追踪足迹：人类比想象的早7000年到达美洲

这些脚印来自一群不同年龄的人。来源:国家公园管理局

在先进的年代测定技术的支持下，一项新的研究表明，人类大约在23000年前就在美洲定居了，这挑战了早先关于14000年时间线的看法。

人类最早在美洲定居的时间和方式是一个颇有争议的话题。在20世纪，考古学家认为人类到达北美内陆不早于大约14000年前。

但我们的新研究发现了一些不同的东西。我们最新的研究支持了人类大约在23000年前生活在美洲的观点。

无冰走廊和以前的假设

20世纪的专家们认为，人类出现的同时，横跨现在的加拿大和美国北部的两个巨大冰盖之间形成了一条无冰走廊。根据这一观点，这条走廊是在最后一个冰河时代结束时融化造成的，使人类能够从阿拉斯加长途跋涉到北美的心脏地带。

渐渐地，这种正统观念崩溃了。近几十年来，人类最早的证据已经从14000年前退回到16000年前。这仍然与人类在最后一个冰河时代结束时才到达美洲的情况相一致。

2021年9月，我们在《科学》杂志上发表了一篇论文，将新墨西哥州发现的化石足迹追溯到大约2.3万年前——也就是最后一个冰河时代的鼎盛时期。它们是一群路过一个古老湖泊的人做的，就在现在的白沙附近。这一发现将人类在美洲大陆的历史延长了7000年，改写了美洲的史前史。

如果人类在上一个冰河时代的高峰时期就在美洲，要么是冰川对他们的通行没有什么障碍，要么是人类在那里生活的时间要长得多。也许他们是在冰川融化的早期到达这块大陆的。

我们的结论受到了批评，然而，我们现在已经公布了证据，证实了早期的日期。

花粉是测定人类定居年代的有用工具。

确定脚印的年代和花粉之谜

对许多人来说，花粉这个词让他们联想到过敏、打喷嚏和痛苦的夏天。但花粉化石是一种强大的科学工具。

在我们2021年的研究中，我们对发现脚印的上下沉积层中发现的常见沟草籽进行了放射性碳定年。放射性碳定年法是基于过去5万年内死亡的生物体内碳(碳-14)的一种特殊形式(称为同位素)是如何经历放射性衰变的。

一些研究人员声称，我们2021年研究中的放射性碳年代太老了，因为它们受到了所谓的“硬水”效应的影响。水含有碳酸盐盐，因此含有碳。硬水是与大气分离了一段时间的地下水，这意味着其中的一些碳-14已经经历了放射性衰变。

普通沟草是一种水生植物，批评人士说，这种植物的种子可能消耗了古老的水，使枣子看起来比实际年龄要老。

他们提出这个问题是完全正确的。这是科学应该进行的方式，有主张也有反对主张。

先进科技公司的作用nclusive发现

放射性碳定年法是可靠的，而且很容易理解。只要有足够的有机物，你就可以用这种方法确定任何有机物的年代。所以我们团队的两名成员，美国地质调查局的凯瑟琳·斯普林格和杰夫·皮加蒂开始测定花粉粒的年代。然而，花粉粒非常小，直径通常只有0.005毫米，所以你需要很多花粉粒。

这带来了一个巨大的挑战:你需要成千上万个这样的细胞才能获得足够的碳来确定某物的年代。事实上，你需要7万粒甚至更多。

医学为我们的难题提供了一个显著的解决办法。我们使用了一种称为流式细胞术的技术，这种技术更常用于对单个人类细胞进行计数和采样，来计数和分离化石花粉，以进行放射性碳定年。

流式细胞术利用激光刺激细胞的荧光特性。这些细胞在液体流中移动。荧光导致一扇门打开，允许液体流动中的单个细胞被转移、取样和浓缩。

我们在白沙的脚印之间的所有沉积层中都有花粉粒，这让我们可以确定它们的年代。有这么多花粉的关键优势是，你可以挑选像松树这样的植物，它们不受老水的影响。我们的样品经过处理，用流式细胞术浓缩花粉。

经过一年多的劳动密集型和昂贵的实验室工作，我们得到了基于松花粉的日期，证实了脚印的原始年代。他们还表明，在这个地点没有旧的水效应。

花粉也使我们能够重建人们留下脚印时正在生长的植被。我们在新墨西哥州找到了我们认为在冰河时期应该有的植物种类。

我们还使用了一种不同的测年技术，称为光激发光(OSL)作为独立的检查。OSL依赖于埋藏的石英颗粒内随时间积累的能量。这种能量来自于我们周围的背景辐射。

我们发现的能量越多，我们就可以假设石英颗粒越古老。当石英暴露在光线下时，这种能量就会释放出来，所以你所确定的年代是石英颗粒最后一次见到阳光的时间。

为了对埋藏的石英进行取样，你需要将金属管插入沉积物中，并小心地将其取出，以避免将其暴露在光线下。从试管中心取出石英颗粒，将其暴露在实验室的光线下，测量颗粒发出的光。这揭示了他们的年龄。来自OSL的数据支持我们使用其他技术得到的数据。

不起眼的花粉粒和一些神奇的医疗技术帮助我们确定了脚印的形成日期，以及人们到达美洲的时间。

关于这个故事的更多内容，请参见新墨西哥州的古代足迹改变了早期人类在北美存在的时间轴。

作者:Matthew Robert Bennett，伯恩茅斯大学环境与地理科学教授;ally Christine Reynolds，伯恩茅斯大学古人类生态学副教授

改编自一篇最初发表于The Conversation的文章。