2024-05-04 16:05 来源：明日科学网
当硅藻家Karthick Balasubramanian访问位于德里的研究机构大学间加速器中心时，他偶然遇到了考古学家C R Gayathri，后者也在该中心带着一些古代陶器碎片。他们站在中心回顾过去——生物学和考古学——进行各自的研究，并开始交谈。在接下来的六年里，各种想法相互碰撞，产生了第一个同类科学研究，利用亚洲古代陶器中的硅藻来了解近3500年前存在的史前气候。
在最近的一项研究中，Balasubramanian和他在浦那Agharkar研究所的同事，以及来自印度考古调查的Gayathri，通过检查陶器碎片上的硅藻化石，报告了Kaveri盆地下游铁器时代当地环境的样子。铁器时代是公元前1500年至公元前600年之间的史前时期，当时人类使用钢铁制造工具和武器。这项研究发表在《当代科学》杂志上。
获得考古见解
硅藻是一种微小的金棕色藻类，在淡水和海洋栖息地大量存在。虽然目前已知的物种只有大约7万种，但科学家估计地球上可能有大约200万种。并不是所有的硅藻都是随处可见的。水温、pH值、电导率和水流都会影响硅藻的种类。在温泉中发现的物种与在冰芯中发现的物种是截然不同的。
由于它们特殊的细胞壁，硅藻可以保存数千年。“硅藻是最成功变成化石的生物，因为它们的细胞壁是由硅组成的——就像一块玻璃，”Balasubramanian说。“这就是为什么硅藻是最常用的古环境工具之一。”
由于持续几年的El-Niño南方涛动(Southern oscillation)或米兰科维奇周期(milankovich cycles)等现象，地球的环境发生了周期性变化，不同种类的硅藻会在同一地理区域的这些时期循环。因此，通过观察在给定时间点存在的物种，科学家可以合理地预测当时的水温、pH值、水质和其他环境参数。
目前的研究依赖于淡水湖沉积物中保存的硅藻。加拿大渥太华的加拿大自然博物馆藻类收藏馆长保罗·汉密尔顿(Paul Hamilton)将湖泊中年复一年沉积的沉积层以及当时存在的硅藻比作树木的年轮。“我们可以利用这些层来确定确切的日期，并准确地确定当时的环境。”汉密尔顿利用来自加拿大一个湖泊的硅藻来补充有关公元前1200年至1400年间居住在湖岸的土著居民的考古知识。他没有参与目前的研究。
洞察铁器时代
Balasubramanian和他的同事们使用了从泰米尔纳德邦Kaveri河沿岸的六个铁器时代瓮葬遗址中提取的26件陶器:Nallur, Tiruvaymur, Avur-Saluvanpettai, Milalainattam, Tirubuvanam和Tepperumalnallur。他们用电动杵磨碎这些碎片，然后在扫描电子显微镜下观察这些粉末，发现了硅藻瓣化石——具有复杂图案的硅细胞壁。
研究人员在6个遗址中的4个挖掘出的陶器中发现了41种不同的硅藻化石。大多数个体属于Nitzschia属，通常在营养丰富或污染严重的湖泊和河流的沉积物中发现。在所有的陶器碎片中都发现了这个属，这表明用于制作它们的粘土来自被污染的当地湖泊的沉积物。人为污染表明该遗址过去曾有人类住区。
Hantzschia属的硅藻只在Tepperumalnallur出土的陶器碎片中被发现，而Avur-Saluvanpettai的陶器碎片是唯一含有Luticola属硅藻的陶器碎片。由于这两种硅藻都能忍受干燥，研究人员推测，用于制作罐子的粘土可能来自停滞或缓慢流动的水体，那里的沉积物可以长时间保持干燥。
考古学的新工具
到目前为止，大多数考古研究都能让我们一瞥早期定居点的人们使用什么，这些定居点的人口，以及他们使用的工具制造和陶器技术。“考古学并不关注早期的环境是什么样子的，”Balasubramanian说。“它只是给出了一种非常以人类为中心的观点。”这项研究表明，从微小的、微观的硅藻中获得的见解可以提供更大的环境背景，这可以极大地影响过去的人类住区。
来自阿育王大学的历史学家和考古学家纳扬约特·拉希里没有参与这项研究，他说:“对陶器进行硅藻分析有助于了解陶工使用的粘土的来源。”“世界上许多地方都已经这样做了，现在由卡西克和他的同事们来做这件事真是太棒了。”
拉希里建议，研究人员可以在这些遗址周围进行实地考察，以了解附近的水源和粘土的性质。她说:“这将使被分析的样本被视为构成了一个生活环境的一部分。”她还补充说，还必须将一些样本送到放射性碳测年处，以确定这些文物的确切日期。“当枣子和硅藻与其他代用物结合在一起时，将提供对遗址周围古生态过程和变化的见解。”
随着目前研究的有希望的发现，Balasubramanian对在印度考古中使用硅藻分析的前景感到兴奋。他现在与泰米尔纳德邦考古部门合作，探索卡韦里盆地和次大陆其他地区人民之间可能的文化交流，并利用他作为硅藻家的专业知识来探索印度丰富的历史。“在印度，一切都是考古遗址，”他说。
