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采菊东篱下 悠然见南山------ 愚鈍無術、所以清靜無為,琴棋書畫伴人生,不思進取酌為樂。

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人类智力发展或与多变环境相关  

2013-01-10 10:57:36|  分类: 百态人生 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2013-01-10 10:06:16 核心提示:在奥杜瓦伊峡谷,科学家曾经挖掘出非洲是人类文明摇篮的证据。如今在这里,科学又发现,景观和环境的变化可能会指引早期人类进化。研究人员说,这项发现表明,人类智力的发展很可能与这里曾经多变的环境高度相关。

奥杜瓦伊峡谷位于坦桑尼亚北部塞伦盖蒂平原(Serengeti Plain)东部边缘,拥有人类世系成员的古人类化石。20世纪50年代中期,考古学家路易斯(Louis)和玛丽·李奇(Mary Leakey)在奥杜瓦伊峡谷的挖掘工作,帮助人们最终确立了人类起源于非洲的学说。

为了了解更多人类的起源的问题,科学家们分析了奥杜瓦伊峡谷地区的湖泊沉积物中保留的叶蜡(leaf waxes)样本,用于鉴定在二百万年前哪种植物居于统治地位。也正是此时现代人类的直接始源——直立人出现,并开始使用较为先进的石器工具。

宾夕法尼亚州立大学的生物地球化学家凯瑟琳?弗里曼(Katherine Freeman)在一份报告中说:“我们之所以看到叶蜡,因为它们非常顽强,可以在沉积物中生存至今。”

经过四年的工作,研究者们研究了样本中的碳同位素——质子数相同,中子数不同的元素,它展现了植物占统治地位的地区情况。在热带无树草原,草科植物参与包括碳12和碳13在内的一种光合作用,而树木和灌木更倾向于依靠碳12的光合作用。(原子的碳12有6个中子,而碳13的中子数是7个。)

长期以来,科学家们认为,在三百万年前,非洲经历了一个被称之为渐变的“大干旱”的时期,或许是这样一场巨大的气候变化导致草原扩展至整个大陆,从而影响了人类进化。然而,与之相反,宾夕法尼亚州立大学的生物地球化学家克莱顿?麦吉尔(Clayton Magill)认为,新的研究显示,非洲热带草原生态系统经历了一个急剧的变化期,从广阔的草原景观过渡到封闭的森林景观,仅仅用了几百年至几千年的时间。

研究人员发现,奥杜瓦伊峡谷在20万年的时间里,曾经在干旱的草原气候和潮湿的雨林气候之间变换了5到6次。

参与该研究的科学家弗里曼说:“我对当时气候变化程度之大、速度之快感到非常惊讶。至少基于我们所掌握的解释数据,整个生态系统反复经历了从草原到森林,再从森林到草原的多次转变。在我的整个科学生涯中,一直致力于碳同位素进行相关的研究,但还从未见到过这样的情况。”

此外,调查人员通过分析奥杜瓦伊峡谷附近湖泊沉积物中植物蜡和其他化合物中的氢同位素比,对峡谷内水的历史作了详细的记录。研究结果支持碳同位素的数据,同时表明这一地区曾经经历过巨大的气候变化,即在干旱时节由草原为主导,而湿润时节,以树木主导为特征。

麦吉尔在一份报告中称:“研究指出了水的重要性,尤其在非洲这样的干旱地区。植物和水是密切相关的,在水资源短缺的地方,通常也会导致食物危机。”

研究团队研究了当时与之相关的其他事件的动态数据和数学模型,比如行星运动轨道的改变。弗里曼称:“地球绕日运动的轨道正随着时间缓慢地发生变化。改变着非洲的季风气候,进一步影响了奥杜瓦伊峡谷内气候的变化。”

地球绕日轨道随时间发生变化表现在很多方面:比如,地球绕日的轨道可以随时间或多或少呈现周期性改变,地球的自转轴相对于太阳赤道的平面,也可以来回倾斜。“日照量的轻微变化改变了大气循环的强度和水的供应。雨水模式带动植物生长模式遵循季风环流。我们发现,环境变化和行星运动有关联。”

研究团队还发现,奥杜瓦伊峡谷气候的变化与热带地区海平面温度存在一定联系。弗里曼说:“我们发现了一种补充机制,即一方面是地球的运行轨道,另一方面是非洲附近大洋温度的变化。”来源: 人民网(北京) 


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