中科院广州地化所:黄土高原地层及其早期人类演化研究取得新发现

文/冯海波

[导语]

“地圈与生物圈变化（全球变化）”是国际前沿的重大科学问题，而人类起源及其环境演化是全球变化和第四纪研究的关键问题之一。由中国科学院广州地球化学研究所（以下简称“中科院广州地化所”）牵头，组织多学科力量开展的黄土地层与早期人类演化综合研究，积累了数千组数据，取得了具有重大国际意义的发现，使蓝田成为迄今所知非洲以外最早人类活动地点之一，促使科学家重新审视早期人类起源和迁徙这一重大科学问题；在“古全球变化”研究中提出“早期人类及其生存环境的高分辨率演化序列”的科学研究目标，为处于国际领先的中国黄土研究拓展了“高分辨率黄土－古土壤－古人类遗迹序列”的研究新路。中科院广州地化所项目成果“黄土高原南部黄土地层年代与古环境及其早期人类演化新发现”获得广东省自然科学奖一等奖。

组建团队开展多学科交叉研究

项目第一完成人、中科院广州地化所研究员朱照宇表示，人类起源及演化是第四纪研究的重大科学问题。目前已经建立了古动物、古植物甚至古细菌的高分辨率环境演化序列，但对于古人类高分辨率环境演化序列的研究却十分稀少，最大的难点在于没有找到一个良好的沉积序列和活动场所。由中科院广州地化所联合中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南海海洋研究所、赣南师范大学、湖南师范大学、华南师范大学、中国科学院地球环境研究所、南宁市生态环境保护综合行政执法支队、河南省地质调查院和广东省科学院广州地理研究所等组成的多学科研究团队，运用黄土地层序列开展了古人类环境的高分辨率序列研究。

据研究发现，黄土高原南部陕西蓝田有着37个“黄土—古土壤”地层序列，记录了第四纪37个冰期与间冰期气候旋回，并且曾发现过几处古人类化石和石器点。从2001年至2018年，由朱照宇研究员牵头组成的研究团队，在蓝田地区开展了多学科交叉结合的调查研究，积累了数千组第一手数据。秉承前人“黄土地质考古带”观点，朱照宇团队提出运用中国黄土连续序列的地圈优势去建立生物圈古人类及其环境演化序列的思路，并将地层学与古生物学、地貌学、沉积学、构造学、矿物学、地球化学、磁学和年代学等多种地质学方法与古人类学和旧石器考古学方法相结合。

该研究团队首次独立发现了黄土层中距今212万年的古人类石器，通过运用多种技术方法和高分辨率古地磁定年，检测出两个最重要的古地磁事件——奥杜威和留尼旺正极性亚期，确定了最古老的黄土地层中的石器年代为距今212万年，比国际公认的非洲以外最古老的格鲁吉亚的德马尼西石器（185万年）还要早27万年。这一新发现使蓝田上陈村成为迄今所知非洲以外最古老的人类活动地点之一，改写了早期人类起源和迁徙的历史。

中科院广州地化所团队考古发现

中科院广州地化所朱照宇及其团队在野外发掘研究

研究成果改变对古人类迁徙扩散模式的认知

朱照宇研究团队还首次将公王岭直立人头盖骨年龄从距今115万年重新定年至距今163万年。据介绍，公王岭头盖骨化石发现于1964年，原来被确定为距今115万年，但是经过十几年的实地调查发现，化石层之上地层存在着明显的侵蚀作用，其中缺少了几十万年的地层。高分辨率古地磁定年发现了三个重要事件：考伯山、吉尔萨和奥杜威，其中吉尔萨事件年龄为162万年，而化石层在吉尔萨事件之下，至少应当是距今163万年。这就使公王岭头盖骨成为迄今所知非洲以外第二古老的头盖骨化石，确定了直立人至少在160多万年前就已经出现在东亚，改变了对传统的古人类迁徙、扩散模式的认知。

此外，该研究团队在蓝田上陈村陆续独立发现了45万年至212万年的23层旧石器层，运用各种古环境指标揭示了长时间尺度古人类生存环境的演化特征，这是目前所知世界独有的长尺度、多阶段、高频率的新发现，为使蓝田成为全球性时标和地标奠定了基础，同时在古全球变化研究中古人类及其生存环境的高分辨率演化序列的薄弱环节方面打开了突破口。

该团队的研究成果发表在Nature、Journal of Human Evolution等杂志，入选中国地质学会十大地质科技进展，2018年度中国科学十大进展，是迄今为止广东省内以第一作者第一单位牵头获得的唯一一项地质科学成果，获评为国际上近十年（2010－2019年）人类演化领域最重大发现。