《科学》:4万年前人类就走上了青藏高原,那时的西藏人什么样?

《科学》杂志在线发表青藏原腹地西藏尼阿底遗址发现,将人类首次登上青藏高原的历史推进到4万年前。那时西藏人过着怎样的生活?

供图/中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

采访专家:

张晓凌(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员)

葛俊逸(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员)

早在3万年前,古人类几乎征服了亚洲未被冰盖覆盖的每一处土地,甚至有可能已经在北极圈边缘定居。由于平均海拔4000米以上、年均温度接近冰点、空气含氧量仅为海平面处的一半,这种恶劣的环境让学术界很多人认为当时可能青藏高原是亚洲大陆上最后一片无人之境。史前人类究竟何时扩散到高原腹地?一直是人类学研究中的一团迷雾。

《科学》:4万年前人类就走上了青藏高原,那时的西藏人什么样?

▲2016年夏,尼阿底遗址考古发掘现场。(摄影:张晓凌)

2018年11月30日, 《科学》杂志在线发表了青藏高原腹地西藏尼阿底遗址重大考古发现及研究成果。该项发现将人类首次登上青藏高原的历史推进到4万年前,书写了世界范围内史前人类征服高海拔极端环境的最高、最早的纪录。

“揭开了神秘面纱的一角”

“尼阿底遗址的发现与研究,揭开了古人类征服雪域高原神秘面纱的一角。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、论文通讯作者高星说。

尼阿底遗址位于西藏那曲地区申扎县雄梅镇多绕村错鄂湖畔,距拉萨市约300公里,海拔4600米。这个遗址能够发现,最早源自于8年前的野外科学考察。

2010年,现中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副所长邓涛研究员团队在藏北班戈县和双湖县交界的伦坡拉盆地考察新生代地层和古生物,有一天在工作地点的地面上发现很多燧石和玉髓的石制品,考察队看到了石器的研究价值,就采集了一些回来,交给高星。

由于这些石器都是采自地表,古人类使用的跨度又很长,作为专家的高星也无法仅凭石器就判断出准确时代。实际上,多年来,在青藏高原多个地区都发现了这类石器,也都面临着断代的问题。这次发现的打制石器究竟是什么时代的?必须寻找到它们的原生层位也就是没有受到后来自然力量和人类扰动的层位才行。

高星安排他的学生张晓凌博士——现中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员,于第二年跟随邓涛团队重返伦坡拉及其他地方参加科考,由此发现了在青藏高原进行古人类考察的巨大价值。2012年,在高星的领导下,一支旧石器考察队从此开始了在青藏高原寻找和考察古人类遗址的艰难历程。

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▲2016年夏天古人类学家高星研究员正在发掘探方(摄影:张晓凌)

青藏高原地广人稀,大量的区域都是无人区,因此考古调查开展并不容易。考察队主要选择适宜人类生活的地方譬如河流、湖泊沿岸等水源地周围进行调查,其中找到有原生层位的遗址是首要目标。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员葛俊逸,在2013年被邀请加入其中。他的首要任务就是利用自己的专长帮助寻找原生层位遗址。“路边有很多打制石器,从地表的石器分布及周围的地理环境,我们很快就判断出这里对我们的考察具有重大价值。”2013年7月,经过长时间辛苦跋涉,考察队终于在申扎县雄梅镇多绕村北约3公里处的尼阿底山西北麓高达4600米的地方以外发现了旧石器遗址。

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▲尼阿底遗址测年数据图示 (葛俊逸供图)

这个遗址的四周是开阔的旷野和山坡。琼俄藏布河从遗址前自南向北流过,汇入1公里之外超过270平方公里左右的微咸淡水湖错鄂湖,错鄂湖东北面紧挨着的就是如今西藏最大、面积超过2200平方公里的色林错咸水湖。这两个湖泊中间最窄处只有几百米,研究发现它们在遥远的古代曾经连为一体,并和周围的其它湖泊一起形成一个大湖区。在远古时代,这一区域水草丰美可能是人类在这一带生息繁衍的重要原因。事实上,也正是这里的水源地理环境,考察队才没有错过这片区域。

在随后的密集调查中,考察队发现尼阿底遗址地面上散落的石制品,从山麓一直绵延分布到山前的琼俄藏布河畔,这些石制品的原料主要是来自于遗址后部山体中夹杂的黑色板岩。张晓凌等人发现,在遗址东西宽约1000米、南北长达2000米左右的范围之内,散落在地表的石叶、石核、刮削器等石制品不计其数。

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▲尼阿底遗址出土的部分石器(摄影:靳英帅)

由于该遗址石质遗物的材质高度单一、废弃石料比例较高、离石材原产地很近,因此,科考队推测尼阿底遗址的功能可能为史前人类的石制品加工场,这里优质丰富的石器原料,是吸引先民前来的重要原因;湖滨环境也为古人的生存提供了多种便利条件。张晓凌猜测,尼阿底人生活的时代,石制品加工场可能就在大湖的边上。

4万年前,人类已经踏上了青藏高原

在经过2年多的准备,经国家文物局批准,2016年尼阿底遗址开始由西藏文物研究所与中科院古脊椎动物与古人类研究所联合发掘。

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▲尼阿底遗址位置图(王社江供图)

在发掘过程中,葛俊逸等人经过反复比对研究,将整个遗址厚达1.7米的地层自上而下分为三层:最上层是夹杂较多卵石的淤泥与细沙,有许多人工石制品分布于表面。第二层则主要为细沙、石制品和大量岩石角砾,保存着时令性河流的遗迹。光释光与碳-14测年技术显示,以上两层形成年代较晚(距今1.3万-2.5万年),并且遭受过地质作用扰动,无法反映当时古人类一些真实的活动信息。当考古团队发掘到第三层时,情形就完全不同了。这一层不仅出土了大量石制品,而且包含有沙砾与淡水贝类,反映了当时青藏高原较为潮湿、温暖的气候条件。

更重要的是,第三层地层没有经过后期扰动,确定是埋藏石制品的原生层位,经过碳-14和光释光测年技术的综合测定,最后认为第三层应该形成于距今3万-4.5万年前,其埋藏远古石器处最早的年代在4万年左右。

葛俊逸说,该项研究的最大挑战是年代测定。因为尼阿底遗址在远古时代也属于高山草甸环境,沉积物以沙砾石堆积为主,有机质含量极低,碳-14测年又必须是有机物,测年材料寻找十分困难,并且仅有的一些有机质受污染的可能性也比较大,这让他们在遗址年代测定上折腾了两年多的时间,他们决定主要依靠在埋藏遗物的地层中系统提取石英砂进行光释光测年来解决问题。经过多次取样、现场信号检测测量、多个实验室对比测试和分析校对,他们通过24个光释光测量点样品获得三组相互支持、可信的年代数据,并结合仅有的2个碳-14标本——螺片的数据作为参考,最终将尼阿底遗址第三层古人类生存的年代锁定在3万-4万年前。

2016年,《美国人类遗传学杂志》曾在线发表了中国科学院上海生命科学研究院徐书华研究组的一项研究成果:基于在高原人群中检测到的古人类基因片段估算的遗传学时间,徐书华研究组认为,青藏高原人群的遗传起源可追溯至4万年至6万年前。但这些研究还缺乏确实可信的考古学证据。而尼阿底遗址中出现了4万年前的石制品,这就意味着早在这一时期古人类就已经进入了青藏高原腹地。

从全球范围看,此前人类活动的最高遗迹发现于安第斯高原的Cuncaicha岩厦遗址,海拔4480米,年代约为1.2万年前。高星表示,尼阿底遗址4600米的海拔,书写了史前人类探索、挑战与征服高海拔极端环境的最高、最早的纪录。这也是迄今青藏高原最早、世界范围内最高的旧石器时代遗址,刷新了学术界和大众对青藏高原人类生存历史、古人类适应高海拔极端环境能力的认识。因此这项成果对于探索早期现代人群挑战极端环境的能力、方式和迁徙、适应过程,具有重要意义。

这些远古人类长啥样?

把西藏远古人类的生存年代确定到3万-4万年以前后,接踵而来的问题是:早期“西藏人”从哪里来?长什么样?由于考古学家尚未在该地发现早期人类化石,难以识别当时人类的体质特征与族源。

不过尼阿底遗址的发现提供了一些重要参考:这个遗址出土了大量以石叶为技术特征的文化遗存。石叶技术是旧石器时代晚期的一种独特的工具制作技术,具有“预制石核—定向剥片—系统加工”等固定的操作链流程,其产品长薄、精致、锋利,代表人类石器技术的一个高峰和认知行为能力发展的新高度,被学界形容为史前“瑞士军刀”。

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▲石叶背腹面(摄影:靳英帅)

尼阿底遗址发掘出的3863件石制品令人宛若置身史前“作坊”:尼阿底人在棱柱形的石核上敲击、凿剥,得到一片片工艺规范、制作精良的石叶。这些文化遗物组合特征鲜明,为揭示不同地区人群的迁徙、融合和文化交流提供了重要的考古证据。

令人吃惊的是,尼阿底遗址发现的石叶技术与西伯利亚阿尔泰地区的丹尼索瓦人所制作的石器非常相似,这一现象喻示着距今3万-4万年前的青藏高原上可能发生过不同种古人类的史前文化交流 。

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▲石叶合集(摄影:张晓凌)

张晓凌2017年撰文表示,尼阿底遗址石叶加工技术的出现表明,3万年前东西方有文化交流的可能,也不排除这种石叶加工技术是本地独立起源的可能性。但就目前国内外多个人类学团队的研究来看,独立起源的可能性非常小。徐书华研究组通过人类基因组研究认为,早期进入青藏高原的人类族群间发生了广泛的基因交流,形成了一个包含现代智人和早期智人多个谱系的遗传构成极其复杂的混合人群,其不仅包括考古学已经发现的阿尔泰尼安德特人和丹尼索瓦人,而且包含其他未知古人类和早期进入青藏高原的现代智人以及早期智人等多个谱系。这些类群经过在高原的长期暴露,经受了高原环境的选择,同时彼此之间发生了遗传混合,那些携带适应性基因变异的个体得以生存,并世代繁衍。

多年来,在西伯利亚通过DNA发现的丹尼索瓦人与新几内亚地区现生人群的纽带与迁徙传播路线一直是一个重大国际学术谜团。尼阿底遗址的发现,加之与新疆骆驼石、宁夏水洞沟等旧石器遗址的文化相关性和地理位置的衔接,构成了该支人群迁徙移动的证据链。

不过张晓凌依旧很谨慎,她说这是一种可能性,还需要更多的证据予以支持。

“西藏人”的存活繁衍之谜

作为青藏高原乃至世界上最高和最早的考古遗址,尼阿底遗址极大地提升了我们对人类适应生存能力的认识。根据冰川学界的有关研究,距今约2.65万至1.9万年的末次冰盛期,青藏高原被厚厚冰层覆盖。因此早些年的研究认为那时青藏高原不可能有人类生存。古人类是靠什么才在气候恶劣的“第三极”生存和繁衍下来的呢?

结合古环境信息和分子生物学的成果,张晓凌提出的观点是古人类在尼阿底遗址活动的时期处于末次冰期的间冰阶段,气候相对温暖湿润,为人类的迁徙和生存提供了环境和生态基础。专家们猜测,古人可能多次季节性前来此地开发利用当地得天独厚的资源,并留下丰富的物质文化遗存。

徐书华认为,也许就是在末次冰盛期,尽管青藏高原生存艰难导致人口极度下降,但是并未灭绝,有少数后代留存并繁衍了下来,因为有些史前人类的基因片段以很高的比例保存在现存高原世居人群的基因库中。由于这些基因片段是青藏高原人群独有,在全世界200多个其他人群中都未发现,因而不可能是后期某个阶段某个族群通过与高原人群基因交流再次引入的。

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▲末次冰期冰盛期(Last Glacial Maximum,缩写为LGM)是距我们最近的极寒冷时期,LGM时全球陆地约有24%被冰覆盖,而现代仅有11%。

现在不管是考古学还是人类分子生物学研究都表明,3万-4万年甚至更早就在青藏高原生活的古人类挺过了末次冰盛期漫长艰难的岁月。只是尚不清楚史前人类如何躲过末次冰盛期带来的严寒及随之而来的灾难,是否有局部地区依然未被冰盖覆盖,甚至有温和环境、优良植被及充足食物,从而成为史前人类的“避难所”?这些还有待地质学家和考古学家进一步研究证实。

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出品:科普中央厨房

监制:北京科技报 | 科学加客户端

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