兰大环境考古团队最新研究成果

　　兰大环境考古团队最新研究成果——

　　将人类最早系统燃煤历史推前约一千年

　　董广辉教授等在吉仁台沟口考察采样。（资料图）

　　尼勒克县城附近的喀什河河道。（本文图片均由兰州大学提供）

　　新甘肃·甘肃日报记者 苏家英 通讯员 法伊莎

　　新疆伊犁尼勒克县，喀什河河边，十几米高的断崖上显露出黑褐色斜向纹理的岩石。当夏季气温较高时，裸露的煤炭偶尔还会发生自燃，升起缕缕青烟。三千多年前的古人，是否同样看到如此景象，从而受到启发，开始使用煤炭作为燃料？

　　7月26日，在兰州大学资源环境学院董广辉教授的指导下，该学院博士生仇梦晗牵头，联合新疆维吾尔自治区文物考古研究所、中国人民大学等研究机构的科研人员，在《科学·进展》期刊合作发表了题为“最早系统开发煤炭燃料推前至距今约3600年”的研究成果。该项研究通过多学科证据，深度揭示了中国新疆伊犁尼勒克县吉仁台沟口遗址先民自3600年前起系统利用烟煤燃料的内涵，将人类最早系统燃煤的历史推前了约一千年。

　　缺失实证，史前时代系统开发燃煤行为成谜

　　在旧石器晚期的欧洲和新石器早期的中国北方，煤炭就已被用来制作装饰品，比如考古学家在沈阳新乐遗址中发现了大量距今约六七千年前的煤精制品。但是煤作为燃料被系统开发，则晚得多。

　　在近期的研究中，国外学者在地中海东部青铜时代墓葬中的人牙上检测到一种有机残留物，这种物质一般被认为是褐煤燃烧才能产生的。而它之所以会出现在人的牙齿上，可能是因为长期将褐煤燃烧所产生的烟尘吸入到口腔后的残留。这一发现表明，褐煤可能自距今3400年前起在地中海东部地区被燃烧利用。但遗憾的是，直接的考古学证据仍然缺失。

　　基于考古学证据和文献记录，世界公认最早系统开发利用煤炭作为燃料的可靠证据来自汉代的中国。尽管战国时代的中国（距今2426—2171年）和古典时期的希腊（距今2460—2273年）似乎就已经掌握了煤炭可供燃烧的相关知识。

　　总而言之，有关史前时代系统开发煤炭燃料的直接证据始终缺失，直到中国新疆伊犁尼勒克县吉仁台沟口遗址的考古发掘工作浮出水面。

　　2015年，新疆维吾尔自治区文物考古研究所开始对吉仁台沟口遗址和墓地进行考古挖掘，发现了煤炭的使用，还发现了冶铜活动的相关证据。截至2020年，新疆文物考古研究所联合中国人民大学对吉仁台沟口遗址进行了系统的考古发掘，清理出土了丰富的考古遗存，其中包括中国新疆史前时代最大的单体建筑和规模宏大的高台墓葬。这些发现表明，吉仁台沟口遗址很可能是该时期伊犁河上游地区的一处中心性聚落。

　　“中国人民大学的韩建业教授知道我们有一个出色的环境考古研究团队，擅长动植物遗存分析、同位素分析，也可以做测年、元素分析等多项工作，所以推荐我们到考古工地合作开展研究。”董广辉说。

　　透物见人，多学科还原史前煤炭系统开发利用图景

　　吉仁台沟口遗址在伊犁河的一条主要支流——喀什河出山口右岸的台地上，北、东、西三面环山，河流向南出山流入尼勒克谷地。背靠山脉、面向平原，造就了吉仁台沟口得天独厚的地理环境。

　　“吉仁台沟口遗址是一处青铜时代大型聚落遗址。放眼整个新疆，史前时代的聚落性遗址都十分珍贵，大部分遗址都以墓葬为主。相比于墓葬，聚落遗址能够为我们提供更立体、丰富的人群生活信息。”仇梦晗说。

　　研究团队通过大量对吉仁台沟口遗址进行碳十四测年，并利用贝叶斯模型对年代数据进行统计分析，将遗址主要的人类活动厘定为两个时段，即距今4500—4300年（早期）和距今3600—2900年（晚期）。其中遗址的主体属于晚期阶段，大量的煤炭遗存广泛出土于这一时代的文化地层中。

　　在遗址中，有成堆放置的煤炭，一般分布在房址的周边，这很可能是古人有意为之，方便随时取用。在房址的地面上，有时候会发现灰色的煤灰，还有一些没有完全燃烧的煤，在一些炉子和房址的火塘里也存在煤渣。

　　“我们当时非常好奇一件事，煤从哪里取得？带着这个疑问，我们在遗址周边展开调查，发现有一个村子的后方在冒烟，原来就是露头煤炭因为高温出现了自燃，这就给了我们一个很好的提示。”董广辉说。

　　当时的古人为什么需要大规模地使用煤炭呢？

　　通过对遗址周边的自然土样、遗址早晚两期不同区域的土样进行X射线荧光光谱分析，测定土样中不同元素的丰度，研究团队发现，遗址晚期地层中的冶炼地点重金属元素明显富集。这进一步证实了吉仁台沟口是当时的区域性冶金中心的判断，而冶金必然伴随着大量能源需求。

　　选择性开采、有计划地存储以及生产生活中广泛地燃烧利用，表明煤炭并非为某一社会阶级或某个生产部门所独据。“在吉仁台沟口，系统开发烟煤燃料最终促进了一个独特的复杂化社会的形成。”仇梦晗说。

　　拓宽研究，推进对人类早期用煤的认识

　　在中国伊犁地区，可能是受到了距今4200年前开始的一次全球性气候恶化事件的影响，距今4200—3800年间的人类活动出现衰退。

　　距今约3600年起，新疆西北部地区形成了更为复杂成熟的生业方式。吉仁台沟口遗址晚期人群不仅掌握多种农作物的种植和家畜的养殖，还具有制铜工业，显著增强了社会的复杂化程度和稳定性。社会发展需求、气候环境恶化共同胁迫史前社会能源转型。

　　人类活动和环境总是相互影响的。“我们这个研究有两个有意思的点。一方面，以往的研究大多从动植物利用的视角，去观察人类是怎样适应环境的变化，但是这次从燃料的视角揭示了人类面对资源短缺时会做出怎样的选择。另一方面，是人类活动对环境的影响，研究团队在进行土壤元素分析时，发现人的冶铜活动会导致土壤污染，这是典型的人类活动对环境影响的表现。”董广辉说。

　　在此基础上，兰大环境考古团队将继续拓宽研究区域，探寻该地周边甚至更远的地方是否有新的证据，推进对于早期用煤的时空分布特征的认识。同时，还将着眼大量燃煤后产生的环境影响，不只局限于局部的土壤污染，计划对遗址不远处的湖相沉积地层展开研究，进一步完善对史前时代煤炭资源利用的认识。

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