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灰尘可能控制了古代人类文白河雪野明

地球 2022-01-05 00:00:09

美国地质学会 地图显示的是黎凡特地区(橙色阴影部分),是整个肥沃新月地区的西部(黄色阴影部分);以色列和克里特岛的研究区域用灰色虚线框标出

来自撒哈拉和内盖夫沙漠的箭头显示了灰尘的传输模式,它们的厚度显示了被传输的相对颗粒大小

细颗粒的灰尘由风从撒哈拉地区输送到黎凡特,而较粗的灰尘(黄土)则由内盖夫沙漠输送到以色列的加利利山脉

信用:Rivka Amit等人

和地质学 十万年前,当早期人类开始走出非洲,进入欧亚大陆时,地中海东部一个叫做黎凡特的肥沃地区成为了北非和欧亚大陆之间的重要门户

发表在《地质学》杂志上的一项新研究表明,那片绿洲的存在几乎完全依赖于我们几乎从未想过的东西:灰尘

医生

以色列地质调查局的里夫卡·阿米特和她的团队最初提出了一个简单的问题:为什么地中海周围的土壤很薄,为什么有些很厚?他们的研究使他们发现,灰尘沉积不仅在黎凡特形成厚厚的土壤中发挥了关键作用,而且如果灰尘的来源在20万年前没有改变,早期人类离开非洲可能会经历更艰难的时期,肥沃的新月地带的部分地区也不会如此适宜文明的扎根

厚土壤倾向于在潮湿的气候区域形成,而薄土壤形成于风化率较低的干旱环境

但是在地中海,大部分基岩是可溶解的碳酸盐,情况正好相反:更潮湿的北部地区土壤薄而贫瘠,更干旱的东南部地区土壤厚而肥沃

一些科学家将这些模式归因于人类活动导致的侵蚀速度的差异

但对多年来一直研究该地区的阿米特来说,单单高侵蚀率是没有意义的

她对现有的假设提出了质疑,认为另一个因素——灰尘的输入——可能在风化速度太慢而无法从基岩形成土壤时起到关键作用

为了评估灰尘对地中海土壤的影响,阿米特和她的团队需要追溯灰尘的原始来源

他们从该地区的土壤以及附近和远处的尘源中收集了灰尘样本,并比较了样本的粒度分布

研究小组发现了薄土和厚土之间的一个关键区别:薄土只包含来自遥远的沙漠(如撒哈拉沙漠)的最细微的颗粒大小,而较厚、生产力更高的土壤包含称为黄土的较粗糙的灰尘,来自附近的内盖夫沙漠及其巨大的沙丘

地中海东部厚厚的土壤形成于20万年前,当时冰川覆盖了大片土地,磨平了基岩,形成了丰富的细粒沉积物

“整个星球都变得多尘了,”阿米特说,这使得像内盖夫那样的广阔沙丘地得以建立,创造了新的灰尘来源,并最终在像黎凡特这样的地方形成了更厚的土壤

于是,阿米特有了自己的答案:土壤稀薄的地区根本没有足够的黄土来形成肥沃的农业土壤,而地中海东南部却有

“这里的侵蚀不太重要,”她说

“重要的是你是否得到大量的粗粒(灰尘)碎片

(没有这些),你会得到贫瘠的土壤

" 阿米特不止于此

她现在知道,最厚的土壤已经接受了大量的粗尘,导致该地区因其农业生产力而被称为“牛奶和蜂蜜之乡”

她的下一个问题是,一直都是这样吗? 她对他们的发现感到惊讶

在土壤剖面的黄土下面,他们发现缺乏细粒沉积物

“黄土形成之前,沉积的是非常薄的土壤,”她说

“真是个大惊喜

这里的风景完全不同,所以我不确定人们会选择住在这个地方,因为那里环境恶劣,几乎没有什么土壤

“如果没有不断变化的风和内盖夫沙丘地的形成,那么,作为早期人类通道的肥沃地区可能就很难通过和生存

在现代地中海,土壤不再堆积

“尘源被切断了,”阿米特解释道,因为冰川在全新世消退,“现在我们只是在改造旧黄土

“即使有尘源,在那里重建一片土壤也需要几万年

这使得这些山地土壤处于脆弱状态,生活在那里的人们必须平衡保护和农业使用

在该地区采用负责任的农业做法,因为梯田已经使用了几千年,如果农业要继续下去,对土壤保护至关重要

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