2021年北京猿人为何“变老”了？-北京猿人.docx

北京猿人为何“变老”了？|北京猿人
最近，自然杂志以封面文章的形式发表了中美学者对周口店第一地点，即著名的“北京猿人”遗址年代的最新测量结果，给出该遗址第7～10层的年代为距今77万±8万年。而20世纪中国的学者曾测定该遗址第10层的年代约为46万～50万年，这一结果已被写进教科书中。北京猿人生活的年代为何一下子被提前了约30万年?我们又应怎样看待给出新的年纪值的测年方法――石英样品的铝铍埋藏年纪测年法呢?
　　提到测年方法，碳14测年法通常被广大读者所熟悉。其实，碳14方法只能测定距今5万年以内的样品的年代，所以对于建立人类诞生和进化的时间框架贡献有限。现在，测量古人类遗址的绝对年代，关键应用钾氩测年、裂变径迹测年、古地磁测年、不平衡铀系测年、电子自旋共振测年和此次测量北京猿人年代所使用的铝铍埋藏年纪测年等几个方法，本文将分别给予介绍。需要指出的是，我们不能笼统地说哪种测年方法好或差，每种方法有其适用的测年对象、测年范围和可靠性，而且测年误差的大小也因为测年对象和测量年代范围的不一样而改变，需要详细分析。
　　钾氩测年方法
　　这是一个准确度很高的测年方法。它以多种火山岩，尤其是火山岩石中的含钾矿物作为测年对象，测量它们的形成年代。自然界的钾(K)元素有3种同位素，其中的40K是天然的放射性同位索，半衰期约为亿年，它以一定的百分比衰变为氩(Ar)同位素40Ar。火山喷发物冷却后，其中含钾矿物中的钾将不停衰变而造成40Ar原子的积累，时间愈久，积累愈多。假如这种放射成因的氩能被保留在矿物中不丢失，那么经过测量矿物中40Ar和40K的比值，就能计算出矿物的形成年纪，即火山喷发的年代。即使矿物中保留的放射成因的40Ar是极微量的，但因为近代原子核技术和质谱技术的发展，使得钾氩测年的精密度和正确度均极高，而且能验证被测样品中放射成因氩的保留情况。对于200万年左右的样品，测年误差仅为2万～3万年。科学家曾用钾氩法测定了造成庞贝古城毁灭的维苏威火山的喷发年代为公元72年，和维苏威火山的真实喷发年代公元79年相差仅7年。
　　东非是人类祖先的家乡，这里发觉了整个人类进化阶段各时期的遗址和化石。很幸运的是，东非地层中堆积了很多的火山灰层，它们往往和人化石层和埋藏有石器的文化地层相互叠压交替。所以东非火山灰层的钾氩年纪已构建了人类进化过程的完整而可信的年代框架。还需要指出，钾氩测年也为建立下面要介绍的古地磁测年方法提供了年代刻度。
　　裂变径迹测年方法
　　裂变径迹方法适合用于测量含铀(U)矿物最终一次受加热历史以来的年代。铀的关键天然同位素238U能自发地裂变为两碎片，裂变时两碎片高速相背而行，并造成其旅程两旁矿物晶格受损伤，从而留下径迹，称为裂变径迹。这种径迹经化学试剂蚀刻变粗后，能够用显微镜观察。受热的矿物冷却后，其中的径迹密度将随时间不停增加。假如测量了矿物中的径迹密度和铀含量，就能计算得到对应矿物最终一次受热以来的年代。假如被测量的矿物选自火山灰中，那么测量的就是某次火山喷发的年代。
　　因为裂变过程的随机性，通常情况下裂变径迹年纪比钾氩年纪的误差大。在凝灰岩等火山喷发物中常常能同时找到可用钾氩方法和裂变径迹方法测年的矿物，即对同一个地层能够用两种独立的方法测年，测年结果之间的互校可提升测年的可信度。比如曾测量了在东非大