通过将近2020年的研究,运用多项先进技术,成果足以改变传统的古人类迁徙、扩散模式。在4月15日召开的全省科技创新大会上,“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”项目获广东省自然科学奖一等奖。

据了解,本项目属于第四纪地质学基础研究,第四纪地质学是“古全球变化”国际前沿研究的重要科学内容之一,第四纪也被称为“人类纪”,因此人类起源及演化是第四纪和全球变化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,但是古人类“高分辨率环境演化序列”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,

中国科学院广州地球化学研究所研究员、项目第一完成人朱照宇介绍说,在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-间冰期气候旋回,并且曾经发现过几处古人类化石和石器点。自2001年至2018年,由朱照宇牵头联合了国内外十来家科研和高校学者组成的研究团队在蓝田地区进行了为期17年的多学科交叉合作调查研究。运用了野外实测地质剖面、地层学与古生物学、地貌学、沉积学,构造学、矿物学、地球化学,环境磁学、岩石磁学、古地磁年代学等多方面科学技术方法,积累了数千组第一手数据。

“全世界都没有黄土高原这么好的黄土地层条件,不仅厚度大,而且还很完整,每一组黄土和土壤都记录了当时的气候冷暖干湿变化,时间长达260万年,涵盖了第四纪整个历史时期。”朱照宇说。

研究工作首次独立发现了黄土层中距今212万年的古人类石器,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。这一新发现也使得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,动摇了传统观念。

研究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,改变了传统的古人类迁徙、扩散模式。

此外,团队在蓝田上陈陆续独立发现了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。

一系列的重要发现也得到国际各相关领域科学家的高度评价。项目成果荣获国家“2018年度中国科学十大进展”,亦是迄今为止,广东省内第一作者第一单位牵头获得的唯一1项地质科学成果,并且获评国际“近十年人类演化领域最重大发现”(2010-2019年)。

这一研究成果在全球高度关注的“全球变化”研究中的“早期人类起源、迁徙、扩散、演化及其环境适应性”重大科学问题方面作出了新发现,提出了新问题,将促使科学家们重新审视过去的传统认识。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新的研究途径——“高分辨率黄土-古土壤-古人类遗迹序列”的研究新路。

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