在中国新疆伊犁州尼勒克县喀什河畔，十多米高的悬崖上裸露着倾斜纹理的黑褐色岩石。 夏季气温高时，裸露的煤炭偶尔会自燃生活网资讯，冒出缕缕青烟。 三千多年前的古人是否也看到了这样的景象，受到启发开始使用煤炭作为燃料呢？
近日，在兰州大学资源与环境学院教授董光辉指导下，自然地理学专业博士生邱梦涵牵头，与新疆维吾尔自治区文化研究所科研人员合作中国人民大学文物考古研究所等研究机构在《科学·进展》杂志上联合发表研究论文。该研究通过多学科论证，深刻揭示了烟煤燃料系统化利用的内涵中国新疆尼勒克县吉仁台沟口遗址的祖先，距今已有3600多年的历史，将人类最早系统性燃煤的历史推后了约1000年。
证据链还原史前煤炭系统的开发利用景观
根据考古证据和文献记载，公认系统开发利用煤炭燃料的最早可靠证据来自汉代。 然而，关于史前时期煤炭燃料系统发展的直接证据一直缺乏。 直到中国新疆伊犁尼勒克县吉仁台沟口遗址的考古发掘工作，相关证据才浮出水面。
2015年以来，新疆维吾尔自治区文物考古研究所开始对吉仁台沟口遗址和墓地进行考古发掘，发现了煤炭使用和铜冶炼活动的证据。 随后的一系列发现表明，吉人台沟口遗址很可能是这一时期伊犁河上游的中心聚落。 此后，中国人民大学与兰州大学资源与环境学院环境考古研究团队对该考古遗址开展合作研究。
吉仁台沟口遗址位于伊犁河主要支流喀什河出口右岸台地，北、东、西三面群山环抱，河流从山上向南流入尼勒克山谷。 “吉人台沟口遗址是一处大型青铜时代聚落遗址，与墓葬相比，聚落遗址能为我们提供更加立体、丰富的人们生活信息。” 邱梦涵说道。
研究团队对吉人台沟口遗址进行碳14测年，并利用贝叶斯模型对年龄数据进行统计分析，确定该遗址的主要人类活动分为两个时期，即距今4500-4300年（早期）和距今3600年-2900年前（晚期）。 其中，遗址主体属于晚期，这一时代的文化地层中广泛出土了大量煤炭遗存。
废墟中放置着成堆的煤炭，一般分布在房屋遗址周围，这很可能是古人为了方便随时取用而有意为之。 房地地面上有时会发现灰色的煤灰，还有一些未完全燃烧的煤炭，房地的一些火炉和火坑中也存在煤渣。
课题组对现场周边6个煤层露头以及现场采集的部分煤样进行了锶、钕同位素、碳、氮元素以及38种微量元素含量测定，发现其中3个煤露头关系较为密切。到该地点的煤炭遗迹。 近距离看，它很可能是该遗址煤炭的来源，表明古人选择了多种煤炭来源。
同时，遗址中煤炭的碳含量相对较高且相对稳定，但不同露头的煤炭碳含量波动较大，表明人类可能已经了解了其性质的差异不同地点的煤炭，然后选择性地使用品质较好的煤炭。 煤炭。
在后来的发掘中，考古队还在遗址中发现了木车，这或许可以解释古人运输煤炭的运输问题。 “这些考古现象揭示了有关煤炭燃料发展的完整证据链，表明人类当时已经系统地开发和使用煤炭燃料。” 邱梦涵说道。
开启人地关系新篇章
古人为何需要大规模使用煤炭？
研究团队对场地周边的自然土壤样本以及场地前期和后期不同区域的土壤样本进行了分析。 结果表明，冶炼场遗址晚期地层重金属元素显着富集，部分点位铜浓度甚至达到自然值的50倍。
结合考古发掘中发现的冶金活动证据链，进一步证实了吉连台沟口是当时区域性冶金中心的判断，而冶金必然伴随着大量的能源需求。
研究团队还对遗址早期和晚期的炭化木遗存进行了物种鉴定，发现遗址早期的人们在选择木质燃料时，更倾向于选择燃烧度较高的针叶木。热值和质地较软。
然而，该遗址后期的人们放弃了针叶木材，而选择煤炭作为主要燃料。 为什么？
研究小组推测，到了遗址后期，相对寒冷的气候导致了周围植被的退化，尤其是针叶林的萎缩。 更大规模的聚落和更高强度的冶金活动带来了燃料能源的需求，加上木材资源供应的减少，共同加剧了当地社会与环境的矛盾，最终促使当地人民打破传统，出能量转化。
选择性开采、有计划储存、生产生活中粗放燃烧利用，表明煤炭并不是某个社会阶层、某个生产部门的专属。 “在吉连台沟口，烟煤燃料的系统化发展最终促进了独特的复合社会的形成。” 邱梦涵说道。
研究人员介绍，在中国伊犁地区，可能是受到了4200年前开始的全球气候恶化事件的影响，人类活动在4200年前至3800年前衰退。
约3600年前，新疆西北地区形成了较为复杂、成熟的生产运作模式。 吉人台沟口遗址的晚期居民不仅掌握了种植各种农作物和饲养牲畜的技术，而且还拥有炼铜业，显着增强了社会的复杂性和稳定性。 社会发展的需要和气候环境的恶化共同威胁着史前社会进行能源转型。
人类活动和环境总是相互影响的。 “我们的研究有两个有趣的点：之前的研究大多从动植物利用的角度观察人类生计如何适应环境变化，但这次从燃料的角度揭示了人类在面临环境变化时会做什么“资源短缺。第二是人类活动对环境的影响。在分析土壤元素时，我们发现人类的铜冶炼活动造成了土壤污染，这是人类活动影响环境的典型表现。” 董光辉说道。
董光辉表示，一方面，团队将继续扩大研究区域，探索周边甚至更远的地方是否有新的证据，推进对早期煤炭消费时空分布特征的认识； 影响不仅限于当地的土壤污染，还计划对距遗址不远的湖泊沉积地层进行研究，以进一步提高对史前时期煤炭资源利用的认识。 （科技日报记者 解满彬 通讯员 飞莎 刘宇轩）
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