|· 本文来自“我是科学家”·|
八十年代末，曾有这样一首西北风十足的歌火遍了大江南北——
“我家住在黄土高坡，四季风从坡上刮过。不管是八百年还是一万年，都是我的歌……”
正如豪迈的歌词所唱，黄土高原有如华夏文明的摇篮——这里不仅是传说中黄帝的居所，还诞生了万邦来朝的泱泱帝国。哪怕是黄土原上的一捧沙，都好似带有历史的记忆。
而这一次，这片饱含历史记忆的高原，又给我们带来了一个令人惊叹的消息！
来自中国科学院等机构的研究团队，在这里发现了迄今为止中国最早的人类活动痕迹！歌词中唱的一万年，原来只是黄土高原人类历史长河的惊鸿一瞥，早在210万年前，这里就已经有人类居住了！
这一突破性的发现不仅将中国的人类史向前推进了约40万年，也刷新了全亚洲最古老的人类活动的记录！这项研究成果，已经刊登在了世界顶级期刊《自然》（Nature）杂志上[1]。
寻找亚洲最早人类活动痕迹
说起有文字记载的历史，我们可以为中国悠久而从未间断的文明史感到自信。可是谈到使用旧石器的远古人类史，非洲大陆要远远早于东方世界。在非洲，人们已经找到200至300万年前的人类化石或石器。而在亚洲，我们当前所知最古老的人类化石来自约180万年前，出现在亚洲西部边缘地带的格鲁吉亚[2]。
全球古人类遗址分布及其年代。图片来源：参考文献[1]，原图为英文注释。
而在这项研究之前，中国最早的古人类记录，比格鲁吉亚还要再晚一些——距今大约170万年，也就是出现在我们历史课本上的那两颗云南元谋人牙齿化石。这么大“岁数”的人类化石在中国已是非常罕见，但与非洲古人类比较，他们还是“晚辈”。
元谋人据以命名的两颗牙齿化石，也是元谋人化石仅有的两件标本。图片来源：mlr.gov.cn
我们不禁要发问，亚洲真的没有更古老的人类活动证据了吗？
为探究这一问题，许多古人类学和地质学专家开始关注东亚最早期人类活动历史，希望能有更多的发现。而本次研究的主持者——中科院广州地化所研究员朱照宇正是其中一员。
在2014年，他就与中科院古脊椎动物所、英国埃克塞特大学的团队合作，将蓝田直立人化石年代向前推到距今160万年[3]。而这一次，同样在蓝田，他们所收获的，是刷新亚洲人类史的新发现。
“千层糕”里的惊人发现
蓝田位于陕西省西安市，地处秦岭北麓，呈现着典型的黄土高原样貌。其实黄土高原也不仅仅由黄土构成，它的剖面好似一个“千层糕”——自上而下，由黄土层和古土壤层相互叠压着、交替出现。
自2004年起，研究团队就开始在蓝田县上陈村周边的这些“千层糕”中进行考古发掘，这一挖，就是13年。
“千层糕”的每一层都有固定的名字，古土壤叫S（soil），黄土叫L（loess），地质学家按照上下位置将它们从0到33依次编号。比如说，最上一层薄薄的古土壤叫S0，形成时间最晚；被压在最下面一层、身负千钧的黄土叫L33，它年龄最老。
一处非常典型的黄土地层剖面，深红色是古土壤层，浅黄色是黄土层，二者交替排列，下老上新。图片来源：http://w3.physics.arizona.edu
蓝田上陈村的黄土坡剖面存留有其中第L5到第L28层黄土，以及与之相伴的古土壤层。工作伊始，人们刚刚挖到第S5层古土壤层时，人工打制石器就出现在了研究人员的视野里。S5层距离地表很浅，年代在中更新世末期（距今至少12.6万年以前），在这里找到旧石器不是出乎意料的事情。而由此再往下挖，根据考古学界以往对亚洲人类出现时间的认识，应该不会再出现人类骨骼化石或石器了。
但令人不可思议的是，上陈遗址好似无穷尽的“百宝箱”一样，持续不断地涌现出各类人工石器制品。甚至到最底部的L28层黄土，发掘人员都找到了三块刮削器，以及石片、尖状器、尖状器碎片各一块。
L28层石器的发掘现场。图片来源：参考文献[1]
正是这些看似不起眼的小碎块，为我们提供了百万年前古人类的生存证据！接下来的重要工作，就是断定出它们所在的确切年代。
这就是本次研究发现的主角——200万年前的石片、刮削器等石制品，它们相当于古人类的“菜刀”、“锤子”之类的工具，是证实古人类生存的重要证据。图片来源：参考文献[1]
L28层黄土的精确年代断定
从过去几十年间研究者们积累的数据推断，L28的年代可以追溯到早更新世早期，就是说，无论如何距今都已超过100万年。
问题是，我们如何了解L28层出土石器的具体年代呢？
虽然石器不会说话，也不会写着制造年代。但是我们至少可以确定，石器的制造年代不会晚于它的出土地层年代，也就是说，只要知道地层的年代，就能获知该层石器制造年代的下限。
然而，要测定L28层黄土的年代同样不是个轻松活。许多常用的测年方法（比如同位素测年法、光释光测年法）要么没法测一百万年前的样品，要么不适用于黄土这样的风成沉积物，总之在这里都没有用武之地。
上陈遗址沟壑纵横的地貌，缺少植被的裸露山体反而为观察地层提供了方便。图片来源：参考文献[1]
最终，为了搞清楚“年代”这一关键问题，研究者选用了磁性地层学方法。
为什么要用这种方法呢？
原来，地球的磁极性其实并不是恒定不变的，历史上曾经发生过数次颠倒。现在的我们都处于正极性时，指北针统一指向地球北极。假如穿越回150万年前的反极性时期，你手上的指北针会指向南极。
像这样颠倒地磁南北的事件，历史上发生过几乎无数次，并且都被地层里的磁性物质悄悄记了下来。
在前期工作中，地学工作者已经搞清楚了第四纪（距今258万年以来）各个地磁倒转事件发生的具体时间，以及各个极性时的年代跨度。因此，只要在年代未知的地层中测出其记录的地磁极性正反情况，人们就能识别它形成之时有没有经历什么倒转事件，或是处在哪一段极性时，并最终获知地层的形成年代。
为了测量上陈遗址古地磁极性，研究人员在各层位一共采集了700余处样品，清晰地勾画出来整个黄土坡自形成以来所经历的地磁极性变化情况。
那么，其中最受人关注的L28层黄土的古地磁测年结果如何呢？
研究者发现，L28黄土层本应处在松山反极性时期，可是测得的结果却赫然出现了短暂的正极性。这说明，该层黄土形成时肯定是经历了一次磁性倒转事件。
要知道，在整个早更新世早期阶段，地球上只发生过两次倒转事件。一个是年代较晚的“奥杜威事件”，另一个则是年代更早的“留尼旺事件”。前者存续时间比较长，至少有10万年之久，而L28的倒转事件持续得很短。显然，这个选项被排除掉了。
既然如此，真相就只有一个：L28层黄土形成于留尼汪事件发生前后，也就是距今210万到220万年之间！所以，被L28层包含的石器至少来自210万年前。
黄土高原的“历史之歌”还将继续
除了刷新亚洲人类出现的时间，这一历史性的数字还能说明什么呢？
研究者认为，黄土高原上的新发现或许会改写有关人类走出非洲的传统理论。因为长期以来，大部分学者一直认为人类最早离开非洲的时间为185万年前（即格鲁吉亚人类化石的存在年代），而这次中国黄土高原上找到210万年前的石器，意味着之前的理论可能远远低估了人类走出埃及、进入欧亚世界的历史。
看来，人类走出非洲的时间点要比预想中早很多。上陈遗址的发现可能并不是孤例，或许仍有不少185万年前的遗址尚未被发现。朱照宇研究员接受采访时也谈到，黄土的底界是L33层，而这次只发掘到了L28层。
更深的地层中，是否还藏匿着其他石器、甚至人骨化石呢？随着研究者们对黄土高原“历史书页”的层层解读，我们也期待这片广袤而神奇的土地能向世人抛出更多的惊叹！（编辑：小柒）
参考文献：
- Zhu, Z. Y. et al. Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago, Nature (2018)
- Ferring, R. et al. Earliest human occupations at Dmanisi (Georgian
- Caucasus) dated to 1.85–1.78 Ma. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 10432–
- 10436 (2011).
- Zhu, Z. Y. et al. New dating of the Homo erectus cranium from Lantian
- (Gongwangling), China. J. Hum. Evol. 78, 144–157 (2015).