海平面上升吞噬了无数考古遗址。科学家们希望它们重见天日

你曾在学校学到的关于我们物种如何在地球上传播的一切都是错误的。

几十年来，教科书一直教导说，人类离开了我们祖先的非洲家园，通过我们今天所知的陆地传播到世界各地，在不到5万年前到达澳大利亚，在仅仅13500年前到达美洲。但是，在关于我们共同过去的知识中，存在一个大陆大小的空白，科学家们现在才开始填补。

从北海到亚洲和澳大利亚之间岛屿密布的热带地区，从白令海峡的寒冷水域到阳光明媚的阿拉伯半岛，这些现在被淹没的沿海景观在史前时期曾多次暴露并可供我们的祖先通行，其中包括人类在全球范围内扩张的关键时期。这些现在被海水淹没的区域面积相当于现代北美洲的面积。

“我自己的观点是，那里肯定有遗址，”约克大学考古学家杰夫·贝利说。“有些（曾经）对人类最有吸引力的区域现在已沉入水下。”

长期以来，这些被淹没的景观——一些研究人员将其统称为“水生陆地”（Aquaterra）——一直超出科学家的能力范围，但它们终于从海浪下浮现出来——至少是象征性地。得益于尖端技术和越来越多的证据表明早期人类扩散的旧模型不再有意义，几个项目正在进行中，以重建这些古老的世界并寻找可能改写人类历史的证据。

海平面变化

大约在更新世初期，即约260万年前，人属的第一批成员出现，并随着最后一次大冰川融化的最终滴落而结束，大约在12000年前。这基本上是人类进化的时代。到更新世末期，只剩下一种人类——我们——我们已经在除南极洲之外的所有大陆上定居并繁衍生息。

在人类存在的95%时间里，海平面都低于现在，通常低约130英尺。在最低的时候，全球海平面比现在低约400英尺。

这些剧烈的海平面变化发生在更新世时期，在此期间，世界在多个冰期盛期（当时大部分水被锁在巨大的冰盖中）和间冰期（冰融化并淹没低洼大陆架边缘）之间摇摆不定。

许多研究人员用它们的区域名称来称呼这些现在被洪水淹没的低地，例如曾经连接西伯利亚和阿拉斯加的白令陆桥。但堪萨斯大学退休地理学家杰罗姆·多布森（Jerome Dobson）二十年来一直致力于为这些失落的土地命名为“水生陆地”（Aquaterra），以强调它们对人类历史的重要性。

正如今天的人口聚集在海岸线附近一样——全球近一半的人口生活在离海岸一小时车程以内——我们的祖先可能也如此。这些失落的区域不仅仅是现在水下的大陆架延伸，而是资源丰富的生态系统和早期人类曾用于探索的走廊。

“如果你看看驱动我们进化的因素，其中很多都与海岸有关，”多布森说。例如，碘元素（对我们的甲状腺功能至关重要）最丰富的来源是鱼类、海藻和贝类。“碘是一种沿海资源，”他说。“我们必须有它才能生存。我们依赖它。”

沿海的狩猎采集者将同时享受陆地和海洋的优势，获得淡水、陆生动物和植物，以及贝类、海藻、海鸟和鱼类。

沿海生活的吸引力也不仅仅限于人类。“如果你看看哺乳动物的生态数据，食草动物和食肉动物在沿海地区的密度都更大，”贝利说。

他补充说，冰川盛期，当冰盖扩张、海平面下降时，通常意味着全球气候转向干燥，这可能使得内陆地区变得不那么适宜居住。

“在海平面较低的时期，这些沿海地区会特别有吸引力，因为它们通常与腹地更干旱的时期相吻合，”贝利说。

范式转变

早在18世纪，博物学家和其他好奇的早期科学家就记录了海岸线或附近区域的考古遗址。20世纪中后期，少数研究人员采用了为近海石油和天然气勘探开发的海洋调查方法，但结果并不显著。

贝利说，很长一段时间以来，很少有人费心去探索水下的沿海区域，因为“那太困难了，找到任何东西的可能性都非常低”。

直到最近，借助激光雷达测深等新技术，才有可能对“水下陆地”（Aquaterra）进行系统、高分辨率的研究。激光雷达测深利用无人机或飞机发射的激光脉冲，在浅水区创建高分辨率的海底地图。

古海岸线研究长期以来也因成本高昂而受阻，但现在越来越多的项目正与海上天然气和采矿勘探公司合作，搭乘它们的勘测探险之便。

“海底勘探的人数激增，主要是出于商业原因。这开辟了可能性，”贝利说，他补充道，越来越多的政府在批准开发项目时要求进行海上考古评估。

古海岸线研究的后勤保障有所改善，但该领域一些人的思维模式并未进化。对于早期人类是否足够先进以利用沿海资源，包括乘船旅行，仍然存在偏见。

“直到今天，仍然有一种根深蒂固的信念，认为人类进化存在一个进步阶梯，而航海和海洋资源的使用是这个阶梯上非常高、非常晚的一个阶梯，”贝利说。

然而，许多年轻的研究人员对早期航海持更开放的态度。澳大利亚国立大学的考古学家和古生物学家西蒙娜·基利（Shimona Kealy）在还是研究生的时候，就发现了新的证据，表明早期人类可能在大约65000年前就到达了澳大利亚。他们的旅程大部分将通过海上进行，包括跳岛和跨越有强劲水流的显著距离。

“我认为，对早期人类可能拥有的航海技术的抵触，源于坐在欧洲的办公室里，想着库克船长直到18世纪才发现澳大利亚，所以出海一定需要巨大的勇气和胆量，”基利打趣道。

“你必须退一步，”她说，借鉴她在印度尼西亚工作的经验来想象早期的人类探险者。“这些人正在成长，他们的文化正在发展，在一个群岛上，大部分时间你都能看到至少一个岛屿。在那里进行实地考察让你意识到这个地区是多么相互联系。”

大海捞针

物流上的挑战以及克服该领域长期存在的陆地偏见，与大自然的力量相比都显得微不足道。寻找早期人类沿海扩散的证据绝非易事。

“水下工作的一半挑战在于弄清楚在数千英里的地貌中应该在哪里寻找，”洛杉矶县自然历史博物馆的考古学家艾米·古西克（Amy Gusick）说，她曾领导墨西哥和美国的几次水下探险。

“在水下研究中，你必须了解海平面上升、文化或历史背景以及你在寻找什么样的遗址，”古西克说。例如，贝类采集者在不同类型的遗址上留下的证据，可能与猛犸象猎人留下的不同。

古西克补充说，“你还必须确保你正在寻找的区域有保存的可能性。”例如，在加利福尼亚海岸，“（大陆架的）大部分区域已被波浪作用和潮汐力摧毁。”

在加拿大太平洋沿岸，冰盖的巨大重量在冰川盛期压低了陆块。随着冰的融化，陆地不均匀地回弹——这种现象被称为冰期后地壳均衡反弹。例如，在不列颠哥伦比亚省的一些高度局限的区域，更新世海平面实际上比目前的海岸线高出几英尺。再加上塑造我们世界的其他一系列力量——如地震活动、风蚀和沉积物堆积——重建古海岸线的复杂性变得显而易见。

现在想象一下，你不仅要找到这些景观，还要寻找携带物品不多的小股人类活动的迹象。

“这些人会是狩猎采集者，觅食者，处于探索和殖民模式下的人，”俄勒冈大学考古学家乔恩·埃兰德森（Jon Erlandson）说。

深层探索

为了找到人类存在的证据，研究人员首先不是寻找人类的证据，而是重建这些早期探险者会遇到的环境。

“我们不是在寻宝，”加利福尼亚科学院的考古学家托德·布拉杰说，他正与古西克、埃兰德森及其同事在南加利福尼亚海岸的圣卡塔利娜群岛进行一个项目。“我们正在绘制和采样古地貌……一旦我们能够预测地貌、土壤和生态，我们就会开始成功识别潜在的考古遗址。”

古海岸线研究项目通常始于根据现有海底地图开发一个可定制的数字地图。新地图可以突出与项目焦点相关的数据，例如识别海底下方可能指示已灭绝河流走向的沉积物。

研究人员利用这些地图锁定感兴趣的区域。然后，他们使用不同的成像工具，以越来越精细的尺度显示海底及其下方的情况。根据深度和条件，团队还可能部署遥感设备或潜水员，以加深对特定位置的理解。

取岩心通常是下一步，研究人员对古代土壤层或古土壤进行采样，这些古土壤随后被海平面上升带来的海洋沉积物覆盖。

古土壤通常富含花粉和简单生物的微化石，如硅藻（一种可指示气候条件的藻类）。古土壤甚至可能保存了来自古代生物的沉积DNA。识别遗址中存在的动植物种类有助于研究人员重建环境，并确定它是否可能对迁徙中的人类狩猎采集者具有吸引力。

贝壳游戏

一个沉迷于亚特兰蒂斯神话和印第安纳琼斯电影的“沙发考古学家”可能会失望地发现，研究人员对Aquaterra的发现抱有更朴实的希望。我们谈论的是贝丘。

这些废弃贝壳堆积物遍布世界各地，有时是潮汐沉积或鸟类收集等自然过程的结果，有时则是人类活动所致。贝利正在研究红海岛屿上巨大的古代贝丘，他说这些堆积物可以记录下惊人的关于海岸线、气候甚至小群体人类存在的信息。“你不需要吃很多牡蛎就能堆起一大堆贝壳，”他说。处理贝类、取出可食部分并扔掉贝壳的个体，也可能留下石器和其他文物，从而证实人类的存在。在Aquaterra遗址可能发现的其他材料包括有机物，如种子、纤维甚至木材。鱼类和其他动物骨骼也可能保存下来，潜在地为早期人类的饮食提供线索。随着今年更多国际项目启动，将Aquaterra带出水面，参与这项工作的研究人员对该领域日益增长的势头充满乐观。“这是一个真正令人兴奋的时代，”布拉杰谈到人类故事中古海岸线的新焦点时说。“二三十年前，我们现在提出的问题会是职业生涯的自杀，因为我们有那种（陆地偏见）范式。情况已经发生了根本性变化。它已经全面开放。”埃兰德森表示赞同：“在40年的职业生涯中，看到180度的转变令人惊叹。现在对人类及其与海洋的深层联系有了更广泛的理解。”

走出非洲的新途径

7万多年前

我们的祖先，例如直立人，大约在190万年前开始离开非洲并进入欧亚大陆。随后，包括我们自己的物种在内的后续扩散浪潮也随之而来。

由于缺乏考古遗址，这次走出非洲的时间和路线一直模糊不清。也许是因为几十年来，研究人员一直专注于从现在埃及出发，沿着地中海东岸迁移到中东的路线。

传统的观点认为，穿过红海南部，从东非海岸到阿拉伯半岛的路线是不可能的，因为它需要穿过一个在最窄处约20英里宽的海峡。

但是，最近对海峡两侧狒狒的基因分析表明，这些动物在过去15万年里至少两次成功穿越了红海。新的古海岸线重建表明，在海平面较低时，海峡中部出现了岛屿。通过跳岛的方式穿越海峡是可能的，最宽的开放水域仅略多于2英里。如果狒狒都能做到，为什么古人类不能呢？

约克大学考古学家杰夫·贝利目前正在进行一项研究项目，重点关注沙特阿拉伯海岸附近红海南部的一小群岛屿。法拉桑群岛拥有数千个贝丘。这些处理海鲜产生的废弃物堆积物非常巨大，甚至可以从太空看到。其中最古老的贝丘大约创建于7000年前。贝利认为，在海平面较低的时期，早期离开非洲的人类探险者可能也留下了他们自己的贝丘。如果它们能够被发现于累积沉积物层之下，它们可能会为我们物种走出非洲的旅程时间线和路线提供证据——甚至可能为更早的扩散提供证据。

贝利的团队正在修改一种最初为石油勘探开发的地震勘测类型，以在海底表面以下寻找线索。

“我们正在实验，以识别海洋沉积物下贝丘的声学特征，”他说。他承认这种方法是新的，仍在完善中——而且，即使完美，也可能一无所获。

“我们正在冒险。我们不知道会发现什么，”他说，“在考古学中，你只有发现后才知道会发现什么。”

澳洲南部的扩散

65,000年前

即使是Aquaterra最大时期，也无法让第一批澳大利亚人保持双脚干燥。巽他大陆（现代东南亚）和萨胡尔大陆（今天的澳大利亚和新几内亚）从未连接在一起。到达澳大利亚需要航海技能，穿越强劲水流和瓦拉西亚（一个由岛屿组成的过渡区）来驾驶船只。

以19世纪中叶描述它的英国博物学家阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士的名字命名，华莱士群岛从未与巽他或萨胡尔连接。在西方巽他发现的动物可能已经到达瓦拉西亚，但大多数从未超越瓦拉西亚向东扩张到萨胡尔。在哺乳动物中，只有两个例外：啮齿动物和人类。

40多年前，人类学家约瑟夫·伯德塞尔（Joseph Birdsell）试图找出人类跨越华莱士群岛进入澳大利亚最可能的迁徙路径。他利用基本的古环境重建，提出了南北两条路线。此后几十年，研究人员将注意力集中在该区域南缘的路线，认为它是两条路线中更合理的一条。

但澳大利亚国立大学研究员西蒙娜·基利（Shimona Kealy）利用更精确的现代地图技术和改进的更新世海平面记录来研究潜在路线。她还纳入了更新的互视模型：早期航海者能够从一个岛屿看到下一个岛屿的位置。她发表在2018年《人类进化杂志》（Journal of Human Evolution）上的研究发现，北线更可能，并且在海平面波动的情况下，大约在65000年前乘坐船只旅行最容易。

可能存在的北线的时间点至关重要，因为2017年，其他研究人员在《自然》杂志上报道，对澳大利亚北部Madjedbebe遗址数千件文物进行年代测定后发现，这些材料已有65000年的历史。

马杰德贝贝的年代测定存在争议，因为许多研究人员认为人类直到45,000到50,000年前才到达澳大利亚。基利认为，随着大陆上更多遗址采用更新、更精确的方法进行年代测定，这种共识将会改变，但她的焦点仍然在华莱士地区。

“当时（65000年前）该地区就有人类，”她说。“那时他们也很可能在澳大利亚。”

她现在正与澳大利亚和印度尼西亚的同事合作，开展一项为期三年的新项目，以沿着拟议的北线在岛屿上寻找早期考古遗址。

与此同时，在澳大利亚西北海岸的丹皮尔群岛，贝利及其同事已经开始了对澳大利亚水下古海岸的首次系统性勘探。

他们于2018年在《文物》（Antiquity）杂志上概述的计划，分为重建水下地貌（如河流和湖盆）和审查先前记录的陆上遗址。

“我们研究陆上考古，思考什么样的地点会对他们有吸引力，”贝利说。“通常会有非常具体的特征，比如制作石器的原材料、淡水，或者伏击动物的好地方……你用这个模型来帮助你更深入地理解水下目标。”

两个特别有希望的目标：已在多个陆上遗址发现的岩画，以及石堰或渔栅。两者都可以在团队正在制作的新的、更高分辨率的海底地图中发现。

沿着海带高速公路：第一批美洲人

15,000多年前

关于第一批到达美洲的人类的传统观点是，他们在不到13500年前从西伯利亚抵达，身穿皮毛，跋涉穿过白令陆桥的草原。穿过陆桥后，他们沿着两条逐渐缩小冰盖之间的一条开放走廊进入美洲大陆腹地。

但是，最近的地质和古环境研究，例如2017年发表在《科学》杂志上的一项关于冰盖涨落的重建，表明这条走廊直到几个世纪后才适合居住，远在人类已经在美洲各地存在之后。此外，从智利到佛罗里达的遗址已被测定至少有14500年的历史。

俄勒冈大学考古学家乔恩·埃兰德森（Jon Erlandson）在大约十年前首次提出了海带高速公路假说，该假说认为，在内陆白令陆桥走廊开放的数千年前，人类可能乘坐船只沿着资源丰富的古海岸线。这条路线会把他们从亚洲和西伯利亚向东带到白令陆桥南部海岸，进入美洲，一直到达智利南部。这个想法正在获得动力。

“我们已经谈论无冰走廊80年了，”加州科学院考古学家托德·布拉杰说，他认为沿海路线在至少16000年前就已开通，甚至可能更早。“是时候探索其他可能性了。”

调查白令海峡南部沿海航线的部分问题在于该地区今天的极端环境。即使在最好的天气条件下，北极地区也只能进行非常短（且昂贵）的野外考察季。

几组研究人员正在转而关注白令海峡以南的太平洋沿岸地区，早期航海者可能在那里上岸。

例如，布拉杰和他的同事正在进行一个为期四年的项目，其中最后一年将分为南加州海峡群岛和俄勒冈州第二个海上地点。在北部海峡群岛，已记录了多个10000年或更久远的古海岸遗址。同样参与海峡群岛项目的埃兰德森，在一个遗址中发现了可能已有18000年历史的文物。

该团队目前专注于一个浅海湾，它将受到太平洋猛烈波浪的保护。在这里，海平面迅速上升；快速沉积的沉积物保存了河口等特征，这些特征对人类来说极具吸引力。该团队已从最有希望的区域采集了二十多个岩心样本，并将对其进行分析，以寻找失落的古环境线索。

随着他们完善海底测绘、地貌识别和岩心分析技术，研究人员正在俄勒冈州中部海岸约30英里处的第二个地点Heceta Banks进行试验。

“这是一个非常不同的环境，但其理念是采用海峡群岛的方法并在那里进行测试，看看它们是否适用于不同类型的地点，最终目标是完善（适用于）整个太平洋沿岸的方法，”布拉杰说。

多格尔兰：失落的十字路口

6000多年前

看看今天的欧洲地图及其北部的人口和商业中心：伦敦、巴黎、阿姆斯特丹、哥本哈根。现在想想，这些枢纽曾经是内陆，只是广阔的针叶林、草地、河流和湿地边缘的一小部分，所有这些地方都充满了猎物。史前旅行者可以从现在的欧洲中部走到苏格兰北部，甚至看不到海岸线。

大约18000年前，随着上一个冰河时代巨大的冰川和冰盖开始融化，海平面上升淹没了这个世界。北海由此诞生。

这片水下陆地，介于今天的英伦三岛、斯堪的纳维亚、德国和法国海岸之间，被称为多格尔兰。它以其北部边缘的丰富渔场多格尔浅滩命名。

“多格尔兰是现在被淹没的最重要的景观之一，”约克大学考古学家杰夫·贝利说，他虽然没有直接参与当前的多格尔兰研究，但却热情地关注着同事们的工作。“我们知道那里有大量的动物……那是一片拥有淡水湖泊和丰富食物的奇妙景观，极其富有生产力。”

今天，横穿北海的渔船偶尔会打捞出失落土地的线索：猛犸象象牙、武器、工具，甚至人类和尼安德特人的头骨碎片。在人类向北扩张、农业取代狩猎和采集的时期，多格尔兰是不同文化交流的十字路口。它似乎也存在某种贸易网络。

例如，研究人员已将欧洲各地发现的石器制品追溯到现已沉入水下的岩石露头，这表明这些材料曾被人类在多格尔兰及其以外的地区运输。

“你将拥有一片能够促进现在分离的陆地之间交流和文化交换的景观，”贝利说。

欧洲失落的边疆（Europe’s Lost Frontiers）是一个为期五年、将于2020年结束的项目，一直在以前所未有的精细尺度探索多格尔兰，绘制已灭绝的河流地图并识别最可能有人类居住的区域。正在分析多个岩心样本以重建失落的古环境。

例如，由“失落边疆”团队部分成员于2017年发表在《微古生物学会》杂志上的一份报告，描述了在多格尔兰一个岩心中发现的多种甲虫。根据这些昆虫的栖息地和偏好食物，以及从样本中提取的花粉，该地点可能曾是林地，并存在大型食草动物——发现的一种甲虫物种就以它们的粪便为食。

岩心样本暗示了该遗址随时间的变化，从苏格兰松和榛子的森林变成了橡树和一些榆树的森林。最终，咸水微生物的出现证明了该地貌的淹没。

Gemma Tarlach 是《发现》杂志的高级编辑。本文最初以“重返水下之地”为题发表于纸质版。