从公王岭到上陈遗址——陕西蓝田古人类活动遗址“上陈旧石器遗址”诞生记
▲陕西省西安市蓝田县上陈旧石器遗址黄土—古土壤剖面景观。
在上世纪出土“蓝田猿人”的西安市蓝田县，新发现的古人类活动遗址——“上陈旧石器遗址”最近横空出世。这是我国科学家首次在东北亚地区发现的距今212万年前的古人类活动遗址、非洲以外目前所知最老的古人类遗迹点之一。研究成果近日发表在世界著名的《自然》杂志上。
这是不经意间捡来的“金蛋蛋”，还是苦苦求索得到的新发现？212万年的年代是如何测定的？上陈遗址与人们熟知的“蓝田猿人”有无关联？本报记者近日电话采访了领衔这项研究的朱照宇。他年近七旬，是中国科学院广州地球化学研究所的研究员。
朱照宇曾兼任国际第四纪研究联合会新构造委员会委员、第四届国际地圈生物圈计划中国全国委员会过去全球变化组织成员、中国第四纪科学研究会常务理事、副秘书长及热带亚热带环境专委会主任等职。
十余载艰辛，揭开上陈遗址面纱
朱照宇长期从事第四纪地质研究，就是研究有人类以来的地质时期的地质状况，用地层年代来确定第四纪各种事件发生的年龄和环境变化特点。
朱照宇与“猿人故乡”蓝田情缘难以割舍。上世纪60年代，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等十多家院校在蓝田县城西北10公里的陈家窝发现直立人下颌骨化石，在城东15公里的公王岭发现直立人头盖骨化石，并且在好几个地点发现旧石器的踪迹。当时，公王岭化石成为亚洲北部发现的最古老的直立人化石。于是“蓝田猿人”轰动世界。朱照宇1985-1988年在中国科学院地质研究所攻读博士学位时，曾到蓝田进行过地质考察，当时有过疑惑。2001-2002年，为完成一项中科院知识创新研究项目，他带领助手再次来到蓝田进行黄土古气候与新构造研究，并期望研究古人类活动与气候环境的关系。他们在公王岭黄土地层采集了古地磁样品，回到实验室测量后，发现异常现象。再次考察，他们发现了黄土地层的不连续和缺失，“就像10层大楼，缺了中间的两三层楼，”朱照宇觉得公王岭猿人头盖骨年龄可能会更古老一些（当时前人工作测定为115万年）。
经过12年研究，2014年，朱照宇和中科院古脊椎动物与古人类研究所黄慰文研究员、英国埃克塞特大学罗宾.丹尼尔教授等，在《人类进化杂志》发表研究成果，将公王岭直立人的年代推进到距今163万年前，即向前推进近50万年。这一新发现使蓝田公王岭直立人头骨成为迄今东亚年龄最老、非洲以外第二老猿人头骨。
▲蓝田公王岭直立人化石及其赋存的黄土—古土壤地层剖面。
团队主要成员、考古学家黄慰文研究员提出，古人类遗迹不仅要注重古人类化石问题，还要注意寻找他们制造和使用的工具——石器。于是，从2004年开始，团队在进行公王岭头盖骨研究的同时，在蓝田一带寻找连续的黄土剖面。2007年7月，在灞河北岸上陈村附近一个陡坡，他们终于发现了连续的黄土剖面（现称作上陈旧石器遗址）。该剖面地处灞河水系中上游，为典型的“一山二塬夹一川”的地形结构，距“蓝田猿人遗址”所在的公王岭约4公里。此后，朱照宇带着他的团队20多次到蓝田，在那个陡坡上风餐露宿，历尽艰辛。
▲朱照宇研究员（左）在上陈遗址发掘现场。
朱照宇介绍，黄土地层剖面由黄土层（L）和古土壤层（S）相互叠压、交替出现；从上到下共编为33层，压在最下面一层的黄土叫L33层，年龄最老。据此，他们首次建立了上陈剖面的黄土-古土壤序列：从L5到L28，中间是连续而没有任何地层缺失的。
▲科研人员在上陈遗址主剖面陡峻采样。
朱照宇告诉记者，一个完整的黄土剖面的最顶层，年代就是现在的零年，最底下的第33层黄土，年代是258万年。他们在这个地层剖面的中部到下部（第5层到第28层黄土），在17个层里都发现了石器。
地层发掘越深，石器年龄越古老。他们发现，在17个层位中，石制品主要发现在11个古土壤层中（代表了温暖潮湿的古气候期），只有6个黄土层（代表了干燥寒冷的古气候期）中含有人工制品。挖掘的最老的石器在底部的第28层黄土（L28），年龄是212万年。
▲在上陈遗址发现的最老的石器之一（埋藏于L28中，年代为212万年）。
▲在上陈遗址发现的最老的石器之一（埋藏于L28中，年代为212万年）。
▲科研人员在上陈遗址的地质探槽挖掘过程中发现一件石器，正用刷子清洁其表面。（石器埋藏在第28层黄土中，年代为212万年。）
▲科研人员在上陈遗址的地质探槽挖掘过程中发现2件哺乳动物化石残块（埋藏在第28层黄土中）。
他说，“这17个含有人工制品的文化层的时间间隔长达约85万年，显示了古人类可能在126万年到212万年前，曾经反复地（不一定连续地）生活在中国黄土高原。但具体是什么样的人种制造和使用了这些工具，还要找到相当年代的人类化石才能确认。”
古地磁测年“锁定”212万年
212万年是如何确定的？朱照宇介绍，团队使用古地磁测年法测定古土壤和黄土沉积层的年龄，这是世界公认的对200多万年黄土地层序列测年的最适用的标准测年法。古地磁方法的基本原理是：在漫长的地质历史时期，地球磁场的方向产生过多次的反转变化，就是说，在某些时期，地磁极是正常的，磁北极跟现在的地理北极是基本一致的，但在另一些时期，磁北极却反过来指向了现代地理的南极；科学家们通过地球上不同地区测量的地球磁极性对比，制定了一个全球通用的古地磁年代标准；岩石或者沉积物中存在着磁性矿物，它们就像一个个小罗盘一样记录着磁场方向，当它们被新的沉积物埋藏后，当时的那个时间点的磁性方向就基本被锁定了；那么，通过与古地磁标准年代对比，就可以确定沉积物的年代。
“我们就是运用古地磁的方法，来测量上陈黄土剖面中黄土和古土壤层所记录的磁极性方向，与标准古地磁年代对比，确定了整个黄土剖面的年龄，并计算出含有石器的黄土或古土壤的年龄，这也就是那些层位里的石器埋藏的年龄。当然，这里面还有很多技术问题的细节。”朱照宇说。
▲科研人员在上陈遗址剖面进行古地磁采样。
上陈村剖面由第5层黄土（L5）到第28层黄土（L28）组成，年代从顶部的45万年到最底部的214万年。“我们这次发表在《自然》杂志上的论文报道了第15层古土壤（S15）到第28层黄土（L28）的96件石器，它们的年代是126万年到212万年。在L28中发现了8件石器，同时发现了哺乳动物的牙床等化石碎块。最老石器所在层位的位置就在古地磁标准年代的留尼旺正极性漂移层之上大约70厘米。留尼旺漂移层的年代是大约213-215万年。“最老的石器年代不能大于留尼旺漂移层，因此，根据推算，我们确定它们为212万年。”朱照宇说，“再往下，就是农田和公路了，不能再继续挖掘了。”
▲上陈遗址最老石器层位（S27～L28，距今大约2.00～2.12百万年）部分石器与化石。
这些出土石器与古老地层，将蓝田地区古人类活动的年代再次向前推进了约50万年，从而使上陈遗址成为目前所知非洲以外最老的古人类遗迹点之一。
制作石器的原料或来自秦岭
分布在发育完整和连续沉积的“风成黄土-古土壤地层”中的人工打制石器，是朱照宇团队发现古人类存在过的重要证据。
在这个遗址的17个原生层位中发现了96件石器，其中有82个被打击过的石器和14个未经打击的石器，包括石核、石片、刮削器和尖状器等古人类早期使用的工具，还有两枚有打击痕迹的石锤。在挖掘的地质探槽中，还发现了鹿的下颌骨断块，以及牛科动物（反刍偶蹄哺乳动物）和其它动物的骨骼化石碎片。
▲在上陈遗址发现的牛科化石下颌骨残骸冠面（埋藏于S27中，年代约为210万年）。
▲在上陈遗址发现的牛科化石下颌骨残骸侧面（埋藏于S27中，年代约为210万年）。
这些石器的形式很简单，一些石头有打击疤痕，一些石片有明显的后续加工痕迹，还有几个鹅卵石可能曾被用作石锤。这里发现的工具的特征与非洲相近年代发现的工具有极大相似性。
朱照宇表示，上陈这种细粉砂颗粒的风成沉积地层中没有其他外力作用可以带来这些1厘米到几十厘米大的石头，比如说河水、洪水、山坡流水等等条件都不存在，而且石头在地层中分布零散，其形状显然经过有意识的打击，这只能是人类活动造成的。推测古人类也许是从附近的秦岭山脉附近将这些石头运到这里，然后进行打制。
他说，尽管目前尚未发现古人类的化石，也不知道是谁制造了这些工具，但是曾生活于此的古人类应该属于人类进化过程中一个非常原始的种群。
“如能找到人类化石证据，也许能推翻直立人走出非洲的年代”
传统观点认为，大概在距今180万年到190万年前，非洲直立人走出非洲向世界各地迁移，之前在西亚的格鲁吉亚发现的185万年前的德玛尼西古人类遗址就是国际上较为公认的证据。而此次发现的蓝田上陈遗址旧石器层位的年龄（212万年前）远早于这个时间，是不是可以说，“蓝田遗址”“颠覆了”人类走出非洲的年代？
▲各大洲距今100万年以上主要的古人类遗址地点分布略图（图中，蓝色圆点为古人类的旧石器地点，红色圆点为古人类化石地点，方框内的标注为新发现的蓝田上陈旧石器地点）。
朱照宇说，“我们现在发现的这个年代，还不能说推翻了走出非洲的观点，因为非洲目前发现的人类化石可以早到280万年的，石器还330多万年呢，还是比我们老很多。它不光是老的问题，还有一系列的变化，包括古猿、‘能人’、‘直立人’、‘智人’等等。”
他说，多数直立人是180-190万年左右在非洲发现的，在当时，还有“能人”（就是能干活的人），他们被认为是更老的人类。大概20多万年前左右，出现了“智人”（大脑发育了，工具比较先进了）。“智人”基本上跟现代人相似了。
“这个遗址这么老的地层，我们现在主要发现的是石器，但会不会发现人的化石现在不好说。有可能在有些层面上会发现一些更老的人类的化石。”朱照宇说，“如果能找到人类化石证据，能够准确地鉴定他的种群，或许就会推翻直立人走出非洲年代的结论。当然，现在还不能乐观，只能继续工作。”
黄土，黄土高原，还会创造出新的奇迹吗？人们等待着。
文：报驻陕记者韩 宏
图：中国科学院广州地球化学研究所
编辑制作：韩 宏
责任编辑：叶志明
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