《自然》：周口店在更久遠(yuǎn)更寒冷的年代

　　今年是周口店古人類遺址發(fā)現(xiàn)80周年，在這80年中，中外學(xué)者在北京猿人的生存時(shí)間上，基本達(dá)成一種共識(shí)，即距今四五十萬年，這個(gè)時(shí)間已被寫進(jìn)中小學(xué)教科書。

　　在剛剛出版的最新一期《自然》雜志上，南京師范大學(xué)教授沈冠軍、中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員高星等人，發(fā)表了他們最新研究結(jié)果，將北京猿人的生存時(shí)間推向了更久遠(yuǎn)的77萬年前。這個(gè)成果，在國內(nèi)外引起高度關(guān)注，謎一般的北京猿人，再度成為熱點(diǎn)，它的頭骨復(fù)原圖也出現(xiàn)在本期《自然》的封面上。

　　一個(gè)更精確的時(shí)間

　　長期以來，在古人類—舊石器考古學(xué)研究領(lǐng)域中，年代的測定一直是個(gè)關(guān)鍵性的、爭議較大的難題，各種手段都存在著一定的局限性，年代測定的結(jié)果也有著相當(dāng)大的不確定性。再加上我國古人類遺址在測年上“先天不足”，在非洲古人類遺址中廣泛用于測年的、能更精確見證遺址時(shí)間的火山灰，在我國的舊石器遺址中很難找到。“年代測定，對古人類研究起著至關(guān)重要的作用。”高星說，“年代的準(zhǔn)確性，對研究不同地區(qū)的古人類間的演化過程、時(shí)序和遷移路線等方面，可以起到?jīng)Q定性的作用。”

　　從周口店的測年歷史看，“距今四五十萬年”的結(jié)論，是在80年前遺址發(fā)掘之初，由古生物學(xué)家根據(jù)同時(shí)發(fā)掘出的動(dòng)物化石而推測出的結(jié)果，此后隨著地質(zhì)測年方法的興起，周口店成為多種測年法的研究熱點(diǎn)。質(zhì)譜鈾系測年法曾被應(yīng)用于周口店的年代測定，得出第1/2層約40萬年、第5層約60萬年，但這一結(jié)論尚未被普遍接受，同時(shí)鈾是一種衰變周期很短的元素，因此可測定年代的上限只有60萬年。

　　此次用于周口店的測年手段，是古人類研究領(lǐng)域在最近幾年剛剛開始采用的一種新方法，這種被稱為鋁鈹埋藏測年法的手段，最早用于地貌研究中，測定河流下切速度。2003年，該方法被成功應(yīng)用于南非一個(gè)古人類遺址的年代研究，其結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)》雜志。“文章發(fā)表后，我們馬上意識(shí)到，它有可能為我國古人類遺址的年代研究帶來新的契機(jī)。”沈冠軍說，“這種方法可以用來測定上百萬年遺址的年代，所需材料為石英礦物，在我國古人類遺址中，也相對容易找到。”

　　此次在周口店所提取的樣本是取自遺址下部的第7~10層石英砂，和三件早年出土于第8~9層的石英質(zhì)石制品，其結(jié)果得出了相互一致的結(jié)論：距今77萬年，誤差8萬年。

　　一個(gè)更寒冷的時(shí)代

　　本期《自然》的封面上赫然印著“一個(gè)更冷的新年代”的注解，高星說，推進(jìn)二三十萬年，在古人類學(xué)研究上，也許不是什么驚人的時(shí)間差，而這二三十萬年，對北京人來說，卻有著非同一般的意義。本期《自然》配發(fā)的一位國外學(xué)者的評論文章也指出了這一點(diǎn)。文章說，這個(gè)時(shí)間將北京人生活的環(huán)境，移向了一個(gè)更寒冷的時(shí)代。

　　到目前為止，從全球古人類遺址的分布上看，絕大多數(shù)的遺址分布在溫暖的地帶，比如南非、東非、印尼的爪哇島以及我國南方地區(qū)。周口店位于東亞大陸靠北的區(qū)域，北京猿人一直是古人類中的“耐寒一族”，為古人類對寒冷氣候的適應(yīng)能力提供一個(gè)難得的研究范本。此次測年的新結(jié)論則進(jìn)一步改寫了北京人生存的氣候條件。從年代上看，四五十萬年前，正是被學(xué)界稱為間冰期(兩個(gè)冰期中的暖期)中最溫暖的時(shí)段，而77萬年前則處于一個(gè)相對比較寒冷的時(shí)段。氣候環(huán)境的改寫，使得古人類學(xué)者需要重新認(rèn)識(shí)古人類對環(huán)境的適應(yīng)能力。

　　以用火為例，長期以來對周口店發(fā)現(xiàn)的用火的遺跡，中外學(xué)者一直有著不同的解釋，中國學(xué)者普遍認(rèn)為，是古人類有控制地主動(dòng)用火。而從上世紀(jì)80年代以來，國外一些學(xué)者提出了可能是自然野火，甚至可能是動(dòng)物糞便“變質(zhì)”留下的痕跡。高星認(rèn)為，此次測年結(jié)果對應(yīng)的氣候條件，將使更多學(xué)者重新考慮人為用火的可能，畢竟77萬年前的氣候條件，對北京猿人的耐寒能力，提出了更巨大的挑戰(zhàn)。

　　周口店上層的年代由于時(shí)間較近，目前對其的年代爭議較少，普遍認(rèn)為是三四十萬年前。此次測年結(jié)果說明，古人類在這里生活的時(shí)間，遠(yuǎn)比人們原先想象得更長久，可以為研究人類的演化、行為、認(rèn)識(shí)提供更豐富的信息，甚至可以建立起一個(gè)幾十萬年間人類演化的序列。此外七八十萬年前，正是我國古人類化石材料少，“缺環(huán)”很多的一個(gè)時(shí)段，此次測年的結(jié)果，在一定程度上填補(bǔ)了這個(gè)“迷失的環(huán)節(jié)”。

　　有望開創(chuàng)新天地

　　盡管此次測年結(jié)果意義深遠(yuǎn)，而且得到了國際同行的認(rèn)可，但在沈冠軍看來，其中有不少問題有待提高。從測年精度上看，誤差正負(fù)8萬年，在以往各種地質(zhì)測年方法中，已屬相當(dāng)精確的范圍。而沈冠軍對這一誤差卻依然表示遺憾，目前使用于鋁鈹埋藏年齡法的設(shè)備，誕生于上世紀(jì)80年代，其性能還在不斷地改善，特別是鋁26的精度，還有望進(jìn)一步提高。他說，隨著設(shè)備條件的改善，應(yīng)該有望在10年間將這一精度提高到正負(fù)4萬年。

　　在此次測年成功后，鋁鈹埋藏年齡法將更廣泛地應(yīng)用于我國早更新世遺址的年代測定上，然而，由于受青藏高原隆升的影響，我國地表侵蝕速率普遍較高，石英礦物在地表受宇宙射線照射的時(shí)間較短，為鋁鈹埋藏年齡法的應(yīng)用帶來了困難。沈冠軍表示，這也是這個(gè)方法在未來需要致力研究解決的問題。而對那些有條件進(jìn)行測定的早更新世地點(diǎn)，待天氣轉(zhuǎn)暖，新的野外考察季到來時(shí)，將開始進(jìn)行采樣。

　　對周口店古人類研究而言，除了測年打開了一個(gè)新窗口外，高星表示，從1996年起進(jìn)行的物理勘探和鉆探工程，也帶來了不少令人欣喜的發(fā)現(xiàn)：龍骨山西坡地下存在以前不為人知的洞穴或裂隙，有的洞穴可能適宜古人類居住，具有潛在的考古和科學(xué)價(jià)值。很有可能，周口店這處古老的遺址，在它被發(fā)現(xiàn)80周年之后，又進(jìn)入一個(gè)在科學(xué)上取得創(chuàng)新突破的新的周期。