“北京猿人有多老”

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北京猿人有多老 本报记者 蒋昕捷 新闻网－中国青年报 2009-04-01 [打印] [关闭] 近半个月以来，造访京郊龙骨山的人明显多于往日。几乎全部参观者，都在谈论同一个消息。

3月12日，中国科学家沈冠军和他的美国合作者达利·格兰杰写的文案登上了英国《自然》杂志的封面。 文案是“北京猿人生活在距今77万年前”。 长期以来，这个“额头突出，鼻子扁”的家伙牢牢占据了中学历史教科书的第一页。 的学生还记得“距今四五十万年前”的概念，考试时可能会把“他”和“元谋人”混淆。 现在，有些人把这个年代提前到20万多年，不可避免地会引起好奇心。 变化源于科学家发现了新的测量年的做法。 “这就像东西一样，不能用普通的秤来测量车的重量。 ”在简陋的实验室里，精准地表现出自己年龄为“65.5岁”的沈冠军说。 在过去的20年里，他一直在寻找能更准确地计算北京猿人“年龄”的“秤”。 “小米加步枪”采样难题 沈冠军找到的“新秤”被称为“铝铍埋藏年代测定法”。 1997年，美国普度大学教授达利·格兰杰提出，通过测量硅砂中铝26和铍10的比例可以弄清沉积物的年代。 此次对周口店遗址采用铍埋藏测年法，实验设备和技术从此美国同行。 对此，沈冠军毫不隐瞒，采集硅砂样本的方法也由格兰杰教授通过电子邮件进行了指导。 当然，采样并不像捡雨花石那么简单。 在南京师范大学地理科学学院的一个实验室里，沈冠军饶有兴趣地演示了富有“中国特色”的采样过程。 由于经费不充裕，他的团队几乎都用“小米加步枪”的手段处理了采样中的各种问题。 参见《北京猿人遗址综合研究》，沈冠军从2004年开始带着他的队伍在周口店遗址寻找硅砂。 满是刚挖出来的泥巴，有10公斤。 在现场将这些泥土彻底冲洗后，他们将其中一个“胶结物”浸泡在盐酸中，干燥后，将筛选出的粗砂带回实验室。 根据 实验步骤，这些颜色的灰黑色粗砂需要流入充满氢氟酸的塑料瓶中，长期滚动、加热。 只是在中国国内很难找到专业的加热设备，所以沈冠军花了400元，在街头买了烤香肠的滚动香肠机，经过几个星期的“滚动”，大部分杂质都被溶解了。 再通过重液分离，最终只剩下0.2毫米~0.9毫米的石英砂。 在成为 样品之前，这些砂必须接受磁性检查。 “磁选器大概需要20万元以上。 我们整个课题申请的经费只有32万元。 ”。 沈冠军苦笑着说。 于是，他请学生花两块钱，从南京夫子庙的小商品市场买了个大扬声器，把里面的磁铁拿出来，用这个“土方法”把磁性物质全部清除掉。 2004年末，前三个样本被送到美国，结果所有的失败，都没有得到有意义的数据。 “我们测量的是铝26。 样品的铝27太多了。 ” 美国同行告诉沈冠军，“加速器质谱仪”的分辨率短期内无法提高，必须进行实验，只能处理样品本身的问题。 于是沈冠军觉得“手选”。 他把这个想法告诉了格兰杰，对方觉得不可思议。 “作为实验室老手，有时会像邓亚萍一样，打‘非常规球’。 ”。 申冠军笑着说。 注意，他发现石英砂里面有颜色，有包裹体，里面有“芯”。 沈冠军邀请了几名学生，将石英砂按照表观性状分类，分别测定了铝27的含量。 结果表明，半透明无颜色的样品，铝27的含量较低。 于是，沈冠军找到抽屉，放入4支日光灯管，上面盖了毛玻璃，作为底光照明。 他雇了几个本科生，人工选定了样本。 “报酬是每小时5元，后来变成了7元”。 最终出现在记者面前的石英砂，就像被辗死的玉石一样，干净透明。 这6份石英砂样品和4份早年在8~9层出土的石英质石制品被送到美国实验室，得到6个有意义的数据，经过加权平均，表明“北京猿人”生活在距今77万年前，误差为正负8万年。 2020年疑问 自1929年北京猿人颅骨化石被发现以来，周口店成为世界上最有价值的早期人类遗迹之一。 但是，关于北京猿人的时代，一直众说纷纭。 最初的发现者分解了沉积物和头骨的形状，当时的推测是“四五十万年左右”。 第一次科学全面测量是在20世纪70年代末，当时科学家使用了不平衡铀系法、裂变轨迹法、古地磁法等多种测量年法。 1991年，北京大学考古系年代实验室又用两种铀系方法测定了骨化石样本。 这些测量结果有正负十几万年的差异，但不否定“‘北京人’生活在距今四十万年前”的结论。 从20世纪90年代初开始，从法国留学回国的沈冠军开始了周口店的年代研究。 据这位放射化学专业出身的科学家说，骨骼化石不是理想的中测年的载体。 年代新闻被记录在骨头上不是高保真度系统，因为误差很大。 因为他想从洞穴里纯净致密的钟乳石钙板中寻找答案。 1991年，沈冠军对周口店第一地点的第1-2层钙板进行了阿尔法光谱铀系法的测定，结果为42万年，比过去认定的至少早了10万年。 该实验结果使沈冠军怀疑“北京猿人距今四五十万年前”的说法，认为“第一地点的沉积物分为17层，从第十层开始，有人类活动的遗迹”。 他认为，如果1~2层有40万年左右的话，“4，50万年”的数字显然被低估了。 直到20世纪90年代，“热电分离质谱铀系测量法”这一新做法被应用于古代人类遗迹的年代测量。 2001年，沈冠军与美国同行，用这种方法，周口店的第1-2层是“距今40万年”，误差仅为1万年。 另外，第五层钙板的年代至少为60万年。 60万年是质谱铀系法能够测定的极限。 “秤值转移到了头上。 ”沈冠军解释说:“到了60万年，通过质谱铀系法获得的数据，其误差越接近不合理，就越大，不能再前进了。” 在沈冠军不断探索的情况下，2003年，《科学》杂志刊登了美国普度大学教授达利·格兰杰的研究成果，格兰杰与古人类学家合作，用《铝铍埋藏测年法》测量了南非古人类遗迹的年代。 关于这种做法的原理，沈冠军解释说，宇宙射线击中地面后，石英(二氧化硅)中的硅原子和氧原子被破坏，生成铝和铍的同位素。 在地表，这两个同位素之比通常固定在6.8左右，石英嵌入地下不再被宇宙线“撞击”后，这两个同位素停止生成，开始衰变。 随着衰变速度的不同，两者的比例开始发生变化，这种变化的表观半衰期为150万年。 换言之，填埋时的比为6.8，150万年后为3.4。 随着“加速器质谱仪”的出现，科学家们可以通过准确测量这两种同位素的含量，计算出石英嵌入地下的时间。 “世界上只有几台能够准确测量铝26的加速器·质谱仪，来自世界各地的专家将样本送到格兰杰，排起了长队等待测试。 ”。 沈冠军表示，考虑到周口店遗址的重要价值，2004年，格兰杰可能答应了沈冠军提出的合作要求。 北京猿人耐寒一族？ 生存年代提前了20多万年，对北京猿人来说具有罕见的意义。 《自然》杂志因此在封面上加了英语双关语:“北京猿人很帅”、“酷”在这里有寒冷的意思。 美国学者罗素·乔洪写道，“77万年”将推动北京猿人的生活环境进入更寒冷的时代，使学术界重新认识北京猿人在寒冷气候下的生存能力。 论文的第二作者、中国科学院古脊椎动物和古人类研究所研究员高星在接受本报记者采访时表示，原来所说的“四五十万年前”是地球处于较温暖的间冰期(两个冰期之间)，77万年前是比较寒冷的冰期。 这说明有必要重新认识北京猿人的环境适应能力，如火的问题等。 火的采用是北京猿人遗址中的重大发现，那里有几米厚的灰烬层。 但20世纪80年代以来，国外有学者挑战了北京猿人自行使用火的观点，认为火的遗迹可能是自然野火等原因造成的，也可能是动物粪便“变质”了。 高星表示，与此次测年结果相对应的气候条件将促使越来越多的学者重新考虑人为使用火的可能性。 毕竟77万年前的气候条件，对北京猿人的耐寒能力提出了更大的挑战。 实际上，周口店北京人遗迹博物馆中陈列着一点烤过的动物骨骼化石。 沈冠军的队伍在取样时也发现了一点“烧掉骨头碎片”，沈冠军认为这些也支持“积极火”的说法。 但是，也有科学家对“77万年”的结论持有不同的看法。 中科院院士、中科院古脊椎动物和古人类研究所研究员吴新智在接受本报记者采访时指出，《自然》杂志发表的论文中指出，铝铍埋藏测年法的运用有一个前提，即石英样本在进洞前未被填埋。 吴新智观察到，此次实验的10个样品中，有4个被去除，其测量结果为278万年、166万年。 “因为被埋了，所以这里面有年代效应的积累，多出来的年代在入坑之前从“女神”那里拿来的”吴新智说:“但问题是，你怎么保证你选的6个样本，在入坑之前没有被埋呢？ ”。 然后他指出，这个“新年龄”和古生物学化石的坚硬证据也有矛盾。 例如11楼有大量的鬣狗粪化石，鬣狗今天生活在非洲，但是生活在热带、亚热带的这种动物能生活在77万年前的冰期吗？ 吴新智本人倾向于承认“20万年以上至50万年以上”的区间。 因为这个观点经过很多测量法互相印证。 针对这些疑问，沈冠军表示，关于数据解决的问题，刊登在《自然》杂志上的论文中讨论道:“278万年这个样本，本身就是错误的。” 针对这些争论，中国科学院古脊椎动物和古人类研究所研究员刘武认为，铍埋藏测年法可能存在一定的误差，但至少是一种新的尝试。 年代学专家、北京大学城市与环境学院教授周立平也认为:“新的结果为科学界提供了新的认知。” 目前，沈冠军和他的合作者们已经“撒大网”，计划用这种新的做法继续测量河北泥河湾等中国其他早期人类遗迹的年代。 不久前，沈冠军退役的通知本来是来学院的，但随着他的论文在《自然》杂志上发表，又撤回了。 根据校方最新消息，如果本人愿意的话，现在65.5岁的沈教授说:“可以做到70岁。” / h// h// h /