中科院廣州地化所:黃土高原地層及其早期人類演化研究取得新發(fā)現(xiàn)

文/馮海波

[導(dǎo)語]

“地圈與生物圈變化（全球變化）”是國際前沿的重大科學(xué)問題，而人類起源及其環(huán)境演化是全球變化和第四紀(jì)研究的關(guān)鍵問題之一。由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所（以下簡稱“中科院廣州地化所”）牽頭，組織多學(xué)科力量開展的黃土地層與早期人類演化綜合研究，積累了數(shù)千組數(shù)據(jù)，取得了具有重大國際意義的發(fā)現(xiàn)，使藍(lán)田成為迄今所知非洲以外最早人類活動(dòng)地點(diǎn)之一，促使科學(xué)家重新審視早期人類起源和遷徙這一重大科學(xué)問題；在“古全球變化”研究中提出“早期人類及其生存環(huán)境的高分辨率演化序列”的科學(xué)研究目標(biāo)，為處于國際領(lǐng)先的中國黃土研究拓展了“高分辨率黃土－古土壤－古人類遺跡序列”的研究新路。中科院廣州地化所項(xiàng)目成果“黃土高原南部黃土地層年代與古環(huán)境及其早期人類演化新發(fā)現(xiàn)”獲得廣東省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

組建團(tuán)隊(duì)開展多學(xué)科交叉研究

項(xiàng)目第一完成人、中科院廣州地化所研究員朱照宇表示，人類起源及演化是第四紀(jì)研究的重大科學(xué)問題。目前已經(jīng)建立了古動(dòng)物、古植物甚至古細(xì)菌的高分辨率環(huán)境演化序列，但對于古人類高分辨率環(huán)境演化序列的研究卻十分稀少，最大的難點(diǎn)在于沒有找到一個(gè)良好的沉積序列和活動(dòng)場所。由中科院廣州地化所聯(lián)合中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所、中國科學(xué)院南海海洋研究所、贛南師范大學(xué)、湖南師范大學(xué)、華南師范大學(xué)、中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所、南寧市生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合行政執(zhí)法支隊(duì)、河南省地質(zhì)調(diào)查院和廣東省科學(xué)院廣州地理研究所等組成的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用黃土地層序列開展了古人類環(huán)境的高分辨率序列研究。

據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，黃土高原南部陜西藍(lán)田有著37個(gè)“黃土—古土壤”地層序列，記錄了第四紀(jì)37個(gè)冰期與間冰期氣候旋回，并且曾發(fā)現(xiàn)過幾處古人類化石和石器點(diǎn)。從2001年至2018年，由朱照宇研究員牽頭組成的研究團(tuán)隊(duì)，在藍(lán)田地區(qū)開展了多學(xué)科交叉結(jié)合的調(diào)查研究，積累了數(shù)千組第一手?jǐn)?shù)據(jù)。秉承前人“黃土地質(zhì)考古帶”觀點(diǎn)，朱照宇團(tuán)隊(duì)提出運(yùn)用中國黃土連續(xù)序列的地圈優(yōu)勢去建立生物圈古人類及其環(huán)境演化序列的思路，并將地層學(xué)與古生物學(xué)、地貌學(xué)、沉積學(xué)、構(gòu)造學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)、磁學(xué)和年代學(xué)等多種地質(zhì)學(xué)方法與古人類學(xué)和舊石器考古學(xué)方法相結(jié)合。

該研究團(tuán)隊(duì)首次獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了黃土層中距今212萬年的古人類石器，通過運(yùn)用多種技術(shù)方法和高分辨率古地磁定年，檢測出兩個(gè)最重要的古地磁事件——奧杜威和留尼旺正極性亞期，確定了最古老的黃土地層中的石器年代為距今212萬年，比國際公認(rèn)的非洲以外最古老的格魯吉亞的德馬尼西石器（185萬年）還要早27萬年。這一新發(fā)現(xiàn)使藍(lán)田上陳村成為迄今所知非洲以外最古老的人類活動(dòng)地點(diǎn)之一，改寫了早期人類起源和遷徙的歷史。

中科院廣州地化所團(tuán)隊(duì)考古發(fā)現(xiàn)

中科院廣州地化所朱照宇及其團(tuán)隊(duì)在野外發(fā)掘研究

研究成果改變對古人類遷徙擴(kuò)散模式的認(rèn)知

朱照宇研究團(tuán)隊(duì)還首次將公王嶺直立人頭蓋骨年齡從距今115萬年重新定年至距今163萬年。據(jù)介紹，公王嶺頭蓋骨化石發(fā)現(xiàn)于1964年，原來被確定為距今115萬年，但是經(jīng)過十幾年的實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，化石層之上地層存在著明顯的侵蝕作用，其中缺少了幾十萬年的地層。高分辨率古地磁定年發(fā)現(xiàn)了三個(gè)重要事件：考伯山、吉爾薩和奧杜威，其中吉爾薩事件年齡為162萬年，而化石層在吉爾薩事件之下，至少應(yīng)當(dāng)是距今163萬年。這就使公王嶺頭蓋骨成為迄今所知非洲以外第二古老的頭蓋骨化石，確定了直立人至少在160多萬年前就已經(jīng)出現(xiàn)在東亞，改變了對傳統(tǒng)的古人類遷徙、擴(kuò)散模式的認(rèn)知。

此外，該研究團(tuán)隊(duì)在藍(lán)田上陳村陸續(xù)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了45萬年至212萬年的23層舊石器層，運(yùn)用各種古環(huán)境指標(biāo)揭示了長時(shí)間尺度古人類生存環(huán)境的演化特征，這是目前所知世界獨(dú)有的長尺度、多階段、高頻率的新發(fā)現(xiàn)，為使藍(lán)田成為全球性時(shí)標(biāo)和地標(biāo)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)在古全球變化研究中古人類及其生存環(huán)境的高分辨率演化序列的薄弱環(huán)節(jié)方面打開了突破口。

該團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在Nature、Journal of Human Evolution等雜志，入選中國地質(zhì)學(xué)會十大地質(zhì)科技進(jìn)展，2018年度中國科學(xué)十大進(jìn)展，是迄今為止廣東省內(nèi)以第一作者第一單位牽頭獲得的唯一一項(xiàng)地質(zhì)科學(xué)成果，獲評為國際上近十年（2010－2019年）人類演化領(lǐng)域最重大發(fā)現(xiàn)。