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古非洲气候出乎意料地多雨,使早期人类的故事变得扑朔迷离

了解为什么古非洲干燥时期的说法现在受到挑战,以及这对早期人类的故事意味着什么。

Jack Knudson
作者:Jack Knudson
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图片来源:Piyaset/Shutterstock

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有记录表明,气候变化会促进人类进化,尤其是在非洲,我们人类的故事在那里首次展开。然而,一项新的研究颠覆了对 350 万年前至 250 万年前古非洲干燥时期的普遍解读,这一时期正值人类黎明的前夕。

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科学家们此前认为,在被称为上新世-更新世过渡期的 350 万年至 250 万年前,北非经历了一段干旱期。这被认为对人属(Homo genus)的出现起到了关键作用,然而,最近发表在《科学进展》(Science Advances)上的一项研究提出了相反的观点;该研究认为,过渡期并没有持续干燥,而是北非的降雨量保持稳定。

早期人类迁往更干燥的气候

上新世-更新世过渡期标志着从湿润多雨的上新世(530 万年至 260 万年前)到寒冷干燥的更新世(260 万年至 11,700 年前)的过渡。对于世界大部分地区来说,日益严重的干旱化导致茂密的森林被开阔的草原取代。新栖息地的出现被认为是人类进化(hominin evolution)的一个主要因素,特别是提出了干燥条件促使我们的祖先减少了对爬树的依赖,并在觅食环境中开始直立行走。

先前的研究依靠西非海岸近海沉积物岩心中尘埃沉积的证据来解释北非在过渡期内所谓的干燥时期。在 350 万年至 250 万年前的样本中发现了增加的大陆尘埃,科学家们最初将其解释为撒哈拉沙漠扩张,原因是夏季季风减弱。


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古代降雨记录

这项新研究采用了不同的方法来研究北非的古代降雨量。研究人员没有关注尘埃沉积,而是检查了陆地植被产生的叶蜡。

“植物在夏季生长季节会产生这些蜡,因此它们提供了夏季降雨量的直接信号,”该研究的主要作者 Bryce Mitsunaga 在一项声明中说,他当时正在布朗大学完成博士学位,现在是哈佛大学的博士后研究员。“我们发现,即使在所有这些更大的温度和冰川变化发生时,降水周期也没有太大变化。”

研究人员分析了与尘埃证据相同的岩心中的叶蜡。叶蜡基本上保存了古代植物吸收的水的同位素特征,记录了过去的降雨情况。两种形式的氢的存在通常表明过去的降雨如何运作。一种较重的、有一个中子的雨水先落下,而一种较轻的、没有中子的雨水随后落下。因此,叶蜡中较轻的氢的比例越高,就意味着持续的降雨越多。

重新思考非洲的干旱化

根据他们对叶蜡的分析,研究人员发现在上新世-更新世边界期间,非洲没有出现明显的干旱趋势。在过渡期的两边,夏季降雨量似乎都很稳定,这意味着非洲当时可能没有经历相同的全球气候趋势。

研究人员表示,先前研究中的尘埃可能与降雨量的变化无关,而与风力模式或强度的变化有关。

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这些发现甚至可能为未来的气候变化提供信息,因为据研究人员称,上新世-更新世过渡期的二氧化碳水平与今天的水平相似。然而,过渡期内的二氧化碳水平正在下降,而现在正在上升。

“如果我们能看到全球气候是如何影响那个历史时期的水循环的,这就能为这个本已面临缺水问题的地区的未来降雨量预测提供信息,”Mitsunaga 说。

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这项研究在一定程度上也扰乱了关于古人类的故事,与过去关于上新世-更新世过渡期干旱帮助了像能人(Homo habilis)这样的人类进化(hominins)的说法产生了冲突。现在谜团更加深了,需要找出非洲究竟何时转向了更干燥的条件,以及是什么——如果不是降雨不足——导致了我们古代人类演化出最重要的特征。


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    Jack Knudson

    Jack Knudson 是《Discover Magazine》的助理编辑,撰写关于太空、古代人类、动物和可持续发展的文章,并负责印刷版的“地球”栏目。

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