蔡如鵬

準(zhǔn)確的，北京猿人將可能是生活在最為寒冷的環(huán)境下的人類祖先

一項(xiàng)新的研究顯示，周口店早期人類“北京人”(即北京猿人)的生存年代可能距今已有77萬(wàn)年，而不是之前普遍認(rèn)為的四五十萬(wàn)年。

相關(guān)的研究論文刊登在3月12日出版的英國(guó)《自然》雜志上。

論文的第一作者、南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院教授沈冠軍告訴《中國(guó)新聞周刊》，這一結(jié)論是他們采用一種名為鋁鈹埋藏測(cè)年法的技術(shù)手段，對(duì)取自“北京人”發(fā)現(xiàn)地周口店第1地點(diǎn)的石英砂和石英質(zhì)石制品進(jìn)行測(cè)定后得出的。

數(shù)次測(cè)量，結(jié)果不變

“北京人生活在距今四五十萬(wàn)年前”的結(jié)論，是在80年前遺址發(fā)掘之初，古生物學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家根據(jù)同時(shí)發(fā)掘出的動(dòng)物化石和地層結(jié)構(gòu)，推測(cè)出的結(jié)果。

周口店遺址的發(fā)掘始于1927年。隨后，在這里陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了5個(gè)“北京人”的頭蓋骨。這些發(fā)現(xiàn)之所以轟動(dòng)世界，是因?yàn)槟菚r(shí)古人類學(xué)家都在尋找從古猿向人進(jìn)化的過(guò)渡物種，恰好“北京人”填補(bǔ)了這個(gè)環(huán)節(jié)(所以他們被命名為北京猿人)。當(dāng)時(shí)“北京人”不僅被視為中國(guó)人的祖先，也是世界上最古老的人類。

在過(guò)去幾十年，科學(xué)家曾用多種測(cè)年方法，對(duì)“北京人”的生活年代進(jìn)行過(guò)多次測(cè)定。

第一次較全面的測(cè)定是在上世紀(jì)70年代末，當(dāng)時(shí)所用的測(cè)年法包括不平衡鈾系法、裂變徑跡法、古地磁法等。1991年，北京大學(xué)考古系年代實(shí)驗(yàn)室的原思訓(xùn)、陳鐵梅等人采用鈾系法，又對(duì)骨化石樣品進(jìn)行了測(cè)定。

不過(guò)，這些測(cè)定的結(jié)果都沒(méi)有否定“‘北京人生活在距今四五十萬(wàn)年前”的結(jié)論。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員吳新智對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō)：“(這些測(cè)定的)結(jié)果雖然有所不同，但相互之間差別不大?！币虼?，最初的結(jié)論一直延續(xù)至今。

一桿更大的“秤”

沈冠軍等人的研究，第一次對(duì)“北京人”的“年齡”提出了挑戰(zhàn)。

他說(shuō)，與化石本身相比，和它們埋在一起的礦物(比如石英砂)是年代信息更好的載體。因?yàn)?，礦物中含有一些特定的放射性元素，通過(guò)測(cè)定它們的含量，可以準(zhǔn)確地推算出年代的久遠(yuǎn)，而化石中沒(méi)有這些元素。

此次研究采用的鋁鈹埋藏測(cè)年法，就是通過(guò)測(cè)定石英砂中鋁26和鈹10兩種同位素含量之比，來(lái)推算年代的。

沈冠軍告訴《中國(guó)新聞周刊》，當(dāng)石英砂暴露在地表時(shí)，由于宇宙射線的照射，鋁26和鈹10的比值會(huì)穩(wěn)定在6.8左右。但當(dāng)被掩埋后，石英砂接受不到宇宙射線，兩種同位素的衰變損失得不到補(bǔ)充，含量逐漸減少，再加上半衰期不同，兩者的比例開始變化，“大約經(jīng)過(guò)150萬(wàn)年，比值會(huì)降至3.4”。

與廣泛采用的碳14測(cè)年法相比，兩種方法的原理一樣，區(qū)別在于碳14的衰變速度太快，能夠測(cè)定的年代的上限只有5萬(wàn)年，而鋁鈹埋藏測(cè)年法可以達(dá)到500萬(wàn)年。

鋁鈹埋藏測(cè)年法的設(shè)想，是兩位印度裔美國(guó)科學(xué)家在1985年提出的。最早它被用于地貌研究中，測(cè)定河流下切速度。后來(lái)，達(dá)里?格蘭杰成功地把它應(yīng)用于南非一個(gè)古人類遺址的年代研究，使其成為一種新的地質(zhì)測(cè)年法。2004年，沈冠軍等人開始用這種方法對(duì)來(lái)自周口店的樣品進(jìn)行研究。

畢業(yè)于北京大學(xué)技術(shù)物理系放射化學(xué)專業(yè)的沈冠軍，多年來(lái)一直嘗試把用新地質(zhì)測(cè)年方法，引入早期人類遺址的研究之中。

在這之前，他就曾用質(zhì)譜鈾系測(cè)年法測(cè)定過(guò)周口店第1地點(diǎn)，結(jié)論是第1～2層距今約40萬(wàn)年，第5層距今約60萬(wàn)年。由于質(zhì)譜鈾系法的上限只有60萬(wàn)年，因此沒(méi)有繼續(xù)測(cè)定下面年代更久遠(yuǎn)的6～17層。

“這好比稱東西，普通秤無(wú)法用來(lái)測(cè)出汽車的重量?！鄙蚬谲娬f(shuō)，“鋁鈹埋藏測(cè)年法是一桿能稱更大重量的‘秤，它可以測(cè)定從距今三四十萬(wàn)年前至四五百萬(wàn)年前之間地質(zhì)事件的年代。”

更耐寒的北京人

“年代測(cè)定，對(duì)古人類研究起著至關(guān)重要的作用?！闭撐牡淖髡咧?、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所副所長(zhǎng)高星認(rèn)為，年代的準(zhǔn)確性，對(duì)研究不同地區(qū)的古人類間的演化過(guò)程、時(shí)序和遷移路線等方面，可以起到?jīng)Q定性的作用。

論文的作者之一、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所副所長(zhǎng)高星對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō)，這項(xiàng)研究的意義在于“把周口店的年代測(cè)定建立在一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上，這個(gè)年代的框架會(huì)更加可信，更加精確”。

新測(cè)定的年代不僅讓“北京人”變得更古老，而且把他們推向了一個(gè)更寒冷的年代。與四五十萬(wàn)年前相比，77萬(wàn)年前要寒冷得多——那時(shí)地球正處于冰期。

地質(zhì)學(xué)家一般認(rèn)為，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代地球曾有過(guò)4次大規(guī)模的冰川活動(dòng)，最近的一次，即第四紀(jì)冰川始于200萬(wàn)年前。第四紀(jì)冰川又分為4次冰期和3次間冰期。在冰期，海平面會(huì)下降，很多陸地被巨大的冰蓋所覆蓋；等到間冰期，氣候轉(zhuǎn)暖，海水上升，大地又恢復(fù)生機(jī)。

論文作者之一、美國(guó)普渡大學(xué)的大氣學(xué)家達(dá)里?格蘭杰說(shuō)，當(dāng)時(shí)周口店的年平均溫度大概在零度上下，但這里太干燥，無(wú)法形成大冰川。他認(rèn)為，這項(xiàng)研究說(shuō)明“北京人”可能是生活在最為寒冷環(huán)境下的人類祖先。

美國(guó)學(xué)者拉塞爾?喬洪在同期《自然》雜志評(píng)論說(shuō)，新測(cè)定結(jié)果將促使學(xué)術(shù)界重新認(rèn)識(shí)“北京人”在寒冷氣候下的生存能力。

結(jié)論根據(jù)不足？

但也有人對(duì)此有不同看法。吳新智在接受《中國(guó)新聞周刊》采訪時(shí)表示，他對(duì)“北京人”的新“年齡”“持保留態(tài)度”。

在他看來(lái)，沈冠軍等人的結(jié)論“只是一家之言”，以前的結(jié)論不能因此一筆勾銷。他的理由是這篇文章“根據(jù)不足”。

此次測(cè)定一共選了10個(gè)樣品，一部分是取自遺址下部第7～10層的石英砂，一部分是早年出土于第8～9層的石英質(zhì)石制品。

但最后只有6個(gè)樣品的結(jié)果被采用，經(jīng)過(guò)加權(quán)平均后，確定“北京人”生活在距今77萬(wàn)年前，誤差范圍為8萬(wàn)年。另外4個(gè)被剔除的樣品，測(cè)定結(jié)果有的是300萬(wàn)年，有的是31萬(wàn)年。

沈冠軍告訴《中國(guó)新聞周刊》，鋁鈹埋藏測(cè)年法實(shí)際上直接測(cè)定的是樣品被掩埋的年代。由于樣品與化石位于同一地層，因此可以認(rèn)為樣品與骨骼是同時(shí)被掩埋的，“掩埋的時(shí)間就是‘北京人生活的年代”。

測(cè)定結(jié)果偏大的樣品，沈冠軍等人認(rèn)為，它們?cè)谂c骨骼一起被掩埋之前，可能就曾被掩埋過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間，所記錄的時(shí)間更長(zhǎng)。

“這樣解釋是有道理的?！眳切轮牵暗珕?wèn)題是，你又怎么保證你所選用的樣品，在這之前沒(méi)有被掩埋過(guò)呢？”

他認(rèn)為“‘北京人生活在距今四五十萬(wàn)年前”的觀點(diǎn)是經(jīng)過(guò)多種測(cè)年法相互印證的，要否定它，就必須要拿出證據(jù)，“但在這篇文章里并沒(méi)有”。

另外，沈冠軍說(shuō)，這一研究在現(xiàn)代人的起源問(wèn)題上不支持“非洲起源說(shuō)”，而更傾向于“多地區(qū)進(jìn)化說(shuō)”。但作為“多地區(qū)進(jìn)化說(shuō)”的代表人物，吳新智認(rèn)為，“北京人”“年齡”的改變，對(duì)于現(xiàn)代人的起源之爭(zhēng)也“沒(méi)有關(guān)系”。

高星支持這種觀點(diǎn)。他對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō)，事實(shí)上在這之前或相同時(shí)期的早期人類化石也有一些，比如120萬(wàn)年前的藍(lán)田猿人，“‘北京人年代的提前并不能對(duì)原有理論產(chǎn)生沖擊或改變”。

同時(shí)高星承認(rèn)，目前鋁鈹埋藏測(cè)年法還不是很成熟，精度也不是很高，需要完善。沈冠軍說(shuō)，他希望有更新的測(cè)年法產(chǎn)生，進(jìn)而推動(dòng)對(duì)北京人的研究一步步走向精確。