沈冠军：北京猿人生活在距今７７万年前:北京猿人距今多少年

　　 　　北京猿人到底有多老？ 　　3月12日，中国科学家沈冠军与他的美国合作者达里?格兰杰撰写的文章登上英国《自然》杂志封面，文章称“北京猿人生活在距今77万年前”。
　　这一论断非同小可，在我国激起了一阵波澜，以至有的新闻媒体呼吁改写现行的教科书，因为过去关于北京猿人生活在50万年前的结论已经被“否定”了。
　　面对这种用最新测年方法所得出的“最新结论”，有赞同的，有质疑的，让人们不禁发出疑问――
　　
　　3月12日，英国《自然》杂志发表了一篇题为《用铝铍同位素比值(26Al/10Be)埋藏方法测定周口店直立人的年代》的文章，该文作者、中国科学家沈冠军在文中指出，“北京猿人生活在距今77万年前”。
　　改变源于科学家找到了新的测年方法。“这好比称东西，你没法用普通的秤测出汽车的重量。”在一间简陋的实验室里，把自己年龄精准表达为“65.5岁”的沈冠军说。过去20年来，他一直在寻找一杆能称更大重量的“秤”，就为了能把北京猿人的“岁数”算得再精准些。
　　
　　“小米加步枪”解决采样难题
　　
　　沈冠军找到的“新秤”被称为“铝铍埋藏测年法”。1997年，美国普度大学教授达里?格兰杰提出，可以通过测定石英砂中铝26和铍10的比例，来确定沉积物的年代。
　　此次对周口店遗址采取铝铍埋藏测年法，实验的设备和技术都来自这位美国同行。对于这一点，沈冠军并不讳言，甚至，采集石英砂样品的方法也是格兰杰教授通过电子邮件指导的。
　　当然，采样不像捡雨花石那样简单。在南京师范大学地理科学学院的一间实验室里，沈冠军饶有兴致地演示了富有“中国特色”的采样过程。由于经费并不充裕，他的团队几乎是用“小米加步枪”的手段解决了采样中的种种难题。
　　参照一本《北京猿人遗址综合研究》，沈冠军从2004年开始，带着他的团队在周口店遗址寻找石英砂。“刚挖出来的全是泥巴，足足有10公斤。”现场用水把这些泥彻底冲洗之后，他们把其中一些“胶结物”泡在盐酸里，晒干后，把筛选过的粗砂带回实验室。
　　按照实验步骤，这些颜色灰黑的粗砂需要被灌在一个装满氢氟酸的塑料瓶里，长时间滚动、加热。
　　只是，在中国境内很难找到专业的加热仪器，于是沈冠军花了400元钱，买来一台街头烤香肠的滚动烤肠机，经过几周的“翻滚”，大部分杂质被溶解。再通过重液分离，最终只留下0.2毫米～0.9毫米的石英砂。
　　在成为样品之前，这些砂子还得接受磁性检测。“一台磁选仪大概要人民币20多万元，我们整个课题申请到的经费只有32万。”沈冠军苦笑着说。于是，他让学生花2元钱，从南京夫子庙的小商品市场买了个大喇叭，取出里面的磁铁，就用这个“土办法”把磁性物质全部清除出局。
　　2004年底，第一批3个样本被送到美国，结果全部失败，没有得到有意义的数据。“我们要测的是铝26，样本里的铝27太多了。”
　　美国同行告知沈冠军，“加速器质谱仪”的分辨率在短期内不可能提高，实验要进行下去，只能靠解决样本自身的问题。于是沈冠军想到，“用手来挑。”他把这个想法告诉格兰杰，对方觉得不可思议。
　　“作为实验室里的老手，有时候就得像邓亚萍一样，会打些‘非常规球’。”沈冠军笑着说。
　　通过观察，他发现石英砂中有的有颜色，有的是包裹体，有的中间有“芯”。沈冠军请来几个学生，把石英砂按照表观性状分类，分别测铝27的含量。结果显示，那些半透明、没颜色的样本，铝27含量较低。
　　于是，沈冠军找了个抽屉，装进4根日光灯管，上面蒙一块毛玻璃，算是底光照明。他雇了几个本科生，对样品进行人工遴选，“报酬是每小时5块钱，后来涨到7块钱”。
　　最终呈现在记者眼前的那包石英砂，像被辗碎的玉石一样，光洁、透明。类似这样的6件石英砂样本和4件早年出土于第8～9层的石英质石制品被送到了美国实验室，获得了6个有意义的数据，经过加权平均后，确定“北京猿人”生活在距今77万年前，误差为正负8万年。
　　
　　追寻20年的疑问
　　
　　自1929年发现北京猿人头盖骨化石之后，周口店就成了世界上最有价值的早期人类遗址之一。然而对于北京猿人所处的年代，却一直众说纷纭。
　　最初的发现者对沉积物和头盖骨形状进行分析，当时的估计是“四五十万年左右”。第一次科学的全面测定是在上世纪70年代末，当时科学家用了不平衡铀系法、裂变径迹法、古地磁法等多种测年法。1991年，北京大学考古系年代实验室又通过用二种铀系法测定了骨化石样品。
　　尽管这些测定的结果有正负十几万年的差别，但都没有否定“‘北京人’生活在距今四五十万年前”的结论。
　　也正是从1990年代初开始，自法国留学归国的沈冠军开始了对周口店的年代研究。在这位学放射化学专业出身的科学家看来，骨骼化石并不是理想中测年的载体，因为年代信息记录在骨头里不是高保真体系，误差很大。因此他更愿意从山洞中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层钙板进行阿尔法能谱铀系法测年，结果为42万年，比过去认定的提早了至少10万年。
　　这个实验结果让沈冠军对“北京猿人距今四五十万年”的说法产生了怀疑，“第一地点的沉积物分为17层，从第10层起，就有人类活动的遗迹。”他觉得，如果第1-2层就有40万年左右，那么“四五十万年”的数字显然是被低估了。
　　到上世纪90年代，一种名为“热电离质谱铀系测年法”的新方法被应用在古人类遗址的年代测定上。2001年，沈冠军与美国同行合作，用此方法测得周口店第1-2层为“距今40万年”，误差仅为1万年；同时，测得第5层钙板的年代至少为60万年。而60万年已经是质谱铀系法可以测定的极限。
　　“秤砣已经挪到头了。”沈冠军解释说，“到60万年的时候，质谱铀系法得出的数据，其误差已大到接近不合理的地步，没法继续往前推进。”
　　正当沈冠军的探索不得不止步之际，2003年，《科学》杂志刊登了美国普度大学教授达里?格兰杰的研究成果，格兰杰与古人类学家合作，利用“铝铍埋藏测年法”测定了南非一个古人类遗址的年代。
　　对于这一方法的原理，沈冠军解释说，当宇宙射线打到地面时，会将石英(二氧化硅)中的硅原子和氧原子打破，生成铝和铍的同位素。在地表时，这两种同位素的比值一般固定在6.8左右，当石英被埋入地下，不再受到宇宙射线“轰击”后，这两种同位素都停止生成，并开始衰变。由于衰变速度不同，两者的比例开始变化，这种变化的表观半衰期是150万年。换句话说，埋的时候比值是6.8，150万年后是3.4。
　　随着“加速器质谱仪”的出现，科学家们可以通过准确测定这两种同位素的含量，由此计算出石英埋入地下的时间。
　　“全世界只有很少几台能精确测定铝26的加速器质谱仪，来自世界各地的专家都会把样品寄到格兰杰那儿，排着长队等待测试。”沈冠军说。或许是考虑到周口店遗址的重要价值，2004年，格兰杰答应了沈冠军提出的合作要求。
　　
　　北京猿人是耐寒一族？
　　
　　生存年代往前推进了20多万年，这对北京猿人来说，有着非同一般的意义。
　　《自然》杂志为此在封面配了一句英文的双关语：“Peking man was cool (北京猿人真酷)”，“cool” 在这里还有寒冷的意味。美国学者拉塞尔?乔洪撰文指出，“77万年”将北京猿人生活的环境，移向了一个更寒冷的时代，将促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与古人类研究所研究员高星，在接受记者采访时曾表示，原先所说的“四五十万年前”，地球正处于相对温暖的间冰期(两个冰期之间)，而77万年前则是一个比较寒冷的冰期。这表明，人们对北京猿人适应环境的能力需要重新认识，比如用火问题。
　　对火的使用本是北京猿人遗址中的一个重大发现，那里有厚达数米的灰烬层。但是上世纪80年代以来，国外一些学者对北京猿人主动用火的观点提出挑战，认为用火遗迹可能是自然野火等原因造成的，甚至可能是动物粪便“变质”留下的痕迹。在高星看来，此次测年结果对应的气候条件，将使更多学者重新考虑人为用火的可能，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，在周口店北京人遗址博物馆里，就陈列着一些烧过的动物骨头化石。沈冠军的团队在采样时，也发现了一些“烧骨碎片”，沈冠军认为，这些也对“主动用火”一说提供了支持。
　　（摘自4月1日《中国青年报》，作者为该报记者。标题有改动）

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