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          藏在硅藻里的人類遷徙“證據”

          2023年07月11日 10:06:22 來源:科技日報 作者:頡滿斌

            近日,蘭州大學資源與環境學院黃小忠教授團隊與英國諾丁漢大學弗吉尼亞·N·帕尼佐(Virginia N. Panizzo)博士團隊以及中國科學院西北生態環境資源研究院博士陳雪梅等人合作,在《自然·通訊》上發表了題為《阿爾泰山全新世氣候適宜期驅動中亞地區史前人類擴張》的研究論文。通過對阿爾泰山南坡的喀納斯湖和鐵外克湖(此湖原為鐵外克村的無名湖泊,黃小忠團隊將其命名為鐵外克湖)中的沉積物進行采樣,并結合硅藻硅同位素、生物硅、孢粉及全樣碳、氮同位素等指標分析,創新性地從氣候角度揭示了阿爾泰山地區全新世以來的溫度變化歷史,同時也進一步探究了溫度變化對該時期人群遷徙的影響,為中亞地區史前人口擴張的驅動力研究提供了新視角和新證據。

            湖底尋蹤,找出顏那亞人的遷徙路線

            全新世從約11000多年前開始。根據全球海洋和陸地溫度記錄的集成結果,在早中全新世(距今9000—7000年前),全球氣候相對溫暖,隨后全球逐漸變冷,工業革命以來全球再次變暖。而氣候模型的模擬結果則顯示,全新世以來全球年均溫持續升高。為何地質記錄與氣候模擬存在差異?這一“全新世溫度謎題”成了古氣候學界最熱門的研究課題之一,至今未有定論。

            不同水體中的沉積物組成是不同的,因此也具有不同的同位素特征。湖泊流域的化學風化作用會導致聚集在沉積物中的同位素濃度和組成發生改變,從而反映出不同時期的溫度變化。

            早在2011年,黃小忠就來到新疆喀納斯湖進行野外考察,希望通過孢粉測量研究,分析當地古環境變化!翱{斯湖中硅藻的硅同位素和生物硅等指標可以揭示該地區全新世以來的溫度變化歷史!秉S小忠解釋,“在生物生長的過程中,硅藻會優先吸收較輕的硅同位素,而當溫度升高導致湖水分層,暖水中硅藻大量生長,水中的溶解硅相對不足,硅藻就會開始更多地利用偏重的硅同位素。換句話說,氣候環境越溫暖,硅藻中的硅同位素就越重!

            地理學者總在尋找更加理想的研究對象。此后,鐵外克湖進入黃小忠的視野。鐵外克湖是一個被濕地包圍的封閉小湖,周圍的降水和積雪融水滋潤了它。周圍森林茂密,沉積環境更加穩定,為研究局地古環境氣候變化提供了理想的條件。黃小忠等人先后3次前往鐵外克湖進行實地勘測,提取沉積物檔案。

            此次研究顯示,在6500—3600年前,阿爾泰山地區氣候總體溫暖,喀納斯湖硅藻生長繁盛,其間,在4700—4300年前,氣候異常溫暖,硅藻中的硅同位素顯著偏重。此研究結合鐵外克湖鉆孔孢粉、碳氮同位素等指標,并與區域濕度記錄對比,顯示在6500—3600年前,阿爾泰山地區的氣候適宜,溫暖濕潤的氣候可能吸引了在里海西北部暖干環境生活的顏那亞人。他們在5000年前左右遷移到西伯利亞南部及阿爾泰山地區,稍晚在更溫暖的4800—4700年前,里海的水位因高溫干旱變低,顏那亞人就遷徙到海拔更高的高加索地區以及緯度更高的北歐地區。

            這與考古學和遺傳學證據發現的——青銅時代早期顏那亞人在約5000年前從東歐草原東南部遷徙至南西伯利亞地區以及阿爾泰山西側的推測不謀而合。雖然科學界在該時期人群遠距離遷徙的驅動力上提出了多種假說,包括農業和語言的擴散與傳播、馬的馴化以及乳制品等次級動物產品的使用等。然而,氣候背景因素尤其是溫度變化歷史及其對史前人群遷徙的影響顯然也是重要一環。

            持續追問,探索人類與環境的雙向互動關系

            在歐亞大陸內部核心地帶阿爾泰山地區的北方泰加林到干旱區之間,有一片廣袤的草原帶。目前該區處于寒溫帶,卻是史前亞洲中部草原絲綢之路的關鍵區域和早期東西方文明交流的重要通道之一。

            根據歷史學家的研究,5000—4000年前生活在東歐草原上的顏那亞人與歐洲文明淵源極深,F在幾乎絕大多數歐洲人身上都有他們的祖先顏那亞人的基因。

            在世界遷徙史上,人類幾乎都是從資源低的地方向資源高的地方轉移,顏那亞人的遷徙之路有點相反!拔覀兊难芯孔C實,正是南西伯利亞和阿爾泰山地區溫暖濕潤的環境,促使顏那亞人在約5000年前從里海西北部一路向東遷徙過來,并孕育了銅石并用的阿凡納謝沃文化,促進了農牧業的傳播!秉S小忠說。

            一直關注并指導這項研究的中國科學院院士陳發虎發現,氣候環境變化對人類活動及文明演化的影響很大,在早期文明發展階段影響更大。因此本項成果把氣候環境變化和人類活動歷史結合了起來,在探索跨大陸交流的環境動力等方面起到了關鍵證據作用。

            “全新世跨大陸交流對歐亞大陸文明發展非常重要,這一時期人口數量更多,青銅、大麥、小麥、羊、馬及東亞的粟作農業技術的東西向彼此傳輸,促進了歐亞大陸社會經濟發展和新技術的使用。研究氣候環境變化與人類活動的相互作用能夠更好地幫助我們理解史前人類遷徙與跨文化交流!标惏l虎說,“下一步,團隊會關注早期農業、游牧業建立后人類活動怎樣影響環境、絲路沿線的文明發展!

          [編輯: 陳嘉宜]
          (本文來源:科技日報)
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