rèn)為，它們引發(fā)了一次全球性的“火山冬季”，可能持續(xù)了數(shù)十年，導(dǎo)致人類(lèi)物種大規(guī)模的死亡和幾近滅絕。但也有人認(rèn)為火山噴發(fā)的影響并沒(méi)有那么顯著。

如今，在南非南部海岸一個(gè)著名考古遺址——頂峰點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的細(xì)微火山灰痕跡表明，至少有一些早期人類(lèi)在這次火山爆發(fā)后幸存下來(lái)，甚至繁衍繁榮。這一發(fā)現(xiàn)還為考古學(xué)家提供了一個(gè)令人驚訝的精確時(shí)間標(biāo)記，用于測(cè)定全球各地遺址的年代。

當(dāng)托巴火山爆發(fā)時(shí)，現(xiàn)代人已經(jīng)走出非洲，并至少來(lái)到了中東，甚至更遠(yuǎn)的地區(qū)。一些研究人員提出，托巴火山的噴發(fā)規(guī)模大到足以造成一次逆轉(zhuǎn)的溫室效應(yīng)，使地球冷卻數(shù)十年，導(dǎo)致生態(tài)災(zāi)難和廣泛的食物短缺，只有少數(shù)小種群生物能夠幸存下來(lái)。（火山噴出的二氧化硫進(jìn)入大氣，形成了能夠反射太陽(yáng)光的氣溶膠。）但這一理論引發(fā)了激烈的討論。例如，來(lái)自非洲東部馬拉維湖的沉積物并沒(méi)有顯示出，在此次火山噴發(fā)期間，植物生命發(fā)生劇烈變化的證據(jù)。

考古學(xué)家想要看看他們能否在頂峰點(diǎn)找到有關(guān)火山爆發(fā)后果的證據(jù)。這里有一系列的洞穴，考古學(xué)家在此發(fā)現(xiàn)了大量的骨骼、工具和武器，這些化石是石器時(shí)代的人類(lèi)留下的，有些可以追溯到大約20萬(wàn)年前�？脊艑W(xué)家還研究了Vleesbaai，這是一個(gè)9公里外的露天場(chǎng)所，研究人員在這里發(fā)現(xiàn)了更多的石器時(shí)代工具和動(dòng)物骨骼。

科學(xué)家從Vleesbaai挖掘的一個(gè)1.5米高的垂直剖面中采集了每一厘米的沉積物樣品，并分析了位于頂峰點(diǎn)的關(guān)鍵層位的樣品。在這兩個(gè)遺址，他們發(fā)現(xiàn)了少量的cryptotephra，后者是玻璃狀火山巖的微觀粒子。這些碎片的化學(xué)特征與在馬來(lái)西亞和馬拉維湖發(fā)現(xiàn)的托巴火山灰相吻合。

“這是一個(gè)令人驚訝的研究結(jié)果。”這項(xiàng)研究的第一作者、美國(guó)坦佩市亞利桑那州立大學(xué)考古學(xué)家Curtis Marean說(shuō)，因?yàn)榛鹕交覍釉谌蚍秶鷥?nèi)都標(biāo)記了相同的日期（大約在1個(gè)月內(nèi)）。其他的測(cè)年技術(shù)大約有10%的錯(cuò)誤率，因此，一個(gè)測(cè)年結(jié)果為74000年的沉積物樣品實(shí)際可能是距今81000年至66000年之間的任何時(shí)間段�？傊�，這項(xiàng)研究工作提供了一種新的方法，可以非常精確地將相距遙遠(yuǎn)的考古遺址聯(lián)系起來(lái)。

Marean及其同事在3月12日出版的《自然》雜志發(fā)表報(bào)告稱(chēng)，在頂峰點(diǎn)的火山灰痕跡上下發(fā)現(xiàn)的史前古器物表明人類(lèi)對(duì)該遺址的使用沒(méi)有任何間隙。事實(shí)上，在火山爆發(fā)后不久，人類(lèi)占領(lǐng)的痕跡很快便加劇了，這表明居住在這里的人類(lèi)生活得很好，Marean說(shuō)。

現(xiàn)在知道，頂峰點(diǎn)的古人類(lèi)以貝類(lèi)和其他海洋資源為食，Marean推測(cè)海洋可能緩沖了火山爆發(fā)產(chǎn)生的影響。“狩獵—采集經(jīng)濟(jì)確實(shí)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。”Marean說(shuō)，“火山爆發(fā)對(duì)他們的影響可能要比對(duì)植物和動(dòng)物的影響少得多。”

但是伊利諾伊大學(xué)厄巴納分校考古學(xué)家Stanley Ambrose對(duì)此表示懷疑，他曾提出托巴火山的噴發(fā)使大部分早期人類(lèi)都滅絕了。Marean的研究小組發(fā)現(xiàn)，在火山灰的痕跡之上有一層層的沙質(zhì)，而Ambrose說(shuō)，這確實(shí)是環(huán)境劇烈變化以及人類(lèi)占領(lǐng)減少的標(biāo)志。

Marean則反駁說(shuō)，這些沙質(zhì)層是一系列沙丘的一部分，這些沙丘是在火山噴發(fā)后的幾天或幾周內(nèi)形成的。他說(shuō)：“所以沒(méi)有證據(jù)表明這些遺址被廢棄了。”Marean說(shuō)，在其他遺址尋找火山遺跡有助于解決這場(chǎng)爭(zhēng)論。

其他研究人員對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的潛力印象深刻，部分原因在于其能夠分離出罕見(jiàn)的cryptotephra粒子——每克沉積物中只有兩個(gè)粒子。

“這是一個(gè)美麗的標(biāo)記。”德國(guó)耶拿市馬普學(xué)會(huì)人類(lèi)歷史科學(xué)研究所考古學(xué)家Michael Petraglia說(shuō)。他說(shuō)，令人印象深刻的是，該團(tuán)隊(duì)能夠在距離火山9000公里的范圍內(nèi)找到火山灰的蹤跡。Petraglia及其同事希望在東非和阿拉伯的遺址上使用類(lèi)似的技術(shù)。“當(dāng)你發(fā)現(xiàn)它的時(shí)候，它非常棒。”