黃土高原上發現的石器，或將古人類離開非洲的時間提前｜Nature 自然科研
《自然》本周在線發表的一篇論文Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago詳細介紹了中國上陳遺址（中國陝西省西安市藍田縣玉山鎮上陳村）發現的連續性較好的人工製品文化序列，時間可以追溯到大約130萬到210萬年前。這一發現表明，古人類可能很早就出現在非洲以外的地方——比之前認為的更早。
迄今最早的非洲以外的古人類證據來自格魯吉亞的德馬尼斯，該區域發現了185萬年前的直立人的化石及其使用的工具；其它在中國和印尼爪哇島發現的早期古人類化石可以上溯至150萬年到170萬年前。不過，一些考古學家表示有證據顯示古人類活動早從200萬年前就開始了。
中國科學院廣州地球化學研究所的朱照宇和他的同事們詳細描述了中國黃土高原上陳遺址發現的早更新世的82個被打擊過的石頭和14個未經打擊的石塊，這些被打擊的石頭包括石核、石片、刮削器、尖狀器、鑽孔器和手鎬——這些都是古人類早期使用工具的證據。作者還在文中介紹了兩枚有打擊痕跡的石錘。此外，在這個區域的挖掘探槽中還發現了伴隨著石核和石片工具的鹿的下頜骨斷塊，以及牛科動物（反芻偶蹄哺乳動物）和其它動物的骨骼化石碎片。
作者指出，這一舊石器文化序列的年代主要是根據上陳地區發育良好的連續的黃土-古土壤地層剖麵的鑒定以及高密度古地磁定年技術所確定的。這個地層剖麵的中下部有17個層位都含有人工製品，其中，石製品主要發現於潮濕溫暖氣候下形成的11個古土壤層中；而隻有6個黃土地層中含有人工製品。
黃土是在風力作用下從西部和西北部吹揚起來的粉塵見落到黃土高原而形成的粉砂狀沉積物，主要形成於寒冷幹燥的氣候——這與之前塔吉克斯坦發現的類似的人工製品序列遵循相同的氣候模式。此外，作者還指出這17個文化層的時間跨度長達約85萬年，顯示了古人類可能在210萬年到130萬年前曾反複地（不一定連續地）生活在中國黃土高原。
Nature|doi:10.1038/s41586-018-0299-4
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Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago
在中國發掘出的石器將非洲以外最早確定有古人類存在跡象的時間推前至約210萬年前。
想象一個幾乎沒有人類的世界。這是後啟示錄科幻小說常用的主題，而直到早期人族（包括演化樹上的人類、人屬已滅絕的物種以及其他親緣關係接近的雙足行走物種）走出非洲、邁入未知疆域、並最終遍布全球之前，地球曆史的絕大部分時間裏都沒有人類的存在。
那麽最初是哪些古人類開啟了這一段旅程？他們是何時、如何、通過哪些路徑遷徙的？通過田野研究，發掘人類早期擴散所留下的蛛絲馬跡，可以得到問題的部分答案，也有助於我們理解古人類的行為。在《自然》雜誌的一篇論文裏，朱照宇等人報告了在200多萬年前的中國有過古人類活動的相關證據。這項研究把我們所知古人類在非洲以外存在的時間段提前了。
上陳遺址的地貌，考古人員在古地磁采樣和人工製品采集。
Zhu et al.
要想確定一個物種最早出現的時間，首先得有能證明它存在過的確鑿無疑的證據，另外也要有堅實的證據證明含有這麽一個樣本的地質材料的年代。常見物種的遺骸在其生活區域的化石沉積物裏通常很容易找到。
相較而言，古人類的種群數量很可能非常小，這使得他們的化石遺骸一般也很稀少，因此單單一節指骨就足夠用來證明其存在了。不過，古人類至少在330萬年前就開始用石頭製作工具了，那些有意打製的礫石和石片也可以用來證明他們的存在。
此前，已知非洲以外最古老的人類遺址位於格魯吉亞的Dmanisi，那裏的發掘成果振奮人心：多具約185至178萬年前的古人類遺骸和石器工具。而從歐洲西部到亞洲東部的眾多更晚期的古人類遺址也已經被徹頭徹尾地調查過了。
朱照宇團隊在位於黃土高原的藍田縣玉山鎮上陳村（下稱“上陳遺址”，詳見圖一）隻發掘出了石器，他們據此報告當地有古人類存在過的跡象。他們還發現這些石器分布在約210萬年前的沉積層裏。
圖一 | 古人類遺址。朱照宇團隊報告了他們在中國黃土高原上陳遺址發現的約210萬年前的石器，這是非洲以外已知最早的人族存在過的證據。圖中標出了一部分重要的早期古人類化石和石器遺址的年代與位置。
很多古人類遺址的年代是通過像放射性測年或火山岩化學指紋斷代這樣的方法估算出來的。由於上陳遺址沒有火山岩，朱照宇團隊采用了古地磁測年法來分析相關沉積層——被稱作古土壤（化石化的土壤）和黃土（風力搬運的粉砂土）。
這項技術的原理是地磁場會隨機發生北極變成南極（或相反）的倒轉。沉積物中的磁性礦物會像小型指南針一樣記錄下極性，當含有磁性礦物的沉積物成岩之後，那個時期的地磁極性就會被“鎖”在裏麵。這些古代沉積層裏磁極倒轉的模式為我們提供了一個“指紋”，它可以被用來與一種叫做地磁極性年表（GPTS）的年代參考相比對。
上陳遺址的地表基岩（露頭）陡峭而深切，還有著植被覆蓋的斜坡，這使得樣本采集成了字麵意義上的飛簷走壁。作者收集到的數據與GPTS的相關性是令人信服的，同時他們還成功從GPTS裏識別出了兩個值得注意的時期（短暫的留尼旺地磁極性亞期（Réunion Subchron）與它之後稍長的奧杜威亞期(Olduvai Subchron)），而埋有最古老的石製品的地層就處於它們之間的年代。
那麽我們能確信研究者們找到的就是遺址裏最早的一批石器嗎？因為當地正處於農耕期，他們無法進一步研究更深的地層，所以未來的工作目標應當是調查這些地層。
上陳遺址中S27和L28層挖掘探槽。
Zhu et al.
朱照宇團隊分析的96件出土石器主要是小型石片和礫石，它們與其周圍更為精細的地質材料形成了鮮明的反差。他們提出當時的人類是從秦嶺的山裏把這些岩石運到南麵的。如果能確定石頭的確切來源，我們將能掌握一條重要信息：這些古人類把原材料運輸了多遠。
這些石器的形式很簡單：手掌大小的石核、少量從石核上打下的石片（其中一些後來明顯被重磨過）以及若幹可能被用作石錘的礫石。上陳石器的這些特征與非洲近似年代的石器非常相似。
作者並未報告石片相互之間、或者石片與它們原先所在的石核之間有任何匹配的拚合，因此石片可能是在其它地方生產的。不過，由於陡坡的存在，他們很難在遺址現場開展大規模的挖掘，所以這種可能性還有待更全麵的檢驗。
在上陳舊石器時期遺址的地層S27-L28（2.09-2.12Ma）、L27（1.95-2.09Ma）、L25（1.73-1.80Ma）和S23（1.59-1.65Ma）中發現的人工製品。Ma表示百萬年。
Zhu et al.
這些石器的用途是什麽呢？朱照宇團隊注意到在最古老的石器附近還發現有動物遺骸，這其中包括了牛科動物（含羚羊和黃牛）、鹿科動物和豬科動物的骨骼。他們在論文裏沒有說明這樣的關聯是否為古人類使用工具處理動物屍體提供了證據。
如果我們要評估這種可能性，必須要在動物骨骼上找出以下這類痕跡：切痕（這意味著人類用工具來切肉）；裂痕（意味通過錘擊來提取骨髓）；工具的磨損；或是在工具上有生物殘留痕跡的存在。如果以後有人要研究這個問題，那麽像殘留物分析這類研究方法的應用可能會受到石器在複原後的清潔程度的影響。
古人類可能起源於600多萬年前的非洲大陸。而在歐亞大陸，既沒有年代那麽早的人類遺址，也沒有任何可以歸類於如南方古猿屬和傍人屬的早期人類（他們直到約100萬年前才從非洲滅絕）的化石。這表明人屬的某個種才是古人類裏最可能首先走出非洲的。
在非洲出土的能夠被歸為人屬的化石裏，已知最古老的是來自埃塞俄比亞的一塊280萬年前的顎骨，它為人屬最早可能離開非洲的時間提供了一個估計範圍。當然，實際的時間可能比那要晚一些。
古人類的擴散很可能是在更新世冰期多變的氣候條件下發生的。向高緯度地區的遷徙是否意味著他們對寒冷氣候演化出了行為上的適應？有這種可能。
黃土高原的古土壤在相對宜人的、溫暖潮濕的環境下形成，而黃土則在更嚴酷的、寒冷幹燥的條件下形成，這樣的傳統解釋很可能是一種過度簡化。但在上陳遺址，埋有石器的古土壤層比黃土層要多出大概一倍。可見占據黃土高原的古人類可能隨氣候變化發生種群數量的增減，而不是維持著一個持續穩定的存在。
從非洲東部到亞洲東部大約14000公裏的跋涉代表了古人類分布範圍的一次急劇擴張。在他們開疆拓土、填補空缺生態位之時，其人口也在增長，這很可能促成了這一波擴散，而另一個可能的推動因素是導致如今狩獵采集社會高流動性的資源枯竭現象。
然而即便隻有每年5-15公裏的擴散速度（這個值完全落在現代狩獵采集者每天的覓食範圍內），亞非之間的路程也可以在僅僅1000-3000年內就走完。現有的古人類遺址記錄和研究者可用的測年技術還不足以解析有著這樣一個潛在速度的擴散事件，或是確定它具體的形式，但是我們當然可以期待未來有更多發現來幫助解答這個遷徙之謎。
