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2018 年，考古工作者在新疆伊犁地區(qū)發(fā)掘了距今 3600 年至 3000 年（以 1950 年為基準(zhǔn)，下同）的吉仁臺(tái)溝口遺址，在遺址中發(fā)現(xiàn)大量煤灰、煤渣、未燃盡煤塊以及煤坑等。這一發(fā)現(xiàn)將人類用煤的歷史提前到 3000 年前。近日，國(guó)內(nèi)外多家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了對(duì)該遺址發(fā)掘出土的煤炭遺存進(jìn)行多方面研究的結(jié)果。
文 | 聞靜
煤炭長(zhǎng)期以來(lái)一直為人類文明提供動(dòng)力
煤炭是埋藏在地下的古代植物經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物，促成了工業(yè)革命的發(fā)生，被譽(yù)為“黑色的金子”“工業(yè)的食糧”。
火的使用在人類文明史上具有劃時(shí)代的意義。人類利用火燒制原始陶器、燒制石灰、冶煉金屬等，這樣就可以更好地制造和使用工具。
而在煤炭被發(fā)現(xiàn)之前，人類用來(lái)生火的材料主要是木柴。煤炭的熱值是木柴的 2.33 倍，比重是木柴的 3 倍，并且，煤炭的燃燒溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于木材（煤炭是 1700～1900℃，木柴為 700～1000℃）?？梢哉f(shuō)，人類所使用的主要燃料從木柴向煤炭過(guò)渡，是人類文明史上的一幕躍進(jìn)。
人類大規(guī)模使用煤炭最早是在距今 3600 年的時(shí)候
系統(tǒng)性煤燃料開(kāi)采的歷史可以追溯到距今第三個(gè)千年的后期（即距今 2500 至 2000 年）。盡管在一些史前考古遺址中報(bào)告了零星燃燒煤炭作為燃料的情況，但仍然缺乏在距今 2500 之前系統(tǒng)開(kāi)采煤炭作為燃料的證據(jù)。
2018 年，考古工作者在新疆伊犁地區(qū)發(fā)掘了距今 3600 年至 3000 年的吉仁臺(tái)溝口遺址，在遺址中發(fā)現(xiàn)大量煤灰、煤渣、未燃盡煤塊以及煤坑等。這一發(fā)現(xiàn)將人類用煤的歷史提前到 3000 年前。
近日，蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)聯(lián)合新疆維吾爾自治區(qū)文物考古研究所、中國(guó)人民大學(xué)，以及國(guó)內(nèi)外多家研究機(jī)構(gòu)在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上，發(fā)表了對(duì)吉仁臺(tái)溝口遺址發(fā)掘出土的煤炭遺存進(jìn)行多方面研究的結(jié)果。
氣候環(huán)境惡化導(dǎo)致燃料來(lái)源發(fā)生轉(zhuǎn)變
距今 4200 年前的干旱事件是全新世中晚期之間的一次全球氣候惡化，被認(rèn)為是一些古代文明衰退的驅(qū)動(dòng)因素。這一事件在中亞地區(qū)的一些沉積物記錄中都有所體現(xiàn)。因此，科學(xué)家推斷可能是氣候環(huán)境惡化導(dǎo)致了伊犁河上游地區(qū)距今 4200 年至 3800 年期間人類活動(dòng)的衰落和斷檔。
對(duì)吉仁臺(tái)溝口遺址的木炭、人骨和動(dòng)物骨骼進(jìn)行放射性碳測(cè)年的結(jié)果顯示，在早期（距今約 4500 年至 4300 年），當(dāng)?shù)刂饕娜剂蟻?lái)源為木柴；而到后期（距今約 3600 年至 2900 年），遺址出現(xiàn)了關(guān)于煤炭的從開(kāi)采到使用的完整記錄。
另外，早期木炭遺存顯示木柴來(lái)源中針葉樹(shù)、灌木和闊葉樹(shù)的占比分別為 47.3%、32.3% 和 20.4%，而到后期，闊葉樹(shù)占據(jù)了木柴來(lái)源的主導(dǎo)地位（占比為 94.2%），而針葉樹(shù)和灌木的占比僅分別為 4.0% 和 1.8%。針葉樹(shù)硬度較低、燃燒熱較高，是優(yōu)質(zhì)的木柴。放棄優(yōu)質(zhì)木柴這種不合邏輯的舉動(dòng)，很可能也是在氣候環(huán)境惡化的時(shí)候人類不得不做出的選擇。
幸運(yùn)的是，人類發(fā)現(xiàn)了另一種更好的燃料。
人類文明的發(fā)展突破了能源的限制
從約距今 3800 年開(kāi)始，青銅文明安德羅諾沃文化在歐亞草原上迅速擴(kuò)張，為吉仁臺(tái)溝口遺址所在的新疆西北部帶來(lái)了更復(fù)雜的生活和生產(chǎn)方式，促進(jìn)了當(dāng)?shù)厣缛阂?guī)模的擴(kuò)大和社會(huì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，同時(shí)也使得燃料能源需求增加。
在氣候環(huán)境惡化導(dǎo)致的木材資源供給的減少的疊加作用下，社會(huì)與環(huán)境間的矛盾激化，從而最終推動(dòng)當(dāng)?shù)厝巳捍蚱圃械馁Y源利用傳統(tǒng)，開(kāi)發(fā)替代性的燃料能源 —— 煤炭。
在距離遺址約 3～4 千米的地方，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了最近的一批煤層露頭?？紤]到長(zhǎng)距離運(yùn)輸大量煤炭會(huì)耗費(fèi)巨額的勞動(dòng)力，且很不方便，這些煤層是遺址最合理的煤炭來(lái)源。進(jìn)一步的煤質(zhì)鑒定結(jié)果顯示，遺址中的煤炭很可能來(lái)自周邊 6 處煤層露頭中的 3 處。
檢測(cè)結(jié)果還顯示了，遺址中的煤炭和附近煤層的煤炭樣品均屬于煙煤，品質(zhì)優(yōu)于常見(jiàn)的褐煤。這說(shuō)明當(dāng)時(shí)的人群可能有意識(shí)地選擇了更優(yōu)質(zhì)的煤炭。
新研究將人類系統(tǒng)開(kāi)發(fā)煤炭燃料的歷史推前了約 1000 年，也使中國(guó)新疆成為世界上已知最早系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用煤炭燃料的地區(qū)，對(duì)了解史前人與環(huán)境的相互作用具有重要意義。
如果說(shuō)在吉仁臺(tái)溝口遺址附近的人們找到了一條出路，那么在人類文明的歷史長(zhǎng)河里，會(huì)不會(huì)有能源不足導(dǎo)致文明衰落的悲劇呢？這些歷史被時(shí)間剝蝕，我們難以看到全貌，還以為那些文明是突然興起的，或者詭異地消失了。這些謎題還需要科學(xué)家開(kāi)展進(jìn)一步的探索。
參考文獻(xiàn)：
Earliest systematic coal exploitation for fuel extended to ~3600 B.P. | Science Advances
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