发现丨精美的石头会说话

2023-07-22 星期六

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科学家利用火山岩制成的古器物的化学成分来追踪人类在太平洋的迁徙,揭示了长途航行和文化交流的证据。

瓦努阿图埃迈岛鸟瞰图。来自埃迈岛的古代石器工具是使用地球化学技术分析的工具之一。(图/艾默瑞·赫尔曼)

远在欧洲人踏上南太平洋之前,来自东南亚和大洋洲的航海者已经在美拉尼西亚、密克罗尼西亚和波利尼西亚定居,他们使用星风罗盘和大型独木舟穿越海洋。在最近的一项研究中,科学家通过分析石器的化学成分来追踪这些迁移。

研究人员从波利尼西亚离群值中发现的工具收集数据,波利尼西亚离群值是一组分散在新几内亚和斐济之间的岛屿,包括所罗门群岛、加罗林群岛和瓦努阿图。测量石头的化学成分使得将它们与它们的来源地区相匹配成为可能,这表明人们将工具运送到了远离其发源地的地方。

在石头上留下“指纹”

研究人员检查了由火山岩制成的古器物,如石锛(类似于斧头的切割工具)。为了确定石头的来源,科学家们依赖于不同的火山产生具有不同化学特征的岩浆这一事实。

一些火山形成于俯冲边界,在那里一个构造板块下降到另一个板块之下,就像在日本或美国西北部的瀑布一样。其他的火山形成于构造板块的中间——上升浮力物质穿过地幔的热点。

许多南太平洋岛屿,包括斐济、夏威夷和萨摩亚群岛,都是由热点火山作用形成的;然而,组成所罗门群岛和瓦努阿图的群岛位于俯冲带。

每座火山都会产生具有特定化学特征的熔岩。

因为热点熔岩来自岩石圈的底部,它们的化学成分与地幔相似,而与俯冲有关的熔岩更强烈地受到熔体穿过的较厚地壳的影响。火山岩的化学成分告诉科学家它是在什么样的环境中形成的,帮助他们找到它的来源。

此外,每座火山产生的熔岩都具有独特的化学特征。出于这个原因,“分析石制品的地球化学通常是追踪人们最初开采石头的明确方法”。夏威夷大学人类学家彼得·米尔斯解释说。

研究人员使用波法图和乔治罗克(海洋和大陆岩石的地球化学)这两个公布的地球化学数据库,将他们的测量结果与太平洋岛屿的现有记录进行比较。然后,他们将文物与其来源区域进行匹配——就像在数据库中匹配嫌疑人的指纹一样。

萨摩亚的石头走了几千公里

根据该小组的结果,古代人在13世纪至18世纪期间进行了多次长途航行。由萨摩亚采石场的石头雕刻而成的石锛被发现于所罗门群岛的陶马科岛和瓦努阿图的埃迈岛,这两个岛屿位于萨摩亚群岛以西约2500公里,相距800公里。

来自瓦努阿图埃迈岛和所罗门群岛陶马科岛的石锛原产于萨摩亚的塔塔加马托岛。(图/艾默瑞·赫尔曼)

米尔斯说,由于这些岛屿可能是由来自大洋洲和东南亚的向东移民定居的,“发现萨摩亚制造的石器向西移动2500公里,回到祖先家园的方向,这尤其令人兴奋。”

早期的人也进口离家近找不到的石头。来自瓦努阿图北部的黑曜石是在南面360公里的埃迈岛上发现的。黑曜石——一种坚硬的火山玻璃,会碎成边缘锋利的薄片——被制成刀片和切割工具。瓦努阿图黑曜石已经在其他波利尼西亚离群点上被发现,这意味着岛上的居民可能交易或运输贵重物品。

法国国家科学研究中心的考古学家、这项新研究的第一作者艾默瑞·赫尔曼指出,这些结果有助于我们不断转变对波利尼西亚历史的理解。他说,“波利尼西亚局外人在历史上被认为是文化隔离”,但是地球化学研究表明,在群岛定居后,古代人与其他岛屿保持着联系。

“人们不会像对天然宝石取样一样,对具有历史和文化价值的物体进行取样。”

使用地球化学来追踪古代移民有几个好处:它可以产生确凿的证据,可以证实或充实口述历史,并避免其他人种学方法中隐含的伦理问题,如收集人类DNA。但是,米尔斯说,研究人员应该意识到石器具有文化意义。“任何对石器的破坏性分析都应该包括与后代社区的讨论。”他说。

赫尔曼表示同意,对当地社区的遗产保持敏感是至关重要的。“人们不会像采集天然岩石一样采集具有历史和文化价值的物体。”他说。赫尔曼和他的合著者在文物上钻了3毫米直径的洞,以提取材料进行化学分析。抽样是通过与瓦努阿图文化中心文化委员会的研究协议进行的。

瓦努阿图文化中心的成员和这项研究的合作者埃德森·威利说,非破坏性的方法更好,但在这种情况下,了解这些文物的好处超过了破坏性取样的缺点。

“对人工制品进行研究很重要,因为它揭示了我们的文化和传统。”他说。

威利解释说,口述历史将瓦努阿图和其他太平洋岛屿联系在一起。通过追踪石制品的起源,“这项研究加强了这些联系,并证实了我们的长辈们晚上围着壁炉讲述的故事”。

(本文作者卡罗琳·哈斯勒是科学作家)


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