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遥感考古锁定目标 基因研究找出人类起源


http://www.sina.com.cn 2003年07月02日 14:53 环球时报
科技时代_遥感考古锁定目标 基因研究找出人类起源
卫星遥感技术已经应用到考古研究中
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科技时代_遥感考古锁定目标 基因研究找出人类起源
DNA检测技术在考古中起了重要作用
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  中国社会科学院考古研究所袁靖

  提到考古,一般人的印象可能就是考古学家蹲在地上拿着手铲一点一点地挖土,历经辛苦,把埋藏在地下多少年的各种人工遗迹和遗物挖出来。确实,早期的考古大都如此进行,但自20世纪后期开始,随着科技的发展,各种自然科学方法被引入考古学,一系列重大发现的背后也有高科技仪器设备的功劳。

  遥感考古———快速锁定目标

  开展考古工作,首先必须进行普查,搞清楚地下文物的埋藏情况。传统的方法是通过考古工作者在野外徒步行走,采集暴露在地表的古代人工遗物,辨认地下的土质、土色和包含物,由此来确认遗址和遗迹的布局。这些工作都是相当费时、费力的。而遥感技术的应用就能更快地了解一定地理范围内的情况。

  遥感考古就是运用

航天飞机、卫星、飞机等各种飞行器上装备的航空摄影机、成像扫描仪来接收地面的影像资料,目前商用卫星影像的全色波段分辨率已经达到了1米。计算机图像处理技术科技可以对这些影像进行分析,研究人员再依据土壤颜色、遗迹在太阳光斜射下的阴影标志等综合知识来判定遗址或遗迹的分布特点。

  具体来说,土壤标志是指遗迹上面的土壤颜色有别于周围土壤所产生的迹象。当遗迹占地面积较大时,由于观察者在地面视域狭小,一些遗迹现象很难被发现。而在飞机上俯视大地时,视域扩大了,只要地上遗迹同周围土壤颜色有略微区别,就会发现的。

  除了利用天上的高科技仪器,地面上的磁法勘探也可用于锁定古代遗迹的目标。地球表层的土壤就是由多种不同矿物质的混合物组成的,其中一小部分(主要是氧化铁)因为含铁而具有磁性。人类扰动原生土壤的活动会改变原生土壤的含铁量及其磁性,所以古代的道路、沟渠、以及砖石结构等遗迹的磁性,都与周围原生土壤的磁性有着一定的差异。这种差异可以通过磁力仪测定和记录下来,由此获得“异常数据”。通过对“异常数据”的判读,就能认识地下遗迹的状况。

  碳—14分析———准确测定年代

  挖掘出古代文物后,就要对其进行年代测定。目前测定年代最先进的方法是碳—14断代法。众所周知,地球上的植物都要摄取以二氧化碳形式存在的碳元素,才能不断生长、繁殖下去。而动物又是靠直接或间接食取植物生存的。因此,动植物体内所含的碳元素中,放射性碳—l4的浓度必然也是达到一定的平衡值。然而,当动植物体死亡以后,体内碳—l4的浓度就要发生变化。不会再增加新的碳—14。从这时起,死亡的个体原先含有的碳—14的浓度要按照其5568年的半衰期一半一半地不断减少下去。通过测定碳—14的浓度就可以进行断定年代的工作。20世纪70年代后期,加速器质谱法的兴起,使该方法的测定灵敏度大为提高,所需样品量由克级降低到毫克级,而且测量时间缩短。目前加速器质谱测年精度比较好的可达6‰。总体上,碳—14测年方法最高可测年代范围为5万年左右。对耶稣裹尸布、楼兰女尸的年代鉴定等就是采用碳—l4的测年方法。

  遗传基因研究———找出人类起源

  对古代人类进行家系鉴定和种族鉴定非常重要。采用分子生物学技术从古代生物遗骸中提取DNA片段并进行分析是考古学研究的新领域。哺乳动物的线粒体DNA是按照一定顺序连续排列的DNA链。在其死亡以后,这个DNA链在氧化、水解及环境微生物的作用下断裂和降解。自从证实在古代人类的遗骸中依然保存着遗传基因,并且可以利用聚合酶链式反应技术对其进行扩增以后,对古代人类的分子遗传学研究便蓬勃开展起来。

  同位素分析———确定人类的食性和迁徙

  研究测定古代人类的食性和迁移,同位素的分析就显得非常重要了。由于各种动植物体内的氮—15和碳—13含量不同,人食用后就会在骨骼里留下这些食物的同位素特征。通过对古代人骨的同位素分析,就可以判断他当年食用的粮食、肉食的种类及比例。另外,长时间生活在一个地区的人们,其体内的锶同位素的比值就与这个地区的锶具有一致性。而如果他从一个地方迁徙到另一个地方,除了人的牙齿中原来的锶同位素一成不变以外,其它各个部位的骨骼中的锶同位素指标会随着时间的变化产生符合当地特征的变异。

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