直击郧县人3号头骨遗址:挖掘似外科手术,其将提升东亚直立人演化进程的精准研究

遗址现场(受访者供图)

封面新闻记者 石伟 曾洁

10月1日,湖北十堰弥陀寺村,村民们轮班守着村道岔口的铁栏大门。铁栏后边数百米外的高岗就是学堂梁子遗址,引发高度关注的郧县人3号头骨化石就是在这里被发现。

村民仔细打量着出现的陌生车辆和面孔。他们说不上这枚头骨化石的价值,他们只知道要保护好这块圆石头。“它跟多少钱没关系。听说它能在国际上证明一些问题。”

“我们创造了历史。”遗址考古项目负责人陆成秋这样形容郧县人3号头骨化石的价值。

遗址考古专家工作组组长高星告诉封面新闻记者,这枚化石是目前欧亚内陆发现的同时代最完整古人类头骨化石,实证了我国百万年的人类史。“大众熟知的元谋人、蓝田人,以及前两枚郧县人头骨化石,因为变形、零碎,得到的数据信息有限,研究界对它们有争论。这枚完整的头骨化石,数据信息将更加准确和丰富,是探讨人类在东亚出现和发展的重要证据。”

郧县人3号头骨化石(受访者供图)

创历史

欧亚内陆同时代最完整古人类头骨

郧阳区(2014年由郧县改设为郧阳区)地处秦岭与大巴山余脉之间,位于鄂豫陕三省交界处,汉江冲刷而过,形成了适宜人类居住的区域。

1989年和1990年,青曲镇弥陀寺村的田地里,两枚郧县人头骨化石先后被发现。这片地区,还有梅铺猿人、白龙洞猿人、黄龙洞猿人遗址,又因发现大量恐龙及恐龙蛋化石,被称为“恐龙之乡”。

弥陀寺村在郧阳城区西北30公里外,被汉江环抱,村庄靠近汉江的一处山岗,就是学堂梁子遗址。1990至今,科考人员已经对这里开展过7次考古发掘,除了已发掘的3枚古人类头骨化石,还发现了20余种哺乳动物化石和207件石制品。

封面新闻记者在现场看到,遗址被铁丝网围了起来,仅有一道铁门供人员进出。村道沿途的宣传牌写着“考古重地,严禁破坏”,村道岔口有一座两三米高的猿人雕塑,在风吹日晒中外皮开始脱落。值守的村民说,30多年来村里人一直日出而作日落而息,最近来看热闹和采访的人特别多,他们要阻止无关人员意外闯入发掘现场。

2022年5月18日上午,考古人员在遗址内作业时发现一块化石痕迹,之后按照常规化石的发掘程序进行清理。随着发掘深入,工作人员惊喜发现这是一个“圆家伙”。

工作人员拍下视频,报告给项目负责人、湖北省文物考古研究院副研究员陆成秋。下午,陆成秋从武汉赶回现场,根据露出一半的化石样貌判断这是一枚古人类头骨化石。现场立即停止发掘,将目标物用玻璃罩盖上,并做好现场安保工作。之后,情况被上报相关领导和专家。

经过中国科学院专家视频连线“诊断”,初步确认这枚化石是古人类头骨化石。

“我们创造了历史。”陆成秋回忆,他在发掘现场曾惊喜地跟同事说过这样一句断语。

他预想过新的郧县头骨化石出现的样子,但3号出现得比自己想象的情况还好。这枚头骨化石距离前两枚头骨化石的发现地点仅有30多米,距离地表只有半米多。与前两枚化石的残缺、变形不同,3号化石的头骨保存完整,颧弓保存良好,颅型饱满,未见明显变形。

发掘现场(受访者供图)

精细发掘

现场建考古方舱,以2毫米精度做“外科手术”

目前,郧县人3号头骨化石还只有一半露出地面,预计今年11月份才能被全部发掘出土,整个出土过程将历时6个月。

学堂梁子遗址考古专家组组长、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员高星解释,考古组是忍着好奇心在进行精细发掘。

学堂梁子遗址被分成了五个地点,第一地点又分为5个发掘区,郧县人3号头骨化石是在第一地点B区发现。同时被发现的,还有大量动物化石和石制品。

众多不同类型的化石复杂分布在同一区域,考古组需要确保发掘工作的可持续性。工作人员按照1×1米的规格在地上“画格子”,在格子里按2厘米或5厘米的厚度水平向前“揭地皮”,揭开一层再进行下一层,精细程度堪比外科手术。目前,B区共揭露203平方米自然土层,共发现包括“郧县人”3号头骨在内的古人类化石、石制品、古动物化石等各类遗物200多件。

发掘现场被划分成“小格子”(受访者供图)

高星介绍,考古发掘涉及考古学、沉积学、分子生物学等多学科几十个研究方向,研究者不仅仅要把头骨发掘出来,还要研究头骨埋藏的状况、遗址的形成过程。包括目标周围存留的其他人类遗存,一些微体被降解的材料,需要精细发掘、提取,进行高科技分析。

以郧县人3号头骨化石为例,要考虑土层里还有没有其他肢体部位,而头骨化石附近发现的大量食草动物化石,又与古人类是什么关系。每一阶段的发掘,相互之间都有关联性,前边的发掘过程不能破坏后续的发掘。

出于精细发掘和多学科研究考虑,发掘现场专门建立了核心舱、实验室和1000余平方的温湿可控考古方舱。发掘过程还采用了激光三维扫描技术和三维数字建模技术,扫描精度可以达到2毫米级别。考古组希望,将人类在这片土地上生活的痕迹数据尽可能多地发掘出来。

“前两枚郧县人化石的发掘,因为历史的原因有局限性,数据信息不足,我们现在肯定要越做越好。”

头骨化石附近的动物化石(受访者供图)

重大意义

实证我国百万年人类史,可对东亚直立人演化更精准推测

1989年和1990年,当地博物馆工作人员先后在弥陀寺村农田里发现两块“土龙骨”。经过检测,它们是距今约100万年左右的古人类头骨化石,随后被命名为“郧县人”。这一发现填补了我国100万年左右古人类发展的空白。

引起世界轰动的同时,两枚头骨化石因严重变形,很多数据无法落实,无法精确表述,在研究界留下争议。

郧县人1号、2号变形情况(受访者供图)

高星介绍,非洲发现了距今700万年至200万年之间的古人类遗存证据,非洲之外发现的古人类遗存集中在距今200万年左右,距今100万年左右的古人类化石非常少。东亚区域超过100万年的古人类化石,只有距今170万年前的元谋人和距今160万年至120万年左右的蓝田人。距今100万年左右的郧县人,处于古人类发展研究的中间环节,填补了亚洲古人类演化发展的缺环。

“元谋人和蓝田人的化石都比较零碎,蓝田人头盖骨也被严重挤压变形,所以对它的研究存在很多的争论。前两枚郧县人头骨化石也是同样的问题,解剖学性状和测量数据不准确。”高星说,郧县人3号头骨出土部分没有明显的变形,是迄今欧亚内陆发现的同时代最为完整的古人类头骨化石,实证我国有百万年人类史。

高星还提醒,人类起源和现代人类起源并不是同一概念,这次的发现引起的广泛讨论中,混淆了这两个概念。

通过这枚头骨,可以对它的脑量,对它作为东亚直立人代表的演化阶段、演化地位作出更精准、更科学的推测和研究。

高星介绍,在郧县人3号头骨化石附近,发现了剑齿象、犀、牛、鹿、猴、野猪等哺乳动物化石,初步判断这些是古郧县人的食物。“已经发现了丰富的伴生动物化石和石制品。随着发掘深入,发现更多人类头骨化石和更丰富的物种只是早晚问题,甚至还有更多其他可能性。”

高星表示,宇宙起源、生命起源、人类起源是世界重大科学命题,学堂梁子遗址还会为探究人类起源提供更多重要的证据材料。

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